翻译(蛋白质合成)-定义，酶和步骤

通过

翻译(蛋白质合成)的定义

翻译是一个合成蛋白质链的过程氨基酸被称为多肽。这是第二部分中心法则在遗传学中。

  • 它在核糖醇或附着在粗糙内质网的那些中进行的核糖体发生。
  • 核糖体的功能是读取mRNA和tRNA分子中的密码子序列，tRNA分子以正确的顺序将氨基酸转移或转运到核糖体中。然而，其他分子也参与了翻译的过程，如各种酶因子。
  • 翻译过程包括阅读mRNA中的遗传密码来制造蛋白质。
  • 整个翻译过程可以概括为三个阶段:起始、延伸和终止。

中心法则

图：中央教条。

翻译(蛋白质合成)机制

翻译过程中有两个主要因素:翻译-这是传导转译的分子;底物这是mRNA被翻译成新的蛋白质的地方(翻译台)。翻译过程由机器指导，机器由以下几部分组成:

核糖体

  • 核糖体由核糖体RNA (rRNA)和蛋白质组成，由于rRNA具有酶活性，因此它们也被称为核酶。rRNA具有连接氨基酸的肽基转移酶活性。
  • 核糖体具有rRNA和蛋白质的两个亚基，其中一个大亚基具有三个活性位点(E, P, a)，这三个位点对核糖体的催化活性至关重要。

转移RNA（TRNA）

  • 每个tRNA所携带的氨基酸密码子都有一个反密码子，这些反密码子是互补的。例如;赖氨酸由AAG编码，因此tRNA将携带的反密码子为UUC，因此当AAG密码子出现时，tRNA的反密码子UUC将暂时与赖氨酸结合。
  • 当tRNA与mRNA结合时，tRNA释放其氨基酸。rRNA在氨基酸被一个接一个地运送到核糖体时，帮助它们形成键，从而形成多肽链。多肽链持续增长，直到到达终止密码子。

翻译(蛋白质合成)酶和功能

  • 肽基转移酶是用于翻译中的主要酶。它在核糖体中发现，酶活性催化在相邻的氨基酸之间形成共价肽键。
  • 这种酶的活性是在转译过程中利用trna在相邻氨基酸之间形成肽键。
  • 这种酶的活性使用了两种底物，一种具有生长的肽链，另一种承载添加到链上的氨基酸。
  • 它位于核糖体的大亚基中，因此，肽基转移酶的主要功能是催化添加允许多肽链生长的氨基酸残基。
  • 肽基转移酶酶完全由RNA组成，其机制由核糖体RNA（RRNA）介导，其是由核糖核苷酸组成的核酶。
  • 在原核生物中，23S亚基包含tRNA的a -位和o -位之间的肽基转移酶，而在真核生物中，28S亚基包含肽基转移酶。

翻译概述（蛋白质合成）

  • 当核糖体识别mRNA的起始点时，引发核糖体翻译，其中它结合具有单个氨基酸的三分球的分子。
  • 原核生物中n -甲酰基蛋氨酸的初始氨基酸。在延伸过程中，第二个氨基酸与第一个氨基酸相连。
  • 然后核糖体在mRNA上移动位置，重复延伸周期。
  • 当延伸过程到达终止密码子时，氨基酸链自发折叠形成蛋白质。
  • 然后将核糖体分成两个亚基，但后来在翻译另一个mRNA之前的重新加入。
  • 蛋白质的合成是由几种催化蛋白促进的，包括起始、延伸、终止因子和三磷酸鸟苷(GTP)。
  • GTP是一种转化为鸟苷二磷酸(GDP)时释放能量的分子。
翻译(蛋白质合成)
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详细介绍翻译(蛋白质合成)的步骤/过程

翻译起始

  • 蛋白质合成引发通过几种引发因子IF1，IF2和IF3，包括mRNA，核糖体，TRNA而触发。
  • 小亚基在mRNA开始时与上游的5 '端结合。核糖体从5 '到3 '方向扫描mRNA，直到遇到起始密码子(AUG或GUG或UUG)。当这两个起始密码子中的任何一个出现时，它被启动子fMet-tRNA (n -甲酰met - trna)识别。这个启动因子携带着蛋氨酸(Met)，它与核糖体上的P位点结合。
  • 这合成了第一个氨基酸多肽，称为n -甲酰基蛋氨酸。引发剂fMet-tRNA有一个正常的蛋氨酸反密码子，因此它插入n -甲酰基蛋氨酸。这意味着蛋氨酸是第一个添加并出现在链中的氨基酸。
  • 一般来说，翻译的起始过程分为三个步骤;
    1. 将mRNA与小核糖体亚基（30s）的结合引起，刺激引发剂因子IF3。将核糖体亚基解离两个。
    2. 然后启动因子IF2与鸟嘌呤三磷酸(GTP)结合，并与启动因子fMet-tRNA结合到核糖体的p位点。
    3. 核糖体蛋白将与IF2结合的GTP分裂，从而帮助驱动两个核糖体亚基的组装。释放IF3和IF2。

翻译(蛋白质合成)步骤

图:翻译(蛋白质合成)步骤图。

翻译伸长

  • 蛋白质合成的伸长率由三种蛋白质因子辅助EF-Tu, EF-Ts， 和EF-G．
  • 众所周知，核糖体的功能是一次移动一个密码子，催化其三个位点上发生的过程。
  • 每一步，带电荷的tRNA进入核糖体复合物，插入多肽，使多肽延长一个氨基酸，而不带电荷的tRNA则离开。在原核生物中，至少每0.05秒添加一个氨基酸，这意味着大约200个多肽氨基酸在10秒内被翻译。
  • 每个氨基酸之间形成的键来自于鸟苷三磷酸(GTP)，它类似于三磷酸腺苷(ATP)。
  • 三个位点（A，P，E）全部参与翻译过程，核糖体本身与涉及翻译中的所有RNA类型相互作用。
  • 因此，翻译有三个不同的步骤，它们是:
    1. 延伸因子- tu (EF-Tu)在氨基酰基trnas进入A位点中的中介作用。这需要EF-Tu与GTP结合，从而激活EF-Tu-GTP复合物与tRNA结合。然后，GTP水解为GDP，释放出一个提供能量的磷酸盐分子，从而推动氨基酰trna与A位点的结合。此时EF-Tu被释放，tRNA留在a位点。
    2. 然后伸长因子EF-TS从核糖体中介导EF-TU-GDP复合物的释放和EF-TU-GTP的形成。
    3. 在转运过程中，肽基- trna上的多肽链在肽基转移酶的催化下转移到a位点上的氨基酰- trna上。在延伸因子EF-G的介导下，核糖体沿着mRNA的5 '到3 '方向进一步移动一个密码子。这一步的能量来自GTP与GDP的分割。不带电荷的tRNA从p位释放，将新形成的肽基tRNA从a位转移到p位。

翻译终止

  • 遇到三个终止密码子(UAA, UAG, UGA)中的任何一个都会触发翻译过程的终止。然而，这些三联体终止密码子不被tRNA识别，而是被称为释放因子(RF1和RF2)发现在核糖体中。
  • RF1识别UAA和UAG, RF2识别UAA和UGA。第三个因素也有助于催化终止过程，它被称为释放因子3（RF3）。
  • 当肽基trna从延伸步骤到达P位点时，终止密码子的释放因子结合到A位点。它们从P位点释放多肽，允许核糖体通过GTP产生的能量分解成两个亚基，留下mRNA。
  • 在许多核糖体完成翻译过程后，mRNA被降解，使其核苷酸在其他转录反应中重复使用。

蛋白质合成视频动画(阿米巴姐妹)

真核生物的翻译(蛋白质合成)(vs原核生物)

S.N.

真核生物

原核生物
1. 用于翻译的信使rna是单顺反的，编码一个单基因的多肽 用于翻译的mRNA是多顺反子的，因此可以编码多个多肽基因
2. 这三种类型的RNA聚合酶用于合成细胞RNA。 一种类型的RNA聚合酶被用来控制各种类型RNA分子的合成
3. 它涉及到核糖体的两个亚基，即40S和60S亚基。 它涉及70年代核糖体
4. 转录和翻译单独发生，因此它们不会重叠。 转录和翻译可以重叠
5. pre mRNA或mRNA在被翻译之前要经过修饰。 信使rna在翻译前不经过任何修饰。
6. 它们确实有一个特殊的tRNA引发复合物。 一种特殊的引发剂TRNA MET-TRNAf或Met - tRNA。
7. 起始氨基酸是蛋氨酸。 起始氨基酸是n -甲酰蛋氨酸
8. 它们只有一个起始和终止位点。 它们有几个起始和终止位点。
9. 核糖体结合位点是以起始密码子为中心的Kozak序列 mRNA上的核糖体结合位点(RBS)是位于起始密码子前-10个核苷酸的Shine-Dalgarno序列。
10. 在引发聚乙烯链I.EIF-2的合成中涉及几种启动因子，（EIF-2，EIF-2AL，EIF-A2，EIF-A 它涉及三个起始因子IF-1、IF-2和IF-3。
11. 有两个链伸长因子，EF-1和EF-2 有三个连锁伸长因子，EF-TU，EF-TS和EP-G。
12. 有一个单一的释放因子eRF用于识别三个终止密码子(UAA, UAG, UGA)。 有三个释放因子（RF-1或RF-2和RF-3），用于识别终端密码子。
13. 线粒体和叶绿体的遗传密码可能不同。 每个原核生物的遗传密码都是一样的。

翻译(蛋白质合成)抑制剂

抗微生物剂用作蛋白质合成抑制剂，包括：

  1. 嘌呤霉素
    • 这是一种抗生素，其是氨基酰基-TRNA的末端氨基酰基 - 腺苷部分的类似物。该抗生素通过在完全合成之前通过释放原核多肽链来抑制蛋白质合成。通过将其氨基连接到生长多肽链的羰基上，在形成从核糖体中解离的加合物的植物中，通过将其氨基加入生长多肽链的羰基来实现。
    • 嘌呤霉素还含有与氨基酰基- trna相似的α-氨基，该α-氨基与嘌呤霉素残基生长肽的羧基形成共价键，从而促进核糖体的解离。
  2. 链霉素
    • 这是一种三糖，对甲酰蛋氨酸- trna与核糖体的结合活性有影响。这就阻止了蛋白质合成的正确开始。
  3. 氨基糖苷类抗生素，如新霉素、卡那霉素和庆大霉素，干扰小亚基16s rRNA的解码位点。
  4. 氯霉素抑制肽基转移酶的活性。
  5. 红霉素通过与50s亚基结合而阻止易位
  6. 环己亚胺被用于阻断真核核糖体中的肽基转移酶，并被用作阻断真核细胞中蛋白质合成的实验室工具。
  7. 白喉毒素有一个A片段，催化EF2单侧链的转移，阻断生长中的多肽链的转移。

引用和来源

  • 普雷斯科特的微生物学，第五版
  • 2％ - https://www.biologydiscussion.com/cell/prokaryotes/comparison-of-synthesis-in-prokaryotes-and-eukaryotes/15520
  • 1%,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21424/
  • 1%——https://www.cell.com/cell/pdf/0092 - 8674 (89) 90433 - 9. - pdf
  • 1%——https://en.wikipedia.org/wiki/Peptidyl_transferase
  • 1%——https://bio.libretexts.org/LibreTexts/University_of_California_Davis/BIS_2A%3A_Introductory_Biology_ (Facciotti) /阅读/ SS1_2018_Lecture_Readings / SS1_2018_Lecture_11
  • 1%——https://bio.libretexts.org/Courses/University_of_California_Davis/BIS_2A_ (2018) % 3 a_introductory_biology_(歌手)/ MASTER_RESOURCES /翻译94 protein_synthesis * % % E2 % 80% 23
  • 1％ - https://bio.libretexts.org/bookshelves/microbiology/book%3a_microbiology/(boundless)/4%3a_cell_structure_of_bacteria%2c_archaea%2c_and_eukaryotes/4.6%3a_specialized_internal_structures_of_prokaryotes/4.6a%3a_ribosomes
  • 1%——http://globalhealthprimer.emory.edu/targets-technologies/protein-synthesis.html
  • < 1%——https://www.thoughtco.com/protein——合成-翻译- 373400
  • < 1%, https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/chloramphenicol
  • < 1%, https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/ribosomes
  • < 1%, https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/diphtheria-toxin
  • < 1%, https://www.sciencedaily.com/terms/peptide_bond.htm
  • < 1%, https://www.researchgate.net/publication/5558253_Inhibition_of_Helicobacter_pylori_Aminoacyl-tRNA_Amidotransferase_by_Puromycin_Analogues
  • < 1%, https://www.researchgate.net/publication/11483240_Analysis_of_tryptophanase_operon_expression_in_vitro_-_Accumulation_of_TnaC-peptidyl-tRNA_in_a_release_factor_2-depleted_S-30_extract_prevents_Rho_factor_action_simulating_induction
  • < 1%, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4749135/
  • <1％ - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc4307249/
  • < 1%, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3919579/
  • < 1%, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3323968/
  • <1％ - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc2919715/
  • < 1%——https://www.nature.com/articles/s41389 - 018 - 0044 - 8
  • < 1%——https://www.cram.com/flashcards/mcat——生物学-抽认卡1253204
  • <1％ - https://www.biologydiscussion.com/rna/rna-核核酸 - acid-chemical-nature-types-and-rna-world/15450
  • < 1%, https://www.answers.com/Q/What_is_the_anticodon_for_methionine
  • < 1%, https://www.annualreviews.org/doi/full/10.1146/annurev.biochem.72.110601.135450
  • <1％ - https://wikimili.com/en/peptidyl_transferase
  • < 1%, https://teaching.ncl.ac.uk/bms/wiki/index.php/Translation
  • < 1%, https://quizlet.com/77160525/genetics-unit-iv-ch-12-from-p322-on-ch-13-and-ch-15-flash-cards/
  • < 1%, https://quizlet.com/477610163/biochemistry-ch-7-flash-cards/
  • < 1%, https://quizlet.com/291704106/genetics-chapter-13-usf-flash-cards/
  • <1％ - https://quizlet.com/20669105/chapter-13-translation-flash-cards/
  • < 1%, https://pediaa.com/difference-between-mrna-and-trna-and-rrna/
  • <1％ - //www.kirikcitarim.com/rna-polymerase/
  • <1％ - https://flexbooks.ck12.org/cbook/ck-12-biology-flexbook-2.0/section/4.7/primary/lesson/translation-of-rna-to-protein-bio/
  • < 1%, https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.1432-1033.1983.tb07643.x
  • <1％ - https://en.wikipedia.org/wiki/peptidyl-trna
  • < 1%, https://en.wikipedia.org/wiki/MRNA
  • < 1%, https://en.wikipedia.org/wiki/EF-Tu
  • < 1%, https://ecampusontario.pressbooks.pub/microbio/chapter/protein-synthesis-translation/
  • <1％ - https://barbadosunderdound.files.wordpress.com/2015/03/antimicrobial-drugs-a-fading-miracle.pdf
  • <1％ - https：//answers.yahoo.com/question/index?qid=20070613182552aayiejn
  • <1％ - http://thebiologypremer.com/trancription-rna-processing-and-translation

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