蛋白質生物合成- 维基百科,自由的百科全书
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順反子DNA被轉錄成RNA的各種中間體。
經過轉錄後修飾成熟mRNA作為合成多肽鏈的模板。
蛋白質通常會直接從基因通過翻譯的mRNA合成。
這個名詞曾經是指蛋白質的轉譯,但 ...
蛋白質生物合成
蛋白質生物合成過程中的一步
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蛋白質生物合成是指在生物細胞內製造新的蛋白質;此合成是為了平衡蛋白酶解或蛋白派送(英語:Proteintargeting)所造成的細胞蛋白損耗。
蛋白質的生物合成也稱為轉譯,它是基因表現的最後一步[1]。
轉譯,是在核糖體組裝蛋白質,是生物合成途徑的一個重要組成部分,隨著生成的信使RNA(mRNA),轉移RNA(tRNA的)胺醯化,合作翻譯轉運,並翻譯後修飾。
蛋白質的生物合成在多個步驟有嚴格的調控[2],和已建立錯誤檢查機制。
它們主要是轉錄(從DNA模板合成RNA的現象)和轉譯(從RNA中胺基酸組裝的現象)。
蛋白質合成的過程:在細胞核內,基因被轉錄成RNA。
RNA接著被後轉錄修飾及控制,形成成熟的信使RNA(mRNA),並運往細胞核外的細胞質進行轉譯。
mRNA由核糖體翻譯成與mRNA的基本密碼子,通過與轉運RNA上的反密碼子形成配對進行翻譯。
新合成的蛋白質會被再行修飾,並可以與效應分子結合,最終成為具有生物學活性的蛋白質。
順反子DNA被轉錄成RNA的各種中間體。
經過轉錄後修飾成熟mRNA作為合成多肽鏈的模板。
蛋白質通常會直接從基因通過翻譯的mRNA合成。
這個名詞曾經是指蛋白質的轉譯,但現時則是指一個多重的步驟,以轉錄開始及翻譯作結。
原核生物的蛋白質生物合成雖然與真核生物的很相似,但是它們有所不同。
除了通過核糖體轉譯合的成蛋白質外,亦存在非核糖體合而由NRPS酶催化合成的非核糖體肽(英語:nonribosomalpeptide)(nonribosomalpeptide,NRP),常為微生物合成的毒素。
目次
1胺基酸合成
2轉錄
3轉譯
4蛋白質翻譯之後的事件
5參考文獻
6參見
7外部連結
胺基酸合成編輯
主條目:胺基酸合成
將胺基酸聚合就可以得到蛋白質。
胺基酸合成是一系列的生物化學過程(代謝途徑)將從葡萄糖等建立胺基酸。
並非所有胺基酸都可以生物合成,例如成人的全部20中胺基酸中,就有8種(數目有爭議)胺基酸是人體無法自身合成的,需要從食物中攝取,為必需胺基酸。
胺基酸會被運送至轉運RNA(tRNA)用在翻譯的過程。
轉錄編輯
主條目:轉錄
圖中顯示轉錄過程。
英文待翻譯。
轉錄是由基因組產生含有蛋白質序列的信使RNA(mRNA)模板,以進行翻譯。
只需要去氧核糖核酸(DNA)雙螺旋的其中一條鏈就能進行轉錄,此鏈稱為模板鏈。
轉錄可以分為3個階段:起始,延伸和終止,每個階段由大量蛋白質調節,例如轉錄因子和共活化因子(英語:Coactivator(genetics)),確保正確的基因被轉錄。
核糖核酸聚合酶(RNA聚合酶)先與DNA的用作轉錄起始的特別區域結合。
這個結合區域稱為啟動子。
當RNA聚合酶與啟動子結合後,該DNA鏈會開始捲開。
第二個轉錄步驟是轉錄延伸。
RNA聚合酶與未編碼的模板鏈一起,合成核糖核苷酸聚合物。
RNA聚合酶並不會使用已編碼的鏈為模板,這是因為任何一股的拷貝會生產一組補充的基礎序列,所以只有未編碼鏈才會作為模板來複製已編碼鏈。
當聚合酶到達最後階段,全新轉錄的信使RNA(mRNA)需要修飾以能夠到達細胞的其他部份,包括細胞質及內質網。
一個5'端帽會加入並保護mRNA,免於降解。
聚A尾會被加入3'端保護,並成為接下步驟的模板。
在真核生物中,最重要的基因拼接步驟會於此階段出現,移除內含子及合併外顯子。
轉錄的第一個產物在原核細胞中與真核細胞不同,因為在原核細胞中第一個產物是信使RNA(mRNA),其不需要轉錄後修飾,而在真核細胞中,第一個產物被稱為初級轉錄物,需要後轉錄修飾(用7-甲基鳥苷加帽,用聚A尾加尾)得到hnRNA(異源核RNA)。
然後hnRNA通過剪接體經歷內含子(基因的非編碼部分)的剪接以產生最終信使RNA(mRNA)。
轉譯編輯
主條目:轉譯(遺傳學)
圖中顯示轉譯過程。
英文待翻譯。
圖示mRNA的轉譯和核糖體合成蛋白質。
在轉譯的過程中,先前從DNA被轉錄的mRNA會被特別的細胞結構解碼以製造蛋白質,這個特別的細胞結構稱為核糖體。
蛋白質生物合成會被分為起始、延伸及完成階段。
核糖體可以提供場所,讓另一種特別的RNA,稱為轉運RNA(tRNA)與mRNA結合。
tRNA內有一組「反密碼子」能將相對應的序列與mRNA在核糖體內互相形成氫鍵。
因此,相對應的的tRNA(化學上與特定的胺基酸結合)會被導向至核糖體,加入在發展中的多肽。
以下展示了兩個胺基酸聯合的化學過程:
兩個胺基酸分子結合的化學過程,生成二肽及水分子
核糖體會一個接一個的在mRNA的密碼子運行,另一個tRNA會借核糖體附著mRNA。
首個tRNA會被釋放,但附著該tRNA的胺基酸會被運送至第二個tRNA,並與它的胺基酸結合。
這種轉移不斷進行,直至生成一條胺基酸的長鏈。
當整個單位到達mRNA最後的密碼子時,它會離開及新形成的蛋白質會被釋放,這就是完成的階段。
在這個步驟中,有很多的酶會用來協助整個過程。
蛋白質翻譯之後的事件編輯
主條目:蛋白酶解、翻譯後修飾和蛋白質摺疊
生物合成之後的事件包括翻譯後修飾和蛋白質折疊。
在合成的期間和之後,多肽鏈往往折疊捲曲成所謂的原生二級結構和三級結構。
這就是所謂的蛋白質折疊。
很多蛋白質會進行翻譯後修飾。
這包括雙硫鍵的形成或附在任何生化官能團,如醋酸鹽、磷酸鹽、不同的脂類及醣類。
有些酶亦會將多肽鏈前端的一個或以上的胺基酸移除,或者促進多肽鏈形成鏈內或鏈間二硫鍵。
參考文獻編輯
^楊榮武.第三十九章.生物化学原理2nd.Beijing:Gaodengjiaoyuchubanshe.2012.ISBN 978-7-04-035696-0.OCLC 910676076.
^KafriM,Metzl-RazE,JonaG,BarkaiN.2016.TheCostofProteinProduction.CellRep14:22–31.https://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2015.12.015(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
參見編輯
新陳代謝主題
分子與細胞生物學主題
生物學主題
中心法則
遺傳密碼
基因表現
順反子
操縱子
乳糖操縱子
多肽合成
人工合成牛胰島素與諾貝爾獎
外部連結編輯
(英文)轉錄起始的交互式Java仿真模擬。
來自尼爾斯·玻爾研究所的生命模型中心(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)。
(英文)關於蛋白質合成網站(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館).
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=蛋白質生物合成&oldid=70248446」
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