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第十六章 蛋白质生物合成
第一节 遗传密码
一、遗传密码的解读 1．密码子的概念
密码子是指信使RNA分子中每相邻的三个核苷酸编成一组，在蛋白质合成时，代表某一种氨基酸的规律。
2．起始密码子的概念
作为起始信号的密码子称为起始密码子。绝大多数生物的起始密码子都是AUG，某些原核生物也以GUG和UUG为起始密码子。
3．终止密码子的概念
终止密码子，又称“无意义密码子”，不编码任何氨基酸的密码子，如UAA，UAG和UGA。
二、密码子的基本性质
1．记忆起始密码子和终止密码子的核苷酸序列以及密码子特性
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圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 表1-16-1 遗传密码的基本特性
2．简并密码子的含义
一个氨基酸由一个以上的三联体密码编码的现象叫做密码子的简并性。其中的密码就叫做简并密码子。密码子简并性具有重要的生物学意义，它可以减少有害突变。若每种氨基酸只有一个密码子，61个密码子中只有20个是有意义的，各对应于一种氨基酸。剩下41个密码子都无氨基酸所对应，将导致肽链合成终止。由基因突变而引起肽链合成终止的概率也会大大增加。简并性使得那些即使密码子中碱基被改变，仍然能编码原来氨基酸的可能性大为提高。
第二节 蛋白质合成体系
一、mRNA是合成蛋白质的模板 （1）mRNA
信使RNA即mRNA，是由DNA的一条链作为模板转录而来的、携带遗传信息的能指导蛋白质合成的一类单链核糖核酸。以细胞中基因为模板，依据碱基互补配对原则转录生成
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www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 mRNA后，mRNA就含有与DNA分子中某些功能片段相对应的碱基序列，作为蛋白质生物合成的直接模板。mRNA虽然只占细胞总RNA的2%～5%，但种类最多，并且代谢十分活跃，是半衰期最短的一种RNA，合成后数分钟至数小时即被分解。
（2）SD序列的含义及其作用
①含义：SD序列是细菌和古细菌中信使RNA中核糖体结合位点序列。通常位于翻译起始密码子AUG上游约8个碱基位置。
②作用：SD序列帮助招募核糖体RNA，并将核糖体比对并结合到信使RNA（mRNA）的起始密码子，从而开始蛋白质合成。当mRNA中的SD序列于16S rRNA上的反SD序列结合后，就指示了下游的AUG，即是蛋白质合成的起始密码子。一旦被招募，tRNA可以按照密码子的指令顺序添加氨基酸，从翻译起始位点向下游移动进行蛋白质合成。
二、tRNA是转运氨基酸的工具 1．tRNA与氨基酸的结合键
tRNA含有两个关键的部位，即氨基酸结合部位和mRNA的结合部位，具有接头的作用。氨基酸与tRNA以酯键相连。
2．氨酰tRNA合成酶的作用
氨基酸一旦与tRNA形成氨酰-tRNA后，进一步的去向由tRNA来决定。氨酰-tRNA合成酶能够识别氨基酸和相关tRNA，由ATP提供能量合成氨酰-tRNA。
（1）氨基酸与ATP反应而被激活，形成氨酰-腺苷酸。通常此中间产物牢固结合在酶上。
氨基酸＋ATP?氨酰-AMP＋PPi
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www.100xuexi.com 圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 （2）氨酰-AMP与相应tRNA反应，形成氨酰-tRNA。 氨酰-AMP＋tRNA?氨酰-tRNA＋AMP
某些氨酰-tRNA合成酶将氨基酸连接到相应tRNA的3′-OH端上；另一些连到2′-OH上，然后再转移到3′端。总的氨酰化反应为：
氨基酸＋ATP＋tRNA→氨酰-tRNA＋PPi＋AMP
三、核糖体是蛋白质合成的场所 1．核糖体组成与结构
核糖体有大、小两个亚基，每个亚基都由多种核糖体蛋白质和rRNA组成。
表1-16-2 核糖体的结构组成
2．核糖体功能位点
表1-16-3 原核生物核糖体的3个功能位点
四、翻译辅助因子 1．翻译辅助因子的含义
翻译装置以核糖体及其辅助因子为主组成的复合体，实现以mRNA为模板合成蛋白质
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2．翻译辅助因子的类型
圣才电子书 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 的功能。辅助因子在翻译的起始、延伸、终止过程中，协助多肽链的翻译。
表1-16-4 辅助因子的类型及功能
第三节 蛋白质合成过程
一、原核生物多肽链合成的起始
1．识别起始密码子与编码蛋白质中蛋氨酸的密码子
起始密码子与编码蛋氨酸的碱基顺序相同，但是识别其的氨酰tRNA有所不同，从而保证翻译的正常起始。识别起始密码子的尾fMet-tRNAifMet，识别蛋氨酸的氨酰tRNA无需经过甲基化。
2．起始过程
（1）核糖体小亚基结合起始因子IF-1、IF-3，随后通过SD序列与mRNA模板结合，并沿mRNA移动直至找到AUG起始密码子，形成30S-mRNA-（IF-1）-（IF-3）复合物。
（2）在IF-2和GTP的帮助下，fMet-tRNAifMet进入小亚基P位点，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。
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