四、蛋白質的生物合成
由mRNA的核苷酸順序決定氨基酸和蛋 白質的合成過程,稱為翻譯.
(一)蛋白質合成過程
蛋白質合成過程一般分為起始、延伸和終止3個階段。
1、起始
在3種起始蛋白質幫助下,核糖體亞基30s與mRNA結合形成起始複合體,帶有甲酰甲硫氨酸的tRNA進入起始複合體,識出起始密碼子AUG,反密碼子UAC與之配對;50s與30s結合,形成完整的70s核糖體;其上有2個位置:A位(氨基酰附著位置或稱受位)和 P位(肽基位置或稱供位)。
2、延伸
要使進入的DNA結合在A位上,形成肽鍵並延伸,需要3種延伸蛋白和GTP能源參加。
(1)結合
甲酰甲硫氨酸-tRNA識出AUG.,反密碼子UAC與之配對,即進入A位;隨核糖體沿mRNA從5-3移動,甲酰甲硫氨酸-tRNA從A位移到P位;這時與mRNA上第2個密碼子相對應的氨基酰-tRNA進入A位與核糖體結合。
(2)轉肽
結合過程一旦完成,立即通過肽基轉移酶的催化,使P位上的甲酰 甲硫氨基酰轉到 A位上的氨基酰-tRNA的遊離氨基上,形成肽鍵,並把它接收過來,然後釋放出原來在P位上的tRNA。
(3)移位
核糖體由5-3沿mRNA再移動1個密碼子距離,原來在A位上的肽基-tRNA又移到P 位,於是與第3個密碼子相應的氨基酰-tRNA又進入P位,重複上述步驟,肽鏈不斷加長。
3、終止
當核糖體遇到mRNA上終止密碼子UAA,UAG ,UGA中任何1個密碼子進入A 位時,蛋白質合成作用就自動終止。因為生物體內不含有同這3個密碼子相對的反密碼子tRNA,所 以不可能產生結合反應。在終止蛋白作用下,新合成的蛋白質便脫離核糖體進入細胞質,此時 70S核糖體又重新分解為30S和50S兩個亞基。如需要,它們又可重複上述步驟來合成新的多肽 。
(二)幾點說明
①蛋白質合成方向是從N端到C端,相當於mRNA中的5-3方向。
②每一條tuRNA能被多次利用合成許多條蛋白質。這是利用一種稱為多核糖體的結構。
③終止密碼子不一定是mRNA上最後一個密碼子,起始密碼子也不一定是最初的一組核苷酸,因而蛋白質合成並非全部從mRNA的5端開始和3端結束,所以絕大多數的mRNA分子上都有兩段不被翻譯的地方。
④每一條mRNA鏈上可以有若幹個起始密碼子和終止密碼子,因而可以形成幾條不同的多肽鏈。
⑤雖然在合成時,第一個氨基酸總是N-甲酰甲硫氨酸,但在產物裏麵,它可能被酶分解掉,而以第二個氨基酸作為其N端氨基酸。
⑥蛋白質在延伸時,開始相互作用而產生高級結構。
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