和叶绿体RNA聚合酶活性不受α-鹅膏覃碱所抑制。 常用的转录抑制剂及其作用: 抑制剂 靶酶 抑制作用 利福霉素 细菌的全酶 与β亚基结合,阻止起始 链霉溶菌素 细菌的核心酶 与β亚基结合,阻止延长 放线菌素D 真核RNA聚与DNA结合,并阻止延长 合酶Ⅰ α-鹅膏蕈真核RNA聚与RNA聚合酶Ⅱ结合,起碱 合酶Ⅱ 始复合物的形成 转录可被分为4个阶段,即启动子的选择、转录起始、RNA链的延伸和终止。 原核生物中:启动子选择阶段包括RNA聚合酶全酶对启动子的识别,聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭复合物(closed complex)。
真核生物RNA聚合酶Ⅱ所形成的转录起始复合物:除了RNA聚合酶之外,真核生物转录起始过程中至少还需要7种辅助因子参与。
一般情况下,该复合物可以进入两条不同的反应途径, 一是合成并释放2-9个核苷酸的短RNA转录物,即所谓的流产式起始;
二是尽快释放σ亚基,转录起始复合物通过上游启动子区并生成由核心酶、DNA和新生RNA所组成的转录延伸复合物。
RNA聚合酶的核心酶虽可合成RNA,但不能找到模板DNA上的起始位点。
只有带б因子的全酶才能专一地与DNA的启动子结合,选择其中一条链作为模板,合成均一的产物。б因子的作用只在起始,一旦转录开始,它就脱离了起始复合物,而由核心酶负责RNA链的延伸。因此,聚合酶全酶的作用是启动子的选择和转录的起始,而核心酶的作用是链的延伸。 真核生物RNA Pol II的转录起始复合物 真核生物转录起始除RNA聚合酶外,至少还需要7种辅助因子参与,如TBP,TFIIA,TFIIB,TFIID,TFIIE,TFIIF和TFIIH。
3.2 启动子与转录起始 2、启动子与转录起始
启动子是一段位于结构基因5’端上游区的DNA序列,能活化RNA聚合酶,使之与范本DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。
转录的起始是基因表达的关键阶段,而这一阶段的重要问题是RNA聚合酶与启动子的相互作用。 3.2.1 启动子区的基本结构 转录单元(transcription unit):是一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列,RNA聚合酶从转录起点开始沿着模板前进,直到终止子为止,转录出一条RNA链。
转录起点是指与新生RNA链第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基,研究证实通常为一个嘌呤。
常把起点前面,即5’末端的序列称为上游(upstream),而把其后面即3’末端的序列称为下游(downstream)。
在启动子区内有一个由5个核苷酸组成的共同序列,是RNA聚合酶的紧密结合点,现称为Pribnow区(Pribnow
box),该区的中央约位于起点上游10bp处,故又称-10区。 绝大部分启动子都存在位于-10bp处的TATA区和-35bp处的TTGACA区。这两段共同序列是RNA聚合酶与启动子的结合位点,能与σ因子相互识别而具有很高的亲和力。 Pribnow区(Pribnow box)这个区的中央大约位于起点上游10bp处,所以又称为–10区。 TTGACA。这个区的中央大约位于起点上游35bp处,所以又称为–35区。
–10位的TATA区和–35位的TTGACA区是RNA聚合酶与启动子的结合位点,能与σ因子相互识别而具有很高的亲和力。
在真核生物基因中,Hogness等先在珠蛋白基因中发现了类似Pribnow区的Hogness区(Hogness box),这是位于转录起始点上游–25~–30 bp处的共同序列TATAAA,也称为TATA区(图3-7)。 另外,在起始位点上游–70~–78 bp处还有另一段共同序列CCAAT,这是与原核生物中–35 bp区相对应的序列,称为CAAT区(CAAT box)。 在–70~–80区含有CCAAT序列(CAAT box),在–80~–110含有GCCACACCC或GGGCGGG序列(GC box)。 3.2.2 启动子区的识别
氢键互补学说:RNA聚合酶并不直接识别碱基对本身,而是通过氢键互补的方式加以识别。
这种氢键互补学说较为圆满地解释了启动子功能既受DNA序列影响,又受其构象影响这一事实。 3.2.3 酶与启动子区的结合
在RNA聚合酶与启动子相互作用的过程中,聚合酶首先与启动子区闭合双链DNA相结合,形成二元闭合复合物,然后经过解链得到二元开链复合物。
DNA开链是按照DNA模板序列正确引入核苷酸底物的必要条件。
RNA聚合酶既是双链DNA结合蛋白,又是单链DNA结合蛋白。
3.2.4 -10区和-35区的最佳间距 在原核生物中,-35区与-10区之间的距离大约是16~19bp,小于15bp或大于20bp都会降低启动子的活性。
在细菌中常见两种启动子突变,一种叫下降突变(down mutation),如果把Pribnow区从TATAAT变成AATAAT就会大大降低其结构基因的转录水平;另一类突变叫上升突变(up mutation),即增加Pribnow区共同序列的同一性。 3.2.5 增强子及其功能
能强化转录起始的序列为增强子或强化子(enhancer)。 增强子很可能通过影响染色质DNA-蛋白质结构或改变超螺旋的密度而改变模板的整体结构,从而使得RNA聚合酶更容易与范本DNA相结合,起始基因转录。 增强子与启动子的区别:
1.增强子对于启动子的位置不固定,而能有很大的变动; 2.它能在两个方向产生作用。一个增强子并不限于促进某一特殊启动子的转录,它能刺激在它附近的任一启动子。 3.2.6 真核生物启动子对转录的影响
习惯上,将TATA区上游的保守序列称为上游启动子元件
(upstream promoter element,UPE)或称上游激活序列(upstream activating sequence,UAS)。
在真核生物基因中,Hogness等先在珠蛋白基因中发现了类似Pribnow区的Hogness区(Hogness box),这是位于转录起始点上游–25~–30 bp处的共同序列TATAAA,也称为TATA区。 另外,在起始位点上游–70~–78 bp处还有另一段共同序列CCAAT,这是与原核生物中–35 bp区相对应的序列,称为CAAT区(CAAT box)。 在–70~–80区含有CCAAT序列(CAAT box),在–80~–110含有GCCACACCC或GGGCGGG序列(GC box)。 TATA区的主要作用是使转录精确地起始;
CAAT区和GC区主要控制转录起始频率,基本不参与起始位点的确定。
转录实际上是RNA聚合酶、转录调控因子和启动子区各种调控元件相互作用的结果。 转录的终止
RNA聚合酶起始基因转录后,它就会沿着范本5’→3’方向不停地移动,合成RNA链,直到碰上终止信号时才与模板DNA相脱离并释放新生RNA链。终止发生时,所有参与形成RNA-DNA杂合体的氢键都必须被破坏,范本DNA链才能与有意义链重新组合成DNA双链。 3.4 终止和抗终止 不依赖于ρ因子的终止
终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区,由这段DNA转录产生的RNA容易形成发卡式结构。在终止位点前面有一段由4-8个A组成的序列,所以转录产物的3’端为寡聚U,这种结构特征的存在决定了转录的终止。终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关,随着发卡式结构(至少6bp)和寡聚U序列(至少4个U)长度的增加,终止效率逐步提高。 依赖于ρ因子的终止
ρ因子是一个相对分子质量为2.0×105的六聚体蛋白,它能水解各种核苷酸三磷酸,实际上是一种NTP酶,它通过催化NTP的水解促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来,从而终止转录。 3.4.3 抗终止
抗转录终止主要有两种方式:
1.破坏终止位点RNA的茎—环结构 2.依赖于蛋白质因子的转录抗终止
3.3 原核生物与真核生物mRNA的特征比较 原核生物mRNA的特征
mRNA在大肠杆菌细胞内占总RNA的2%左右(tRNA占16%,而rRNA则占80%以上)。原核生物中,mRNA的转录和翻译不仅发生在同一个细胞空间里,而且这两个过程几乎是同步进行的,蛋白质合成往往在mRNA刚开始转录时就被引发了。一个原核细胞的mRNA(包括病毒)有时可以编码几个多肽。 3.3.1 原核生物mRNA的特征 1.原核生物mRNA的半衰期短
2.许多原核生物mRNA以多顺反子的形式存在
3.原核生物mRNA的5’端无帽子结构,3’端没有或只有较短的poly(A)结构
4.原核生物起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处有一被称为SD序列(Shine –Dalgarno sequence)的保守区,因为该序列与16S-rRNA 3’端反向互补,所以被认为在核糖体-mRNA的结合过程中起作用。
只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA(monocistronic mRNA),
把编码多个蛋白质的mRNA称为多顺反子mRNA(polycistronic mRNA)。
多顺反子mRNA是一组相邻或相互重迭基因的转录产物,这样的一组基因可被称为一个操纵子(operon),是生物体内的重要遗传单位。如大肠杆菌乳糖操纵子转录成编码3条多肽的多顺反子mRNA,经过翻译生成β半乳糖苷酶、透过酶及乙酰基转移酶。 真核生物mRNA的特征
前体RNA 成熟mRNA
“基因”的分子生物学定义是:产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列! 3.3.2 真核生物mRNA的特征
1. 真核生物mRNA的5’端存在“帽子”结构:pppApNpNp 。
2. 绝大多数真核生物mRNA具有多聚(A)尾巴。 帽子结构
帽子被扣在了mRNA的5’端,并可能在几个位置发生甲基化。
mRNA5′端加“G”的反应是由鸟苷酸转移酶完成的 。 帽子甲基化作用
帽子0:出现在所有真核生物中。
尿苷酸一7一甲基转移酶 在G的7N位甲基化 帽子1:除单细胞生物以外所有其他真核生物中都有的最主要的帽子。
2’一甲基一转移酶
第2个碱基的2’-OH位置上(实际上在任何修饰反应进行前,它是转录物中原来的第1个碱基)
帽子2:甲基基团可以添加到戴帽mRNA的第3碱基上。这个反应的底物是已经具有两个甲基基团的帽子mRNA。 2’一甲基一转移酶催化2’-OH位置上甲基化 这种帽子通常低于戴帽群体总量的10-15%。 二、mRNA的转录后修饰---------帽子 1、 帽子的种类
帽子0(Cap-0) m7GpppXpYp----------(共有)
帽子1 (Cap-1) m7GpppXmpYp-----第一个核苷酸的 2’-O 位上产生甲基化(A N6 位甲基化) 帽子2(Cap-2) m7GpppXmpYm 第二个核苷酸的 2’-O 位上产生甲基化(A、G、C、U)
其中: ☆ 单细胞真核生物只有 Cap—0
☆ Cap—1 是其余真核生物的主要帽子形式 ☆ Cap—2 存在于某些真核生物中 2、 帽子结构的生成
☆ 甲基供体都为S—腺苷甲硫氨酸(SAM)
☆ RNA鸟苷酸转移酶-----戴帽酶(capping enzyme) 由于并非所有的内含子都有中部核心结构,所以有了内3、 帽子结构的功能 含子的分类 1) 对翻译起识别作用------为核糖体识别RNA提供信号 Ⅰ类(groupⅠ):含有中部核心结构的细胞器基因 核基因 Cap—0 的全部都是识别的重要信号 Ⅱ类(group Ⅱ):不含有中部核心结构细胞器线粒体基因 Cap—1,2 的甲基化能增进识别 内 核基因 2)增加mRNA 稳定性,使5’端免遭外切核酸酶的攻击 Ⅲ类(group Ⅲ):具有 GU-AG 特征的边界序列核基因3)与某些RNA病毒的正链合成有关(Cap—1、Cap—2 ) mRNA 前体 除帽子结构外的Euk.mRNA内部甲基化---m6A形式 Poly A尾巴 3、 poly(A) 的功能 1) 可能与核质转运有关 2) 与mRNA的寿命有关 3) 与翻译有关 a、 缺失可抑制体外翻译的起始 b、 胚胎发育中,poly(A) 对其mRNA的翻译有影响(非poly(A) 化的为储藏形式) c、对含 poly(A) 的mRNA 失去 poly(A) 可减弱其翻译 4) poly(A) 在分子生物学实验中有很大应用价值 a.也可将 oligo (dT) 与载体相连,从总体RNA中分离纯化mRNA b.用寡聚dT(oligo (dT))为引物,反转录合成 cDNA 若 干 基 本 概 念 基因表达的第一步 以D. S. DNA中的一条单链作为转录的模板,在依赖DNA的RNA聚合酶的作用下,按A = U,C=G 配对的原则,合成RNA分子 模板单链 DNA的极性方向为3’→5’, 而非模板单链DNA的极性方向与RNA链相同,均为5’→3’。 3.5 内含子的剪接、编辑及化学修饰 一、概述 割裂基因(split gene):指编码某一RNA的基因中有些序列并不出现在成熟的RNA序列中,成熟RNA的序列在基因中被其他的序列隔开 内含子(intron):原初转录物中经RNA拼接反应而被去除的RNA序列或基因中与这些RNA序列相应的DNA序列 外显子(excon): RNA拼接(RNA splicing):一个基因的外显子和内含子共同转录在一条转录产物中,将内含子去除而把外显子连接起来形成成熟RNA分子的过程。 拼接点: 5’ 拼接点或左拼接点(内含子上游) 3’ 拼接点或右拼接点(??下游) 3.5.1 RNA中的内含子 真核生物mRNA前体的加工: 1. 5’端形成特殊的帽子结构 2. 在3’端切断并加上一个poly(A)的尾巴 3. 通过剪接除去转录来的IVS(非翻译区) 4. 链内部核酸的甲基化 内含子的分类 中部核心结构(central core structure):在有些内含子中,含有4个重复的保守序列,长度为10 ~ 20bp,4个保守序列构成一种二级结构,在拼接中起重要作用。
RNA基因的内元均位于 tRNA 的反密码环上 3、拼接方式 方式一:由拼接装置完成(核mRNA内含子)可供识别的特异序列拼接装置由多种蛋白质和核蛋白组成 方式二:自我拼接(两类内含子Ⅰ 、Ⅱ )形成特定的二级结构RNA具有催化拼接的能力 方式三:需要蛋白质酶参与的拼接(酵母tRNA)前两种拼接都属于转酯反应 3.5.2 RNA的剪接 RNA的剪接实质:就是要把断裂基因的内含子除去,连接外显子。 剪切方式:mRNA前体的剪接;自我剪接;蛋白质剪接(tRNA)。 剪接体 (spliceosome):各种参与剪接的成分形成的一个体系。 Ribozyme:有酶活性的RNA。 拼接机制(Splicing mehanism ) SnRNA (or ScRNA) 与拼接点序列间存在互补区域并参与剪接, 形成拼接体( spliceosome)。 Spliceosome 逐级组装,SnRNA(U1、U2、U5和U4/U6)分步替代。 U1通过5’拼接点互补而结合,U2识别并结合分支点A, U1和U2作用使内元的 5’端和 3’端带到 一起(U1与 3’拼接点配对),U1、U2、mRNA与U4-U5-U6复合物形成一个完整的拼接体。 3.5.3 RNA的编辑和化学修饰 RNA的编辑:是在mRNA水平上改变遗传信息的过程。 种类:单碱基突变;尿苷酸的缺失和添加 化学修饰:甲基化;硫代;二价键的饱和化;去氨基化;碱基的同分异构化;核苷酸的替代。 习题 1.真核生物的TATA盒是: A.转录的起始点 B.翻译的起始点 C.RNA聚合酶与DNA模板稳定结合处 D.DNA聚合酶的活性中心 E.DNA合成起始位点 2.关于RNA的叙述,错误的是: A.主要有mRNA、tRNA、rRNA三大类 B.胞质中只有一种RNA,即mRNA C.最小的一种RNA是tRNA D.原核生物没有hnRNA E.原核生物没有snRNA 3.真核细胞中mRNA的加工修饰不包括: A.在mRNA 3’末端加poly A尾 B.mRNA的前体是核内hnRNA C.在mRNA 5’端形成7甲基鸟苷酸帽子结构
D.除去非结构信息部分 E.不同RNA片段之间的拼接 4.绝大多数真核生物mRNA 5’端有:
A.帽式结构 B.poly A C.起始密码子D.启动子 E.SD序列 5. snRNA的功能是:B
A.参与DNA复制 B.参与RNA剪接 C.激活RNA聚合酶 2.由AUG和AUA二个密码子编码;
3.AGA和AGG不是Arg的密码子,而是终止密码子,即UAA、UAG、AGA和AGG均为终止密码子。 密码子与反密码子的互相作用:
反密码子(anticodon):指tRNA上能辨认一个mRNA密码D.形成核糖体 E.是rRNA的前体 6.核酶(ribozyme)的底物是:
A.DNA B.RNA C.核糖体 D.细胞核膜 E.核蛋白 7.反义核酸作用主要是:
A.封闭DNA B.封闭RNA C.降解DNA D.降解RNA E.封闭核糖体
8.转录与DNA复制过程的共同点是:
A.需要DNA聚合酶 B.所用模板相同 C.所用原料相同 D.所得产物相同 E.需要RNA聚合酶
1.真核生物mRNA转录后的成熟步骤主要包括 ① 5’端形成特殊的帽子结构
②在3’端切断并加上一个poly(A)的尾巴 ③通过剪接除去转录来的IVS(非翻译区) ④链内部核酸的甲基化
生物信息的传递(下)—从mRNA到蛋白质 4.1 遗传密码—三联子 1、mRNA与蛋白质之间的联络是经过遗传密码的破译来完成的4.1.1 三联子密码及其破译
遗传密码(code):mRNA中蕴藏遗传信息的碱基顺序称为遗传密码,密码是密码子的总和。
密码子(codon): mRNA中每个相邻的三个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸,这三个核苷酸就称为一个密码子。
阅读框(reading frame):遗传密码是三个一读,称为阅读框。 AUG:蛋氨酸(Met)或起始密码 UAA、UAG、UGA:终止密码 UAG—琥珀型(amber)密码子 UGA—蛋白石(opal)密码子 UAA—赭石型(ochre)密码子 三联体密码的破译:
以均聚物、随机共聚物和特定序列的共聚物为模板指点多肽的分解
核糖体结合技术
4.1.2 遗传密码的性质 1.密码的简并性:
简并(Degenracy):由一种以上密码子编码同一种氨基酸的景象称为简并。
同义密码子(Synonymous codons):对应于同一种氨基酸的密码子称为同义密码子。 2.密码的普遍性与特殊性:
普遍性:无论在体外还是体内,也无论是病毒、细菌、植物还是植物,遗传密码均适用。
特殊性:线粒体密码子,其它例外(支原体、四膜虫) 线粒体mRNA中的密码子:
与胞浆中mRNA的密码子有三点不同(哺乳植物): 1.线粒体中UGA不代表终止密码子,而是编码Trp;
子的地位,这个地位上的碱基与密码子的碱基是互补的。 所谓“摆动假说”(Wobble hypothesis):即密码的第一、第二碱基是必需严厉依照规范配对(A-U、G-C),而第三碱基则可以有一定水平的摆动灵敏性。 Wobble hypothesis:
1.恣意一个密码子的前两位碱基都与tRNA anticodon中的相应碱基构成Watson-Crick碱基配对。
2.反密码子第一位是A或C时,只能辨认一个密码子。当反密码子第一位是U或G时,能辨认两个密码子。当Inosine(I)作为反密码子第一位时,能辨认三个密码子。 3.假如数个密码子同时编码一个氨基酸,但凡第一、二位碱基不相反的密码子都对应于各自的tRNA。 4.依据上述规则,至多需求32种不同的tRNA才干翻译61个codons(密码子)。
密码子—反密码子配对摆动的准绳: 反密码子5’端 密码子3’端 G U or C C G only A U only U A or G I U,C or A
遗传密码子的根本特点:
1.每个密码子三联体(triplet)决议一种氨基酸;
2.两种密码子之间无任何核苷酸或其它成分加以别离,即密码子无逗号;
3.密码子具无方向性,从N端到C端; 4.密码子有简并性;
5.共有64个密码子,其中有1个起始密码子和3个终止密码子;
6.密码子有通用性,即不管是病毒、原核生物还是真核生物密码子的含义都是相反的。 二、tRNA
tRNA的二级构造(三叶草构造) 1. 3’端含CCA-OH序列
2. TψC环(TψC loop):7个碱基
3.额定环(extro variable loop):3-18个碱基 4.反密码环(anticodon loop):7个碱基
5.二氢尿嘧啶环(dihydr-Uloop或D-loop):8-12个碱基 6.螺旋区:4-5个碱基 4.2 tRNA
4.2.1 tRNA的L形三级构造
tRNA的三级构造次要由在二级构造中未配对碱基间构成氢键而引发的。在三叶草构造中的氢键被称为次级氢键,在三级构造中的就称为三级氢键。大局部恒定或半恒定核苷酸都参与三级氢键的构成。 4.2.2 tRNA的功用
在蛋白质生物分解进程,tRNA次要起转运氨基酸的作用。 tRNA上与多肽链分解有关的位点: 1. 3’端—CCA上的氨基酸承受位点 2. 辨认氨酰tRNA分解酶的位点 3. 核糖体辨认位点 4. 反密码子位点 4.2.3 tRNA的品种 起始tRNA; 延伸tRNA; 同工tRNA; 校正tRNA。
校正tRNA:分为无义渐变及错义渐变校正
在蛋白质的构造基因中,一个核苷酸的改动能够使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子(UAG、UGA、UAA),使蛋白质分解提早终止,分解无功用的或有意义的多肽,这种渐变就称为无义渐变。
错义渐变:由于构造基因中某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种氨基酸的密码。 4.2.4 氨酰– tRNA分解酶
是一类催化氨基酸与tRNA结合的特异性酶,其反应式如: AA+tRNA+ATP → AA-tRNA+AMP+PPi 它实践上包括两步反响:
第一步是氨基酸活化生成酶-氨基酰腺苷酸复合物。 AA+ATP+酶(E)→ E-AA-AMP+PPi
第二步是氨酰基转移到tRNA 3 末端腺苷残基的2 或3-羟基上。
E-AA-AMP+tRNA → AA-tRNA+E+AMP 4.3 核糖体
4.3.3 核糖体的功用 4.3.1 核糖体的构造
由几十种蛋白质和几种rRNA组成。
包括两个亚基,大亚基约为小亚基绝对分子质量的一倍。每个亚基包括一个次要的rRNA成分和许多不同功用的蛋白质分子。
核糖体上有不止一个的活性中心,每一个这样的中心都由一组特殊的蛋白质构成。
核糖体的根本功用依赖于其中的rRNA,核糖体蛋白质起着增强rRNA功用的作用。
多聚核糖体(polyribosome):在执行蛋白质分解功用时,单个核糖核蛋白体常常5-6个或更多个串联在一同,构成一个聚合体,称为多核蛋白体或多核糖体(polyribosome或polysome)。 4.3.2 rRNA
rRNA的根本特点
1. rRNA是单链RNA。
2.G-C碱基对与A-U碱基对的总量不等。
3.单股rRNA链可自行折叠,构成螺旋区和环区,一切螺旋区的碱基都是保守的。
4.一切来源rRNA均能构成4个构造域(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ),每个构造域均含许多茎(螺旋段)和环,它们经过无间隔碱基对的互相反响彼此接近。
5.绝大少数的rRNA碱基的特异功用尚不清楚。 rRNA
1、5S rRNA: 含与tRNA和23S rRNA辨认序列
2、16S rRNA:含与mRNA5’端和 23SrRNA互补序列。 3、23S rRNA :存在一段能与tRNAMet序列互补的片段,5S rRNA互补序列。
4、5.8S rRNA :与tRNA作用的辨认序列,同5SrRNA。 5、18S rRNA :与16SrRNA同源。 6、28S rRNA
4.3.3 核糖体的功用
核糖体必需包括至多5个活性中心,即mRNA结合部位、结合或承受AA-tRNA部位(A位)、结合或承受肽基tRNA的部位、肽基转移部位(P位)及构成肽键的部位(转肽酶中心)。
核糖体小亚基担任对模板mRNA停止序列特异性辨认,如起始局部的辨认、密码子与反密码子的互相作用等,mRNA的结合位点也在此亚基上
大亚基担任携带氨基酸及tRNA的功用,肽键的构成、AA-tRNA、肽基-tRNA的结合等,A位、P位、转肽酶中心等次要在大亚基上。
4.4 蛋白质合成的生物学机制 4.4.1 氨基酸的活化
氨基酸必须在氨基酰-tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸——AA-tRNA。
tRNA与相应氨基酸的结合是蛋白质合成中的关键步骤,因为只要tRNA携带了正确的氨基酸,多肽合成的准确性就相对有了保障。
4.4.2 翻译的起始
起始密码子和起始信号:
1.mRNA上的起始密码子常为AUG,少数为GUG
2.在mRNA起始密码子上游8-13个核苷酸的地方往往有一段富含嘌呤的序列,称为Shine-Dalgarno序列,简称SD序列。它和16S rRNA 3’端有一个互补的序列,它们互相识别,以保证起始的正确性。
Eukaryotic ribosomes migrate from the 5 end of mRNA to the ribosome binding site, which includes an AUG initiation codon. 翻译的起始 : 第一步,30S小亚基首先与翻译起始因子IF-1,IF-3结合,再在SD序列的帮助下与mRNA模板结合。
第二步,在IF-2和GTP的帮助下,fMet-tRNAfMet进入小亚基的P位,tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。
第三步,带有tRNA,mRNA,三个翻译起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合,GTP水解,释放翻译起始因子。 原核生物的翻译的起始因子:
IF-1 9.5kd 加强IF-2,IF-3的酶活
IF-2 95kd-117kd 促使fMet-tRNAfMet选择性的结合在30S亚基上
IF-3 20kd 促使30S亚基结合于mRNA起始部分,阻碍30S与50S亚基的结合