蛋白质生物合成的步骤(什么是蛋白质的生物合成)
一、什么是蛋白质的生物合成
蛋白质合成体系的重要组分
翻译：蛋白质的生物合成，即翻译，就是将核酸中由
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种核苷酸序列编码的遗传信息，通过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级结构中20种氨基酸的排列顺序
。
1.mRNA与遗传密码；
mRNA分子上从5’至3’方向，由AUG开始，每3个核苷酸为一组，决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号，称为三联体密码。
从mRNA
5’端起始密码子AUG到3’端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码连续排列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架(ORF)。
密码子特点：
①阅读方向：5’→3’；②无标点符号；③密码子不重叠；④密码子的简并性；⑤密码子与反密码子的作用；⑥起始密码子AUG，终止密码子UAA，UAG，UGA；⑦密码子的通用性和例外。
2.tRNA
蛋白质合成过程中，起着运输氨基酸的作用。有如下的功能：
①3’末端携带氨基酸；②识别氨基酰-tRNA合成酶的位点；③核糖体识别位点；④反密码子的位点。
3.rRNA与核糖体
⑴.rRNA的主要功能是形成核糖体，是蛋白质合成的场所。
⑵.核糖体的活性中心：
二位点模型：A位（氨酰基部位），氨基酰-tRNA进入部位。
P位（肽基部位），为起始tRNA或正在延伸中的肽酰-tRNA结合部位。
三位点模型：除了A位和P位外，还有E位，空载tRNA离开的位点。
⑶.多核糖体：mRNA同时与若干个核糖体结合形成的念珠状结构，称为多核糖体
4.辅助因子
⑴.起始因子：参与蛋白质生物合成起始的蛋白因子；
⑵.延伸因子：参与蛋白质生物合成过程中肽链延伸的蛋白因子；
⑶.释放因子：作用是与终止密码子结合终止肽链的的合成并使肽链从核糖体上释放出来。
（二）蛋白质的生物合成过程
翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始，按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链，直至终止密码出现。
1.氨基酸的活化；
⑴.氨基酰-tRNA合成酶
⑵.过程：
氨基酰-tRNA合成酶
ATP
+
AA
-----------------→
AA-AMP-酶
+
PPi
tRNA
+
AA-AMP-酶
-----------------→
氨基酰-tRNA
+
酶
①氨基酰-tRNA合成酶对底物氨基酸和tRNA都有高度特异性。
②氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性。
③氨基酰-tRNA的表示方法：
Ala-tRNAAla
、Ser-tRNASer
、Met-tRNAMet
2.肽链合成的起始
：
⑴.SD序列和起始因子
SD序列：mRNA
5’翻译起始区富含嘌呤的序列
起始因子：
原核生物：IF-1、IF-2、IF-3
真核生物：eIF-1、eIF-2、eIF-2A、eIF-3等
⑵.起始氨酰-tRNA
真核生物：
Met-tRNAiMet
原核生物：
fMet-
tRNAifMet
二、蛋白质的生物合成是怎样进行的
原核生物的蛋白质合成分为四个阶段：氨基酸的活化、肽链合成的起始、延伸和终止。
①氨基酸的活化：游离的氨基酸必须经过活化以获得能量，才能参与蛋白质的合成，活化反应由氨酰tRNA合成酶催化，最终氨基酸连接在tRNA3ˊ端AMP的3ˊ-OH上，合成氨酰-tRNA。
②肽链合成的起始：首先IF1和IF3与30S亚基结合，以阻止大亚基的结合；接着，IF2和GTP与小亚基结合，以利于随后的起始tRNA的结合；形成的小亚基复合物经由核糖体结合点附着在mRNA上，起始tRNA和AUG起始密码子配对并释放IF3，并形成30S起始复合物。
大亚基与30S起始复合物结合，替换IF1和IF2+GDP，形成70S起始复合物。这样在mRNA正确部位组装成完整的核糖体。
③肽链的延伸：延伸分三步进行，进位：负载tRNA与EF-Tu和GTP形成的复合物被运送至核糖体，GTP水解，EF-TuGDP释放出来，在EF-Ts和GTP的作用下，EF-Tu GDP可以再次利用。转肽：肽酰转移酶将相邻的两个氨基酸相连形成肽键，该过程不需要能量的输入。
移位：移位酶（EF-G）利用GTP水解释放的能量，使核糖体沿mRNA移动一个密码子，释放出空载的tRNA并将新生肽链运至P位点。
④肽链的终止与释放：释放因子（RF1或RP2）识别终止密码子，并在RP3的作用下，促使肽酰转移酶在肽链上加上一个水分子并释放肽链。核糖体释放因子有助于核糖体亚基从mRNA上解离。
原核生物特点：
①核质与细胞质之间无核膜因而无成形的细胞核（拟核或类核）；RNA转录和翻译同时进行。
②遗传物质是一条不与组蛋白结合的环状双螺旋脱氧核糖核酸（DNA）丝，不构成染色体（有的原核生物在其主基因组外还有更小的能进出细胞的质粒DNA）。
③以简单二分裂方式繁殖，不存在有丝分裂或减数分裂。
④没有性行为，有的种类有时有通过接合、转化或转导，将部分基因组从一个细胞传递到另一个细胞的准性行为。
⑤没有由肌球、肌动蛋白构成的微纤维系统，故细胞质不能流动，也没有形成伪足、吞噬作用等现象。
⑥鞭毛并非由微管构成，更无“9+2”的结构，仅由几条螺旋或平行的蛋白质丝构成。
⑦细胞质内仅有核糖体而没有线粒体、高尔基体、内质网、溶酶体、液泡和质体（植物）、中心粒（低等植物和动物）等细胞器。
三、蛋白质合成过程是什么
蛋白质生物合成过程可分为五个阶段，氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终止和释放、蛋白质合成后的加工修饰。
蛋白质合成是生物按照从脱氧核糖核酸（DNA）转录得到的信使核糖核酸（mRNA）上的遗传信息合成蛋白质的过程。蛋白质生物合成亦称为翻译也就是把mRNA分子中碱基排列顺序转变为蛋白质或多肽链中的氨基酸排列顺序过程。
蛋白质的作用：
1、组成人体的重要成分
人体是由细胞所组成的，而各种细胞的骨架，都是蛋白质。因此可以说，蛋白质是组成人体的重要成分。尤其是肌肉组织，更是蛋白质为主要成分，如果蛋白质缺乏，肌肉就会减少，肌肉的力量等也会减少。
所以很多健身的人，为了增加肌肉，让肌肉显得更有线条，就会通过食用蛋白质粉，或者水煮鸡胸肉等，为身体补充蛋白质。
2、维持人体生命活动的重要基础
人体的生命活动，主要就是在各种酶的催化下，进行各种的生物化学反应。而且还有各种激素，对于身体的各种生理机能进行调节。而这些酶和激素，都是由蛋白质所组成的。所以说，蛋白质可以说是人体生命活动的重要物质基础。
3、供给能量
一般来说供能是碳水化合物或者脂肪的任务，但是当它们供能不足的时候，蛋白质会自身分解而向人体供能，从而保证人体的正常生理活动。人体每日所需的能量中，有10%~20%来自蛋白质。
四、试述参与蛋白质生物合成的物质及其作用
蛋白质的生物合成就是mRNA翻译的过程
步骤如下：
1.翻译的起始：核糖体与mRNA结合并与氨酰-tRNA生成起始复合物
2.肽链的延伸：核糖体沿着mRNA 5‘到3’端移动，开始了从氮端到碳端的多肽合成
3.肽链的终止与释放：核糖体从mRNA上解离。
需要的物质：起始因子、核糖体、mRNA、tRNA、氨基酸、ATP、各种酶以及延伸因子和终止因子
顾名思义，起始因子、延伸因子和终止因子就是负责使合成起始、延伸和终止的。核糖体是蛋白质合成的场所。mRNA是遗传信息的携带者，其中有三联密码子。tRNA是负责携带氨基酸并合成多肽链的。氨基酸就是多肽链的基本合成单位。ATP提供能量。酶当然就是催化反应了。
合成结束后还涉及到多肽链的加工修饰等许多问题。
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