1、第四讲 蛋白质合成 一 . 基因与基因表达的一般概念 二 . 遗传密码 三联子 三密码子和反密码子的相互作用 四 tRNA 五 AA- tRNA合成酶 六 . 核糖体 七 . 信使核糖核酸 八、蛋白质的生物合成 九、氨基酸及功能蛋白质合成后的修饰 十、蛋白质的运输和降解 一 .基因与基因表达的一般概念 基因作为唯一能够自主复制、永久存在的单位，其生理学功能以蛋白质形式得到表达。 DNA序列是遗传信息的贮存者，它通过自主复制得到永存，并通过转录生成 mRNA，翻译生成蛋白质的过程控制所有生命现象。 编码链（ coding strand）又称 sense strand，是指与 mRNA序列相同的那
2、条链。非编码链（anticoding strand），又称 antisense strand，是指那条根据碱基互补原则指导 mRNA生物合成的 DNA链。 Genetic information is perpetuated by replication（复制） in which a double- stranded nucleic acid is duplicated to give identical copies. 基因表达包括转录（ transcription）和翻译（ translation）两个阶段。转录是指拷贝出一条与 DNA链序列完全相同（除了 TU 之外）的 RNA单链的过程
3、，是基因表达的核心步骤。翻译是指以新生的 mRNA为模板，把核苷酸三联子遗传密码翻译成氨基酸序列、合成蛋白质多肽链的过程，是基因表达的最终目的。 只有 mRNA所携带的遗传信息才被用来指导蛋白质生物合成，所以人们一般用 U、 C、 A、 G这 4种核苷酸而不是 T、 C、 A、 G的组合来表示遗传性状。所谓翻译是指将 mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，按每 3个核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。二 . 遗传密码 三联子 mRNA上每 3个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这 3个核苷酸就称为一个密码，也叫三联子密码。翻译时从起始密码子 AUG开始，沿mRN
4、A53 的方向连续阅读直到终止密码子，生成一条具有特定序列的多肽链。 mRNA中只有 4种核苷酸，而蛋白质中有 20种氨基酸，若以一种核苷酸代表一种氨基酸，只能代表4种 (41=4)。若以两种核苷酸作为一个密码（二联子），能代表 42=16种氨基酸。而假定以 3个核苷酸代表一个氨基酸，则可以有 43=64种密码，满足了编码 20种氨基酸的需要。50-60年代破译遗传密码方面的三项重要成果：（ 1） Paul Zamecnik等人证实细胞中蛋白质合成的场所。他们把放射性标记的氨基酸注射到大鼠体内，经过一段时间后收获其肝脏，进行蔗糖梯度沉淀并分析各种细胞成份中的放射性蛋白质。如果注射后经数小时（或
5、数天）收获肝脏，所有细胞成份中都带有放射性标记的蛋白质 ;如果注射后几分钟内即收获肝脏，那么，放射性标记只存在于含有核糖体颗粒的细胞质成份中。 2） Francis Crick等人第一次证实只有用三联子密码的形式才能把包含在由 AUGC四个字母组成遗传信息（核酸）准确无误地翻译成由 20种不同氨基酸组成的蛋白质序列，实现遗传信息的表达。实验 1:用吖啶类试剂（诱导核苷酸插入或丢失）处理 T4噬菌体 rII位点上的两个基因，使之发生移码突变（frame-shift），就生成完全不同的、没有功能的蛋白质。实验 2:研究烟草坏死卫星病毒发现，其外壳蛋白亚基由400个氨基酸组成，相应的 RNA片段长 1200个核苷酸，与密码三联子体系正好相吻合。
