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- 2019-11-18
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這是蛋白質(zhì)生物合成ppt,包括了蛋白質(zhì)生物合成體系,三種RNA在蛋白質(zhì)生物合成中的作用,mRNA的基本結(jié)構(gòu),擺動配對情況,蛋白質(zhì)生物合成過程,肽鏈延長階段等內(nèi)容,歡迎點擊下載。
蛋白質(zhì)生物合成ppt是由紅軟PPT免費下載網(wǎng)推薦的一款課件PPT類型的PowerPoint.
蛋白質(zhì)生物合成體系 基本原料:20種編碼氨基酸 模板:mRNA 適配器:tRNA 裝配機:核蛋白體 主要酶和蛋白質(zhì)因子:氨基酰-tRNA合成酶、轉(zhuǎn)肽酶、起始因子、延長因子、釋放因子等 能源物質(zhì):ATP、GTP 無機離子:Mg2+、 K+ 第一節(jié) 三種RNA在蛋白質(zhì)生物合成中的作用 一、mRNA的模板作用 mRNA是蛋白質(zhì)多肽鏈合成的直接模板。 mRNA將DNA的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì),是基因表達時的中介,所以又稱信使RNA。 每一種mRNA至少能指導(dǎo)合成一條多肽鏈。 (一)mRNA是遺傳信息的攜帶者 mRNA來源、生物遺傳信息儲存于DNA mRNA分子中的堿基排列序列決定了蛋白質(zhì)分子中的氨基酸排列順序。 mRNA中相鄰的3個堿基代表一個氨基酸,三個相鄰的堿基稱為一組密碼,或稱三聯(lián)體密碼。 64組密碼組成遺傳密碼表: 起始密碼:1組(AUG),兼作Met的密碼 終止密碼:3組(UAA、UGA、UAG) 61組密碼編碼20種α-氨基酸 遺 傳 密 碼 表 3.簡并性 在遺傳密碼表中,共有64組密碼(43)。其中,3組作為翻譯的終止密碼(UAA、UAG和UGA);AUG兼作翻譯的起始密碼(AUG是蛋氨酸的密碼),其余61組密碼(包括AUG作為亮氨酸的密碼)共同編碼20種α-氨基酸。因此,必然有一種氨基酸由多組密碼編碼的現(xiàn)象,稱為密碼的簡并性。實際上,除色氨酸與蛋氨酸(由一個密碼編碼)外,其余氨基酸均由兩個或兩個以上的密碼編碼(2~6個)。 4.通用性: 無論原核生物如病毒、細菌等和真核生物包括人類都共用一套遺傳密碼即三聯(lián)體密碼。只是不同生物對密碼子具有偏愛性。 (二)tRNA是搬運氨基酸的工具1. tRNA的結(jié)構(gòu) tRNA分子中與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的位點: 1)氨基酸結(jié)合位點; 2)氨酰-tRNA合成酶識別位點; 3)核糖體識別位點; 4)反密碼位點: 反密碼與密碼結(jié)合時方向相反。即反密碼的第1、2、3位堿基分別與密碼的第3、2、1位堿基配對。 擺動配對情況 通過擺動配對,使得攜帶有同種氨基酸的不同tRNA分子可分別結(jié)合在幾種同義密碼上。如反密碼為IGC的丙氨酰-tRNA,可分別結(jié)合到同義密碼GCU、GCC、GCA上(GCU、GCC、GCA均為編碼丙氨酸的密碼)。擺動配對的存在對于保持生物物種的穩(wěn)定具有重要意義。 2.氨酰-tRNA 各種氨基酸和對應(yīng)的tRNA結(jié)合后形成的氨基酰-tRNA表示為: 氨基酸的三字母縮寫-tRNA氨基酸的三字母縮寫 例如: 丙氨酰-tRNA:Ala-tRNAAla 精氨酰-tRNA:Arg-tRNAArg 甲硫氨酰-tRNA: Met-tRNAMet 起始者甲硫氨酰-tRNA: Met-tRNAiMet 延長甲硫氨酰-tRNA: Met-tRNAeMet 在生物體內(nèi),一種tRNA只能與一種氨基酸結(jié)合(即一種tRNA只能搬運一種氨基酸),而一種氨基酸可與一種以上的tRNA分子結(jié)合,所以,tRNA的種類(80種以上)比氨基酸(20種)多。 (三)核糖體是蛋白質(zhì)生物合成的場所 核糖體是肽鏈合成的“裝配機”。 胞質(zhì)中核糖體種類: 游離的核糖體---合成細胞固有蛋白 與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合的核糖體 ---合成帶有信號肽的分泌性蛋白質(zhì) 核糖體由大、小亞基組成,其組成成份包括rRNA和蛋白質(zhì)。 在核糖體上,與蛋白質(zhì)生物合成有關(guān)的主要結(jié)構(gòu)有: 1.有容納mRNA的部位; 2.有結(jié)合氨酰-tRNA的部位,稱為氨;课,簡稱A位;有結(jié)合肽酰-tRNA的部位,稱為肽;课,簡稱P位; 3.有結(jié)合蛋白質(zhì)因子的部位; 4.有轉(zhuǎn)肽基酶(transpeptidase)存在,可催化肽鍵的形成; 5.具有延長因子依賴的GTP酶活性。 A位和P位呈緊密相鄰,每個部位的寬度正好相當(dāng)于mRNA上一個遺傳密碼的寬度。 mRNA與核糖體的結(jié)合 原核生物核糖體的小亞基的rRNA(16S)的3′末端有一富含嘧啶的區(qū)段,可與mRNA分子的起始部位的一段富含嘌呤的區(qū)段互補結(jié)合,使mRNA結(jié)合至核糖體上。mRNA分子中的這段富含嘌呤的區(qū)段稱為S-D序列(通常為GGAGGU)。S-D序列位于mRNA的5′端緊接起始信號的上游。 三、蛋白質(zhì)生物合成過程 蛋白質(zhì)的生物合成過程包括: ①氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運 ②活化氨基酸在核糖體上形成多肽鏈。后者是蛋白質(zhì)生物合成的中心環(huán)節(jié),又稱核糖體循環(huán)。 ③翻譯后加工 第二節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成的基本過程 氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(準(zhǔn)備階段) 肽鏈合成的起始 肽鏈的延長 肽鏈的終止 翻譯后的加工修飾 二、肽鏈起始階段 是指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物的過程。 基本過程: 1. 核蛋白體大小亞基分離; 2. mRNA在小亞基定位結(jié)合; 3. 起始氨基酰-tRNA的結(jié)合; 4. 核蛋白體大亞基結(jié)合。 指在mRNA模板的指導(dǎo)下,氨基酸依次進入核蛋白體并聚合成多肽鏈的過程。 五、肽鏈合成后的加工修飾階段 新生多肽鏈不具備蛋白質(zhì)的生物學(xué)活性,必須經(jīng)過復(fù)雜的加工過程才能轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑烊粯?gòu)象的功能蛋白質(zhì),這一加工過程稱為翻譯后修飾。 翻譯后修飾使得蛋白質(zhì)組成更加多樣化,從而使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)更大的復(fù)雜性。 幾種加工修飾方法 1、水解修飾的作用 2、個別氨基酸殘基的共價修飾作用 3、二硫鍵的形成 4、亞基間的聚合和連接輔基 第三節(jié) 蛋白質(zhì)生物合成的臨床應(yīng)用 一 、分子病 是由于DNA分子上基因的遺傳信息缺陷,引起mRNA分子異常和合成蛋白質(zhì)異常,是蛋白質(zhì)分子一級結(jié)構(gòu)發(fā)生改變所致的疾病的總稱。 例如:鐮刀形紅細胞性貧血(人類發(fā)現(xiàn)的第一個) 分子病是一種遺傳病 二、干擾素抗病毒感染 干擾素(IFN)是真核細胞被病毒感染后分泌的一類具有抗病毒作用的蛋白質(zhì),可抑制病毒的繁殖。 干擾素分為α-(白細胞)型、β-(成纖維細胞)型和γ-(淋巴細胞)型三大類,每類各有亞型,分別具有其特異作用。 干擾素抑制病毒的作用機制有兩方面: 一是干擾素在某些病毒雙鏈RNA存在時,能誘導(dǎo)特異的蛋白激酶活化,該活化的蛋白激酶使eIF-2磷酸化而失活,從而抑制病毒蛋白質(zhì)合成; 二是干擾素能與雙鏈RNA共同活化特殊的2ˊ-5ˊ寡聚腺苷酸(2ˊ-5ˊA)合成酶,催化ATP聚合,生成單核苷酸間以2ˊ-5ˊ磷酸二酯鍵連接的2ˊ-5ˊA,經(jīng)2ˊ-5ˊA活化核酸內(nèi)切酶RNase L,后者可降解病毒mRNA,從而阻斷病毒蛋白質(zhì)合成。 干擾素的作用機制: 2. 干擾素誘導(dǎo)病毒RNA降解 三、蛋白質(zhì)生物合成的阻斷劑 許多抗生素可影響DNA的復(fù)制,轉(zhuǎn)錄及翻譯過程,從而通過抑制細菌或腫瘤蛋白質(zhì)的合成,發(fā)揮抗菌抗腫瘤的作用。 1、復(fù)制過程的阻斷劑 例:放線菌素、絲裂霉素 2、轉(zhuǎn)錄過程阻斷劑 例:利福霉素、利福平 3、翻譯過程阻斷劑 例:鏈霉素、卡那霉素 四、基因工程技術(shù) (一)基因工程的概念 基因工程又稱基因拼接技術(shù),是在體外用人工方法將不同來源的基因與基因載體重組,導(dǎo)入適當(dāng)?shù)乃拗骷毎毦蚱渌镔|(zhì)細胞)內(nèi)進行復(fù)制,隨著細胞增殖,DNA重組體得到擴增,再通過基因表達得到大量產(chǎn)物的技術(shù)成為基因工程,也成重組DNA技術(shù)。 (二)基因工程常用的載體 載體:一種運載工具 1、質(zhì)粒 2、噬菌體 3、病毒 (三)基因工程常用的工具酶 1、限制性內(nèi)切酶 2、DNA連接酶 3、DNA聚合酶 4、其他酶類 (四)基因工程的主要步驟 1、目的基因的獲取 2、基因載體的選擇與制備 3、目的基因與載體的拼接和重組 4、重組DNA分子導(dǎo)入宿主細胞 5、重組DNA分子的篩選與鑒定 6、目的基因的表達 (五)基因工程的應(yīng)用 1、基因工程藥物 2、基因診斷 3、基因治療 4、遺傳病的預(yù)防
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