外显子---在真核生物基因中编码蛋白质的序列。
内含子---非编码蛋白的序列,因其插于外显子之间又称插入序列,居间序列。
(核内不均一RNA,hnRNA):mRNA的原始转录物是分子量极大的前体,再核内加工过程中形成分子大小不等的中间产物
有一部分可转变为细胞浆中的成熟mRNA。
? mRNA前体加工过程 真核:
1). 5’末端形成特殊的帽子结构:部位:核内
2). 在链的3’末端切断一段序列并加上多聚腺苷酸尾巴(3’末端多聚尾的生成:部位:核内,胞质有酶也可进行。
3 ). 剪接作用:通过剪接除去由内含子转录来的序列 部位---胞核 在细胞核内,hnRNA内含子剪切,外显子连接为成熟mRNA的过程。
同样的初级产物通过不同的剪接方式可以产生不同的mRNA,最终转译出不同的蛋白质,这些
蛋白质具有很高的同源性,仅是某些结构域的增减。
如大鼠降钙素与降钙素基因相关肽就是经典的基因转录后可剪接的产物: HnRNA在甲状腺被剪接成含有外显子1、2、3、4的成熟mRNA,转译出钙降素 在脑组织里被剪接成含有外显子1、2、3、5、6的成熟mRNA,转译出CGRP
? tRNA前体的加工
1、用核酸内切酶在tRNA两端切断
2、剪切内含子:核酸内切酶从3‘端诸葛切附加的顺序(内含子),进行修剪(连接酶进行
连接)。
3、在tRNA3’末端加-CCA 4、核苷的修饰
真核细胞染色质中,双链DNA是线状长链,以核小体的形式串联存在,核小体是由组蛋白H2A,H2B,H3和H4各两分子组成的八聚体,外绕DNA形成所谓的核心颗粒,由,组蛋白H1与DNA两端连接。与组蛋白皆以盐炼相连形成珠状核小体,这是染色质的结构单位。核小体长链进一步卷曲,每6个核小体围一圈,H1组蛋白在内侧相互接触,形成螺旋筒结构,组成染色质纤维,在进一步卷曲折叠,最终分布于各染色单体中,处于细胞核中。
蛋白质生物的合成
1.遗传密码
基本单位——密码子:mRNA从5ˊ端→3ˊ端,每3个核苷酸组成一组,代表相应的氨基酸或翻译起始、终止信号 遗传密码的特点
? 不重叠(连续性):密码子间没有标点符号,读码必须按照一定的读码框架,从正确的起
点开始,
一个不漏地一直读到终止信号。
mRNA链上碱基的插入或缺失可导致“移码”。(框移突变) ? 简并性:同一种氨基酸有两个或更多密码子的现象称为密码子的简并性。对应于同一种氨
基酸的不同密码子称为同义密码子(Trp和Met除外,仅有1个密码子 )。终止密码:UAA、UAG或UGA(不编码氨基酸)
? 摆动性: mRNA密码子的第三个核苷酸(3ˊ端) 与tRNA反密码子第一个核苷酸(5ˊ端)
配对时,有时不遵守严格的碱基配对原则,除A-U、G-C外,还可有其它配对方式
?
通用性:低等和高等生物(病毒、细菌及真核)共用同一套遗传密码(线粒体、叶绿体除外)。
2.氨基酸的搬运工具——tRNA
一种tRNA可携带一种氨基酸;而一种氨基酸可由数种tRNA携带 功能如下
? 氨基酸臂??与氨基酸结合
? DHU环???与氨酰-tRNA合成酶结合 ? 反密码环??识别密码子
? TψC环??.与核糖核蛋白体结合
3.核糖体的活性部位P375
至少四个:mRNA结合部位、AA-tRNA结合部位(A位)、肽基tRNA结合部位(P位)、肽键形
成部位(转肽酶中心-E部位)此外还有负责肽链延伸的各种延伸因子结合部位
蛋白质合成如何转移 ? ? ? ?
注册:氨酰-tRNA进入A位
成肽:P位酰基与A位氨基反应(转肽酶)
转位、脱落:肽酰-tRNA和起始氨酰-tRNA由A位移至P位,A位留空 移位:去氨酰-tRNA通过E位脱出
方向:N端→C端(肽链);5′端→3′端(mRNA)
4.分子伴侣P379
又叫监护分子:一类特殊的蛋白质,一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质,细胞核
内能与组蛋白结合并能介导核小体有序组装的核质素,它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装,而且在组装完毕后与之分离,不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份
功能:防止新生肽链错误的折叠和聚合
帮助或促进肽链快速地折叠成正确的三维结构,并成熟为具有完整结构和功能的蛋白质
糖代谢
1.糖代谢的概况
还原性辅酶Ⅰ:NADH烟酰胺腺嘌呤二核苷酸, 还原性辅酶Ⅱ:NADPH烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 ,
2.糖酵解作用(无氧氧化)
概念:葡萄糖在无氧条件下,分解成丙酮酸并释放出能量生成ATP的过程。 糖酵解的反应部位:胞浆 糖酵解分为2个阶段 ? 第一阶段
葡萄糖通过磷酸化分解为三碳糖,形成两分子甘油醛-3-磷酸的过程。 消耗2个ATP,启动反应。 ? 第二阶段
两分子甘油醛-3-磷酸转变为两分子丙酮酸。 产生4个ATP分子。
葡萄糖
1.己糖激酶:不可逆,消耗ATP 6-磷酸葡萄糖 2.己糖异构酶 可逆 6-磷酸果糖
3 .磷酸果糖激酶 不可逆 消耗ATP 磷酸己糖 1,6-二磷酸果糖 4. 醛缩酶 可逆
醛缩酶 两分子磷酸丙糖最终形成 磷酸丙糖异构酶 3-磷酸甘油醛
5. 3-磷酸甘油醛脱氢酶 可逆,产生辅酶I
6. 磷酸甘油酸激酶 底物水平的磷酸化 可逆 产生ATP
8. 烯醇化酶
7.磷酸甘油酸变位酶
9.丙酮酸激酶 不可逆 产生ATP磷酸化
10.继续无氧的条件下,辅酶I作用于丙酮酸产生乳酸,辅酶II,可逆
反应全过程中有三步不可逆的反应
底物水平磷酸化:物质在生物氧化过程中,常生成一些含有高能键的化合物,而这些化合物可
直接偶联ATP或GTP的合成,这种产生ATP等高能分子的方式
磷酸甘油酸激酶、丙酮酸激酶
3. 丙酮酸的去路
丙酮酸有3种主要的去路:
1、在大多数情况下,丙酮酸可以通过氧化脱羧(丙酮酸脱氢酶系)形成乙酰CoA,然后乙酰
CoA进入柠檬酸循环;产生辅酶I
2、在某些微生物中,丙酮酸可以转化为乙醇,这一过程称之酒精发酵;不可逆
丙酮酸脱羧酶(不存在于动物细胞中)催化丙酮酸脱羧产生乙醛,乙醛在醇脱氢酶催化下被NADH还原成乙醇。消耗辅酶I
3、在某些环境条件下(如缺氧),它可以还原为乳酸
丙酮酸接受酵解代谢过程中产生的NADH,使NADH重新氧化为NAD+,以确保反应的继续进行 乳酸可以通过血液进入肝、肾等组织内,重新转变成丙酮酸,再合成葡萄糖和肝糖元,或进入三羧酸循环氧化。
4.糖酵解的生理意义
1. 是机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。 2. 是某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。
3.形成多种重要的中间产物,为氨基酸、脂类合成提供碳骨架; 4.为肌肉收缩迅速提供能量
5. 糖酵解的调节
关键酶:① 己糖激酶 ② 磷酸果糖激酶 ③ 丙酮酸激酶 调节方式:① 别构调节 ② 共价修饰调节
6.糖的有氧氧化
概念:在机体氧供充足时,葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2,并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。 部位:胞液及线粒体
C6H12O6 + 6O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 30/32 ATP
反应过程:第一阶段:糖酵解途径 第二阶段:丙酮酸的氧化脱羧
第三阶段:三羧酸循环 第四阶段:氧化磷酸化 1、葡萄糖---丙酮酸(胞浆)
葡萄糖 + NAD+ + 2ADP +2Pi → 2(丙酮酸+ ATP + NADH+ H+ )
辅酶I去路:有氧 2、丙酮酸的氧化脱羧
丙酮酸进入线粒体,氧化脱羧为乙酰辅酶A (乙酰CoA)。生成1个CO2
丙酮酸脱氢酶复合体的组成
E1:丙酮酸脱氢酶
E2:二氢硫辛酰胺转乙酰酶 E3:二氢硫辛酰胺脱氢酶
3、三羧酸循环
柠檬酸循环,这是因为循环反应中的第一个中间产物是一个含三个羧基的柠檬酸。由于Krebs
正式提出了三羧酸循环的学说,故此循环又称为Krebs循环,它由一连串反应组成。
所有的反应均在线粒体中进行。
消耗一分子乙酰CoA,
经四次脱氢,二次脱羧,一次底物水平磷酸化。 生成,2分子CO2, 1分子GTP\\ATP。
关键酶有:柠檬酸合酶、α-酮戊二酸脱氢酶复合体、异柠檬酸 1分子FADH2,3分子NADH+H+进入氧化磷酸化生成11个ATP
柠檬酸合酶
异柠檬酸脱氢酶
脱羧