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轉譯開始時,核糖體的一個小單位與mRNA的起始密碼子結合,而細胞中的氨基酸被活化,和tRNA結合,而tRNA將氨基酸帶至核糖體。
mRNA的起始密碼子標誌着mRNA上蛋白質的資訊 ...
轉譯
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真核生物的信使RNA轉譯過程總覽
轉譯過程
轉譯(英語:Translation),是蛋白質生物合成(基因表達中的一部分,基因表達還包括轉錄)過程中的第一步。
轉譯是根據遺傳密碼的中心法則,將成熟的mRNA分子(由DNA透過轉錄而生成)中「鹼基的排列順序」(核苷酸序列)解碼,並生成對應的特定氨基酸序列的過程。
但也有許多轉錄生成的RNA,如tRNA、rRNA和小核RNA等並不被轉譯為氨基酸序列。
轉譯的過程大致可分作三個階段:起始、延長、終止。
轉譯主要在細胞質內的核糖體中進行,氨基酸分子透過轉運RNA被帶到核醣體上。
生成的多肽鏈(即氨基酸鏈)需要透過正確摺疊形成蛋白質,許多蛋白質在轉譯結束後還需要進行轉譯後修飾才能具有真正的生物學活性。
在原核生物的蛋白質合成中,通常可以使用某些抗生素(如茴香素、放線菌酮、氯黴素、四環黴素)來抑制或阻斷轉譯的進行;其基本原理是競爭性抑制作用或是共價結合而佔據了核糖體的活性位點。
由於原核生物的核糖體結構與真核生物中的不同,這些抗生素可以特異性消滅感染真核宿主的原核生物而不會對宿主造成影響。
目次
1分子機制
2原核翻譯
2.1起始
2.2延長
2.3終止
3真核翻譯
3.1起始
4手動翻譯
5延伸閱讀
6參見
7外部連結
分子機制[編輯]
mRNA的遺傳資訊是來自於DNA,經由核糖體被各種tRNA所識別。
tRNA可以識別mRNA上以三個核苷酸為代碼的密碼子,與它們相配的tRNA上的三個核苷酸被稱為反密碼子。
帶有特定反密碼子的tRNA攜帶特定的氨基酸。
因此透過轉譯機制,mRNA上的密碼子就可以被「翻譯」為對應的氨基酸。
氨基酸在參入到多肽鏈之前必須被活化,而氨酰tRNA是它的活化形式[1]。
胺醯tRNA合成酶是催化氨基酸α-羧基與tRNA3'-羥基偶聯ATP水解而發生酯化反應結合在一起,從而活化氨基酸的酶。
每活化1M的氨基酸,產生1M焦磷酸,等效於消耗2M的ATP。
原核轉譯[編輯]
主條目:原核轉譯
原核生物沒有細胞核,因此它們的mRNA在轉錄的同時就可以被轉譯。
假如在轉譯時有多個核糖體同時工作的話,那麼蛋白質的組成部分可以比較快地建成和連接到一起。
起始[編輯]
轉譯開始時,核糖體的一個小單位與mRNA的起始密碼子結合,而細胞中的氨基酸被活化,和tRNA結合,而tRNA將氨基酸帶至核糖體。
mRNA的起始密碼子標誌着mRNA上蛋白質的資訊的開始位置。
一般起始密碼子的順序是AUG,不過在原核生物中有不少其它的碼。
細菌的蛋白質以一個改變了的N-甲酰甲硫氨酸(f-Met)開始。
在甲酰甲硫胺醯中,氨基被一個甲酰代替而形成了一個酰胺,這個改變使得這個碼無法與一個氨基酸相結合,但這不是問題,因為這個碼標誌着一個蛋白質的開始。
在原核細胞中mRNA與核糖體的結合由一個被稱為夏因-達爾加諾序列的基組導入,這個序列一般位於開始位置前8到13個核苷酸的地方。
延長[編輯]
一個活化的tRNA進入核糖體的A位,tRNA上的反密碼子和mRNA上的密碼子進行互補鹼基配對,DNA上的胸腺嘧啶(T)和mRNA上的腺嘌呤(A)配對;DNA上的腺嘌呤(A)和mRNA上的尿嘧啶(U)配對;而胞嘧啶(C)和鳥嘌呤(G)互相配對。
DNA上的編碼氨基酸。
肽酰轉移酶在鄰近的氨基酸間建立一個肽鍵,此後在P位上的氨基酸離開它的tRNA與A位上的tRNA結合,核糖體則相對於mRNA向前滑動,原來在A位上的tRNA移動到P位上,原來在P位上的空的tRNA移動到E位上,然後在下一個tRNA進入A位之前被釋放,將氨基酸遂一加上。
這個過程被稱為易位。
終止[編輯]
以上的過程不斷重複直到核糖體遇到三個終止密碼子之一,轉譯過程終止。
相鄰的氨基酸在編碼後以肽鍵連接,產生多肽,多個多肽再透過氫鍵,離子鍵等弱鍵摺曲,形成有三維構象的蛋白質。
同時蛋白質不再延長,一種模仿tRNA的蛋白質進入核糖體的A位將合成的蛋白質從核糖體內釋放出來。
真核轉譯[編輯]
主條目:真核轉譯
在真核細胞中轉錄是在細胞核中進行的,然後mRNA被運輸到細胞質進行轉譯。
在運輸過程中mRNA受到特別的結構的保護。
但需要注意的是,在真核細胞中線粒體和葉綠體中的轉錄與轉譯行為都與原核生物類似(參見內共生理論)。
起始[編輯]
在真核細胞中核糖體與mRNA中的起始密碼子結合,在真核生物和古細菌中起始密碼子的碼與甲硫氨酸的碼相同,與甲硫氨酸相連的tRNA是核糖體的一個組成部分。
延長和終止的過程與原核細胞相似。
手動轉譯[編輯]
生物學家和化學家用手或電腦來模擬轉譯過程來理解一個基因所編碼的蛋白質的結構。
首先要從DNA導出RNA:
DNA->RNA
A->U
T->A
G->C
C->G
然後將每三個RNA碼組合為一個密碼子,最後察看表格將每個密碼子轉化為氨基酸。
這是蛋白質的氨基酸順序。
按照蛋白質內親水和疏水部分的排列可以對蛋白質摺疊方式作出一些推斷。
但要完全預測一個蛋白質的形狀是相當不容易的。
延伸閱讀[編輯]
Champe,PamelaC;Harvey,RichardA;Ferrier,DeniseR.Lippincott'sIllustratedReviews:Biochemistry3rd.Hagerstwon,MD:LippincottWilliams&Wilkins.2004.ISBN 0-7817-2265-9.
Cox,Michael;Nelson,DavidR.;Lehninger,AlbertL.Lehningerprinciplesofbiochemistry4th.SanFrancisco...:W.H.Freeman.2005.ISBN 0-7167-4339-6.
MalysN,McCarthyJE.Translationinitiation:variationsinthemechanismcanbeanticipated.CellularandMolecularLifeSciences.2010,68(6):991–1003.PMID 21076851.doi:10.1007/s00018-010-0588-z.
參見[編輯]
遺傳學主題
細胞生物學主題
分子生物學主題
轉錄
基因表達
蛋白質生物合成
中心法則
遺傳密碼
外部連結[編輯]
維基共享資源中相關的多媒體資源:翻譯(生物學)
VirtualCellAnimationCollection:IntroducingTranslation
Translatetool(fromDNAorRNAsequence)
閱論編基因表達遺傳學入門
遺傳密碼
經典中心法則:
DNA→RNA→蛋白質
擴充中心法則
RNA→RNA
RNA→DNA
蛋白質→蛋白質
轉錄類型
細菌轉錄(英語:Bacterialtranscription)
古菌轉錄
真核轉錄
關鍵元素
轉錄因子
RNA聚合酶
啟動子
轉錄後修飾
hnRNA
5'端加帽
RNA剪接
多腺苷酸化
Histoneacetylationanddeacetylation
轉譯類型
原核轉譯
古菌轉譯
真核轉譯
關鍵元素
核糖體
tRNA
轉譯後修飾
基因表達調控(英語:Regulationofgeneexpression)
表觀遺傳學調節
基因組印記等
轉錄調控
基因調控網絡(英語:Generegulatorynetwork)
順式作用元件
乳糖操縱子
轉錄後調控(英語:Post-transcriptionalregulation)
P體
可變剪接
miRNA等
轉譯調控(英語:Translationalregulation)
轉譯後調控(英語:Post-translationalregulation)
可逆的
不可逆的
該領域名人
方斯華·賈克柏
賈克·莫諾
閱論編遺傳學索引描述
生化
基因表達
DNA
複製
週期蛋白
基因重組
修復
轉錄
轉錄因子與細胞內受體
輔調節因子
RNA
重複序列
轉錄後修飾
轉譯
核糖體亞基
轉譯後修飾
分揀蛋白(英語:Template:Sortingnexin)
DNA/RNA結合蛋白
核糖核蛋白)
蛋白質
結構域
結構
1°
2°
2+°
3°
4°
疾病
Replicationandrepair(英語:Template:DNAreplicationandrepair-deficiencydisorder)
Transcriptionfactor(英語:Template:Transcriptionfactorandcoregulatordeficiencies)
轉錄相關疾病(英語:Template:Disordersoftranscriptionandposttranscriptionalmodification)
轉譯相關疾病
閱論編蛋白質生物合成:轉譯(原核轉譯 ·古菌轉譯 ·真核轉譯)基本概念
胺醯-tRNA合成酶·閱讀框架·起始密碼子·終止密碼子·核糖體結合位點:夏因-達爾加諾序列(+/-)·科扎克共有序列·A位點·P位點·E位點
核糖體蛋白質起始因子原核起始因子
PIF1·PIF2·PIF3
古菌起始因子
aIF1·aIF2·aIF5·aIF6
真核起始因子43S起始前複合物eIF1(AX ·AY ·1B)
eIF2(S1·S2·S3)·B1·B2·B3·B4·B5·eIF2激酶
eIF3(A·B·C·D·F·G·H·I·J·K·M·S6)
eIF4(eIF4A(A1·A2·A3)·B·E1·E2·G1·G2·G3·H)
eIF5(A·A2·B)
eIF6延伸因子原核延伸因子
EF-Tu·EF-Ts·EF-G
古菌延伸因子
aEF1·aEF2
真核延伸因子
eEF1(A1·A2·A3·B1·B2·B3·B4·D·E1·G)·eEF2
釋放因子
原核釋放因子·古菌釋放因子·真核釋放因子(英語:Eukaryoticreleasefactors)
其他
RPS1·RPS2·RPS3·RPS4·RPS5·RPS6·RPS7·RPS8·RPS9·RPS10·RPS11·RPS12·RPS13·RPS14·RPS15·RPS16·RPS17·RPS18·RPS19·RPS20·RPS21·RPS22·RPS23·RPS24·RPS25·RPS26·RPS27·RPS28·RPS29
閱論編遺傳學索引描述
生化
基因表達
DNA
複製
週期蛋白
基因重組
修復
轉錄
轉錄因子與細胞內受體
輔調節因子
RNA
重複序列
轉錄後修飾
轉譯
核糖體亞基
轉譯後修飾
分揀蛋白(英語:Template:Sortingnexin)
DNA/RNA結合蛋白
核糖核蛋白)
蛋白質
結構域
結構
1°
2°
2+°
3°
4°
疾病
Replicationandrepair(英語:Template:DNAreplicationandrepair-deficiencydisorder)
Transcriptionfactor(英語:Template:Transcriptionfactorandcoregulatordeficiencies)
轉錄相關疾病(英語:Template:Disordersoftranscriptionandposttranscriptionalmodification)
轉譯相關疾病
閱論編分子生物學
歷史
術語表(英語:Glossaryofgeneexpressionterms)
概觀中心法則
DNA複製(脫氧核糖核酸)
轉錄(核糖核酸)
轉译(蛋白質)
要素
啟動子
普里布諾盒
TATA盒
操縱子
半乳糖操縱子(英語:galoperon)
乳糖操縱子
色氨酸操縱子
內含子
外顯子
終止子
增強子
阻遏物(英語:Repressor)
乳糖阻遏物(英語:Lacrepressor)
色氨酸阻遏物(英語:Tryptophanrepressor)
沉默子
表觀遺傳學(組蛋白修飾:組蛋白甲基化(英語:Histonemethylation)、組蛋白乙酰化(英語:Histoneacetyltransferase)、組蛋白磷酸化等;DNA甲基化;RNA干擾)
相關科目
細胞生物學
生物化學
計算生物學
功能生物學/醫學
遺傳學
工程概念
有絲分裂
細胞信號傳送
轉錄後修飾
轉譯後修飾
干實驗室/濕實驗室(英語:Wetlab)
技術
細胞培養
模式生物
方法
核酸
蛋白質
熒光(英語:Fluorescenceinthelifesciences)、色素與放射性(英語:Radioactivityinthelifesciences)
高通量技術(-組學)
DNA微陣列
質譜法
實驗室晶片
基因表達調控(英語:Regulationofgeneexpression)
表觀遺傳學
基因表達調控(英語:Regulationofgeneexpression)
轉錄後調控(英語:Post-transcriptionalregulation)
轉譯後調控(英語:Post-translationalregulation)
分類
分子與細胞生物學主題
共享資源
分子與細胞生物學專題
^《分子生物學(第二版)》P341,楊榮武著
取自"https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=翻譯_(生物學)&oldid=68963577"
分類:自2021年12月需要分子生物學專家關注的頁面自2021年12月需要細胞學專家關注的頁面基因表現隱藏分類:模板中使用無效日期參數的條目自2021年12月缺少註腳的條目含有多個問題的條目含有英語的條目
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