光陰似箭,轉眼間我們的大學第二年就結束了。在經歷過期末考試以後,大家對於學科的理解是否又更上一層樓呢?
在班主任和學委的策劃下,考試周前我們班的同學們成立了學習小組,分別將生化後面十幾章的內容整理成筆記,供大家分享參考。現將大家的筆記做成推送分享上來,希望能對屏幕前在看的你有所幫助!
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1.密碼子/三連體密碼
①概念:mRNA可讀框每3個相鄰的核苷酸為一組,編碼一種胺基酸或肽鏈合成的起始/終止信息。
②舉例:起始密碼子:AUG(也代表甲硫氨酸)
終止密碼子:UAA、UAG、UGA
③共有64個密碼子,61個編碼胺基酸,3個終止密碼子不編碼遺傳密碼
2.遺傳密碼特點:
①方向性:密碼子排列有方向性,翻譯方向從5』到3』,決定了肽鏈N-端到C-端的胺基酸序列
②連續性:密碼子間無間隔核苷酸,被連續閱讀
移碼:mRNA可讀框中插入或缺失非3倍數的核苷酸,引起可讀框移動
移碼突變:移碼導致後續胺基酸編碼序列改變,使其編碼的蛋白質徹底喪失或改變原有功能
③簡併性:有的胺基酸可由多個密碼子編碼(除了色氨酸和甲硫氨酸)
簡併性/同義密碼子:編碼同一種胺基酸的密碼子,一般前兩位鹼基相同,第三位有差異
④擺動性:密碼子和tRNA的反密碼子有時並不嚴格遵循Watson-Crick鹼基配對原則,出現擺動。
擺動:密碼子第1、2位鹼基與反密碼子第3、2位鹼基仍為Watson-Crick配對,而反密碼子第1位鹼基與密碼子第3位鹼基配對出現擺動現象。
意義:密碼子的擺動性能使一種tRNA識別mRNA中多種簡併性密碼子
⑤通用性:低等生物到人類都使用同一套遺傳密碼
遺傳密碼通用性並不絕對,有例外,如:哺乳動物線粒體中,UGA代表終止信號,也代表色氨酸;AUA不代表異亮氨酸,代表甲硫氨酸。
1.一種胺基酸可與多種tRNA特異性結合,但一種tRNA只能轉運一種特定胺基酸
2.符號:tRNA右上角表明所轉運胺基酸三字符符號
3.tRNA胺基酸臂的-CCA末端的腺苷酸3』-OH與胺基酸結合,形成各種氨醯-tRNA,再轉運至核糖體,反密碼環中反密碼子與mRNA中密碼子互補結合,依次加入胺基酸。
1.核糖體沿著模板mRNA鏈從5』端到3』端移動,肽鏈合成後立即離開mRNA
2.核糖體上有A位、P位、E位
A位結合氨醯-tRNA,稱氨醯位
P位結合肽醯-tRNA,稱肽醯位
E位釋放已卸載了胺基酸的tRNA,稱排出位
1.酶類:氨醯-tRNA合成酶、肽醯轉移酶、轉位酶
2.蛋白質因子:
①起始因子(原核:eIF;真核:IF)
②延長因子(原核:eEF;真核:EF)
③釋放因子(原核:eRF;真核:RF)
、
原核生物肽鏈合成所需要的蛋白質因子
真核生物肽鏈合成所需要的蛋白質因子
1.氨醯-tRNA合成酶對底物胺基酸和tRNA有高度特異性,除賴氨酸有兩種氨醯-tRNA合成酶,其他胺基酸各對應一種氨醯-tRNA合成酶
2.胺基酸活化:胺基酸與特異的tRNA結合形成氨醯-tRNA的過程,消耗2個ATP
3.總反應式:
胺基酸+tRNA+ATP氨醯-tRNA+AMP+PPi
4.反應主要步驟:
①氨醯-tRNA合成酶催化ATP分解為焦磷酸與AMP
② AMP、酶、胺基酸三者結合為中間複合體(氨醯-AMP-酶),其中胺基酸的羧基與磷酸腺苷的磷酸以酐鍵相聯而活化;
③活化胺基酸與tRNA 3′-CCA末端的腺苷酸的核糖2′或3′位的游離羥基以酯鍵結合,形成相應的氨醯-tRNA。
5.符號:氨醯-tRNA前綴結合的胺基酸的三字符代號,
如:代表結合了酪氨酸
6.氨醯-tRNA有校對活性,能水解釋放錯誤結合的胺基酸,換上正確的胺基酸
1.起始密碼子需要專門的起始氨醯t-RNA,
原核生物中為;
真核生物中,與甲硫氨酸結合後於mRNA起始密碼子AUG處就位,參與形成翻譯起始複合物。
2.和可分別被起始或延長過程中起催化作用的酶和蛋白質因子識別。
原核生物: 核糖體大小亞基分離→mRNA與核糖體小亞基結合(核糖體結合位點S-D序列)→fMet-tRNAfMet結合在核糖體P位→翻譯起始複合物形成。
真核生物:43S前起始複合物的形成(elF-1A、elF-3等)→mRNA與核糖體小亞基結合(elF-4E:結合5』-帽子;elF-4A:ATPase和RNA解旋酶,等。但有些mRNA的翻譯並不依賴其5』-帽子結構)→核糖體大亞基的結合
1、翻譯起始複合物形成後,核糖體從mRNA的5′端向3′端移動,依據密碼子順序,從N端開始向C端合成多肽鏈
2、在核糖體上重複進行進位、成肽和轉位,每循環1次,肽鏈上即可增加1個胺基酸殘基
①進位(positioning):指根據mRNA下一組遺傳密碼指導,使相應氨基醯-tRNA進入核蛋白體A位。,又稱註冊
②成肽(peptide bond formation):核糖體A位和P位上的tRNA所攜帶的胺基酸縮合成肽的過程,P位的fMet-tRNAimet的醯基與A位上的AA-tRNA的氨基成肽鍵。tRNA本身則從P位脫落,使P位空出。
·轉肽酶:核蛋白體大亞基上的蛋白質。
·在蛋白質合成中,每生成一個肽鍵,至少需要消耗4個高能磷酸鍵
③轉位( translocation):成肽反應後,核糖體需要向mRNA的3′端移動一個密碼子的距離,方可閱讀下一個密碼子,此過程為轉位
3、真核生物的肽鏈延長機制與原核生物基本相同,但亦有差異。
·二者所需延長因子不同
·真核生物中一個新的氨醯-tRNA進入A位後會產生變構效應,致使空載tRNA從E位排出。
終止密碼子和釋放因子導致肽鏈合成終止
肽鏈上每增加一個胺基酸殘基,就需要經過一次進位、成肽和轉位反應。如此往復,直到核糖體的A位對應到了mRNA的終止密碼子上。
終止密碼子不被任何氨醯-tRNA識別,只有釋放因子RF能識別終止密碼子而進入A位,這一識別過程需要水解GTP。
·釋放因子RF
原核生物:有3種RF,RF1識別UAA或UAG,RF2識別UAA或UGA,RF3則與GTP結合併使其水解,協助RF1與RF2與核糖體結合。
真核生物:僅有eRF一種釋放因子,所有3種終止密碼子均可被其識 別,而肽鏈合成完成後的水解釋放過程尚未完全了解
3、多聚核糖體(polyribosome或polysome):多個核糖體結合在1條mRNA鏈上所形成的聚合物。多聚核糖體的形成可以使肽鏈合成高速度、高效率進行。
分子伴侶:
概念:細胞中大多數天然蛋白質摺疊並不是自發完成的,其摺疊過程需要其他酶或蛋白質輔助,這些輔助性蛋白質可以指導新生肽鏈按特定方式正確摺疊,它們被稱為分子伴侶。
舉例:熱激蛋白70(Hsp70)家族:Hsp70與未摺疊蛋白的疏水區結合,既可避免蛋白質因高溫而變性,又可防止新生肽鏈過早摺疊。
伴侶蛋白:主要作用是為非自發性摺疊肽鏈提供正確摺疊的微環境,如大腸桿菌伴侶系統GroEL/GroES。
1.新生肽鏈N端的甲硫氨酸殘基在肽鏈離開核糖體後大部分由特異的蛋白水解酶切除。
2.許多蛋白質在初合成時是分子量較大的無活性的前體分子,如胰島素原、胰蛋白酶原等。這些前體分子也需經過水解作用切除部分肽段,才能成為有活性的蛋白質分子或功能肽。
3.有些多肽鏈經水解可以產生數種小分子活性肽,如阿黑皮素原。
鍵的種類:非共價鍵或二硫鍵
舉例:成人血紅蛋白
1.分泌型蛋白質在內質網加工及靶向輸送
信號序列:所有靶向輸送的蛋白質結構中存在分選信號,主要是N末端特異胺基酸序列,可引導蛋白質轉移到細胞的適當靶部位的序列,是決定蛋白質靶向輸送特性的最重要元件,提示指導蛋白質靶向輸送的信息存在於蛋白質自身的一級結構中。
共性:
①N-端含1個或幾個帶正電荷的鹼性胺基酸殘基,如賴氨酸、精氨酸
②中段為疏水核心區,主要含疏水的中性胺基酸,如亮氨酸、異亮氨酸等
③C-端加工區由一些極性相對較大、側鏈較短的胺基酸(如甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸)組成,緊接著是被信號肽酶裂解的位點
2.內質網蛋白的C端含有滯留信號序列
3.大部分線粒體蛋白在細胞質合成後靶向輸入線粒體
4.質膜蛋白質由囊泡靶向輸送至細胞膜
5.核蛋白由核輸入因子運載經核孔入核
核定位序列(NLS):靶向輸送到細胞核的蛋白質其多肽鏈內含有的特異信號序列,含4~8個胺基酸殘基的短序列,富含帶正電荷的賴氨酸、精氨酸和脯氨酸,可位於肽鏈的不同部位,而不只在N末端。
二、某些毒素抑制真核生物的蛋白質合成
舉例:白喉毒素、蓖麻毒蛋白、幹擾素