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翻譯

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1 拼音

fān yì

翻譯,在繁體中文中通常譯作轉譯,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。翻譯是根據遺傳密碼中心法則,將成熟的信使RNA分子(由DNA通過轉錄而生成)中「堿基的排列順序」(核苷酸序列)解碼,并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,如轉運RNA、核糖體RNA和小核RNA等并不被翻譯為氨基酸序列。

翻譯的過程大致可分作三個階段:起始、延長、終止。翻譯主要在細胞質內的核糖體中進行,氨基酸分子通過轉運RNA被帶到核糖體上。生成的多肽鏈(即氨基酸鏈)需要通過正確折疊形成蛋白質,許多蛋白質在翻譯結束后還需要進行翻譯后修飾才能具有真正的生物學活性。

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、氯霉素、四環霉素)來抑制阻斷翻譯的進行;其基本原理是競爭性抑制作用或是共價結合而占據了核糖體的活性位點。由于原核生物的核糖體結構真核生物中的不同,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。

2 分子機制

mRNA遺傳信息是來自于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。因此通過翻譯機制,mRNA上的密碼子就可以被“翻譯”為對應的氨基酸。

氨酰tRNA合成酶是催化將與tRNA相連的氨基酸連到一起組成蛋白質的酶。

3 原核翻譯

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翻譯。假如在翻譯時有多個核糖體同時工作的話,那么蛋白質的組成部分可以比較快地建成和連接到一起。

3.1 起始

翻譯開始時核糖體的一個小單位與mRNA的“開始”密碼子結合,這個“開始”密碼子標志著mRNA上蛋白質的信息的開始位置。一般“開始”密碼子的順序是AUG,不過載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核苷酸甲酰甲硫氨酰(f-Met)開始。在甲酰甲硫氨酰中,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,因為這個碼標志著一個蛋白質的開始。在真核細胞中mRNA與核糖體的結合由一個被稱為SD序列的基組導入,這個序列一般位于開始位置前8到13個核苷酸的地方。

3.2 延長

一個激活的tRNA進入核糖體的A位與mRNA相配,肽酰轉移酶在鄰近的氨基酸間建立一個肽鍵,此后在P位上的氨基酸離開它的tRNA與A位上的tRNA結合,核糖體則相對于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,然后在下一個tRNA進入A位之前被釋放。這個過程被稱為易位。

3.3 結束

以上的過程不斷重復直到核糖體遇到三個結束密碼子之一,翻譯過程終止。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。

4 真核翻譯

在真核細胞中轉錄是在細胞核中進行的,然后mRNA被運輸到細胞質進行翻譯。在運輸過程中mRNA受到特別的結構的保護。但需要注意的是,在真核細胞中粒線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)。

4.1 起始

在真核細胞中核糖體與mRNA中的“開始”密碼子結合,在真核生物和古細菌中“開始”密碼子的碼與蛋氨酸的碼相同,與蛋氨酸相連的tRNA是核糖體的一個組成部分。

延長和結束過程與原核細胞相似

4.2 手動翻譯

生物學家和化學家用手或計算機來模擬翻譯過程來理解一個基因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

然后將每三個RNA碼組合為一個密碼子,最后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斥水部分的排列可以對蛋白質折疊方式作出一些推斷。但要完全預言一個蛋白質的形狀是相當不容易的。今天的軟件可以推測出70%的蛋白質的形狀。

5 參見

轉錄

基因表達

蛋白質生物合成

分子生物學的中心法則

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開放分類:生物學
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  • 評論總管
    2019/11/13 23:23:42 | #0
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