第一节 参与蛋白质生物合成的物质
(一)合成原料
自然界由mRNA编码的氨基酸共有20种,只有这些氨基酸能够作为蛋白质生物合成的直接原料。某些蛋白质分子还含有羟脯氨酸、羟赖氨酸、γ-羧基谷氨酸等,这些特殊氨基酸是在肽链合成后的加工修饰过程中形成的。
(二)mRNA是合成蛋白质的直接模板
原核细胞中每种mRNA分子常带有多个功能相关蛋白质的编码信息,以一种多顺反子的形式排列,在翻译过程中可同时合成几种蛋白质,而真核细胞中,每种mRNA一般只带有一种蛋白质编码信息,是单顺反子的形式。mRNA以它分子中的核苷酸排列顺序携带从DNA传递来的遗传信息,作为蛋白质生物合成的直接模板,决定蛋白质分子中的氨基酸排列顺序。不同的蛋白质有各自不同的mRNA,mRNA除含有编码区外,两端还有非编码区。非编码区对于mRNA的模板活性是必需的,特别是5’端非编码区在蛋白质合成中被认为是与核糖体结合的部位。见图18-2。
图18-2 (a)原核生物mRNA)为多顺反子
(b)真核生物mRNA为单顺反子
mRNA分子上以5'→3'方向,从AUG开始每三个连续的核苷酸组成一个密码子,mRNA中的四种碱基可以组成64种密码子。这些密码不仅代表了20种氨基酸,还决定了翻译过程的起始与终止位置。每种氨基酸至少有一种密码子,最多的有6种密码子。从对遗传密码性质的推论到决定各个密码子的含义,进而全部阐明遗传密码,是科学上最杰出的成就之一,科学家们设计了十分出色的遗传学和生物化学实验,于1966年编排出了遗传密码字典。见表18-1。
表18-1 氨基酸的密码(code)
5’末端(第1位碱基)
中间碱基(第二位碱基) 3’末端(第三位碱基) U C A G U 苯丙(Pne)F 丝(Ser)S 酪(Tyr)Y 半胱(Cys)C U 苯内(Pne) 丝(Ser) 酪(Tyr) 半胱(Cys) C 亮(Leu)L 丝(Ser) 终止信号 终止信号 A 亮(Leu) 丝(Ser) 终止信号 色(Trp) G C 亮(Leu) 脯(Pro)P 组(His)H 精(Arg)R U 亮(Leu) 脯(Pro) 组(His) 精(Arg) C 亮(Leu) 脯(Pro) 谷胺(Gin)Q 精(Arg) A 亮(Leu) 脯(Pro) 谷胺(Gin) 精(Arg)