翻译 (生物学)

✍ dations ◷ 2025-04-03 12:14:03 #翻译

翻译(英语:Translation),是蛋白质生物合成(基因表达中的一部分,基因表达还包括转录)过程中的第一步。翻译是根据遗传密码的中心法则,将成熟的信使RNA分子(由DNA通过转录而生成)中“碱基的排列顺序”(核苷酸序列)解码,并生成对应的特定氨基酸序列的过程。但也有许多转录生成的RNA,如转运RNA、核糖体RNA和小核RNA等并不被翻译为氨基酸序列。

翻译的过程大致可分作三个阶段:起始、延长、终止。翻译主要在细胞质内的核糖体中进行,氨基酸分子通过转运RNA被带到核糖体上。生成的多肽链(即氨基酸链)需要通过正确折叠形成蛋白质,许多蛋白质在翻译结束后还需要进行翻译后修饰才能具有真正的生物学活性。

在原核生物的蛋白质合成中,通常可以使用某些抗生素(如茴香素、放线菌酮、氯霉素、四环霉素)来抑制或阻断翻译的进行;其基本原理是竞争性抑制作用或是共价结合而占据了核糖体的活性位点。由于原核生物的核糖体结构与真核生物中的不同,这些抗生素可以特异性消灭感染真核宿主的原核生物而不会对宿主造成影响。

mRNA的遗传信息是来自于DNA,经由核糖体被各种tRNA所识别。tRNA可以识别mRNA上以三个核苷酸为代码的密码子,与它们相配的tRNA上的三个核苷酸被称为反密码子。带有特定反密码子的tRNA携带特定的氨基酸。因此通过翻译机制,mRNA上的密码子就可以被“翻译”为对应的氨基酸。

氨基酸在参入到多肽链之前必须被激活,而氨酰tRNA是它的激活形式。 氨酰tRNA合成酶是催化氨基酸α-羧基与tRNA3'-羟基偶联ATP水解而发生酯化反应结合在一起,从而激活氨基酸的酶。每激活1M的氨基酸,产生1M焦磷酸,等效于消耗2M的ATP。

原核生物没有细胞核,因此它们的mRNA在转录的同时就可以被翻译。假如在翻译时有多个核糖体同时工作的话,那么蛋白质的组成部分可以比较快地建成和连接到一起。

转译开始时,核糖体的一个小单位与mRNA的起始密码子结合,而细胞中的氨基酸被激活,和tRNA结合,而tRNA将氨基酸带至核糖体。mRNA的起始密码子标志着mRNA上蛋白质的信息的开始位置。一般起始密码子的顺序是AUG,不过在原核生物中有不少其它的码。细菌的蛋白质以一个改变了的-甲酰甲硫氨酸(f-Met)开始。在甲酰甲硫氨酰中,氨基被一个甲酰代替而形成了一个酰胺,这个改变使得这个码无法与一个氨基酸相结合,但这不是问题,因为这个码标志着一个蛋白质的开始。在原核细胞中mRNA与核糖体的结合由一个被称为夏因-达尔加诺序列的基组导入,这个序列一般位于开始位置前8到13个核苷酸的地方。

一个激活的tRNA进入核糖体的A位,tRNA上的反密码子和mRNA上的密码子进行互补碱基配对,DNA上的胸腺嘧啶(T)和mRNA上的腺嘌呤(A)配对;DNA上的腺嘌呤(A)和mRNA上的尿嘧啶(U)配对;而胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)互相配对。DNA上的编码氨基酸。肽酰转移酶在邻近的氨基酸间建立一个肽键,此后在P位上的氨基酸离开它的tRNA与A位上的tRNA结合,核糖体则相对于mRNA向前滑动,原来在A位上的tRNA移动到P位上,原来在P位上的空的tRNA移动到E位上,然后在下一个tRNA进入A位之前被释放,将氨基酸遂一加上。这个过程被称为易位。

以上的过程不断重复直到核糖体遇到三个结束密码子之一,翻译过程终止。相邻的氨基酸在编码后以肽键连接,产生多肽,多个多肽再透过氢键,离子键等弱键折曲,形成有三维构象的蛋白质。同时蛋白质不再延长,一种模仿tRNA的蛋白质进入核糖体的A位将合成的蛋白质从核糖体内释放出来。

在真核细胞中转录是在细胞核中进行的,然后mRNA被运输到细胞质进行翻译。在运输过程中mRNA受到特别的结构的保护。但需要注意的是,在真核细胞中线粒体和叶绿体中的转录与翻译行为都与原核生物类似(参见内共生理论)。

在真核细胞中核糖体与mRNA中的起始密码子结合,在真核生物和古细菌中起始密码子的码与蛋氨酸的码相同,与蛋氨酸相连的tRNA是核糖体的一个组成部分。

延长和终止的过程与原核细胞相似。

生物学家和化学家用手或计算机来模拟翻译过程来理解一个基因所编码的蛋白质的结构。

首先要从DNA导出RNA:

DNA -> RNA A  ->  U T  ->  A G  ->  C C  ->  G

然后将每三个RNA码组合为一个密码子,最后察看表格将每个密码子转化为氨基酸。

这是蛋白质的氨基酸顺序。按照蛋白质内亲水和斥水部分的排列可以对蛋白质折叠方式作出一些推断。但要完全预言一个蛋白质的形状是相当不容易的。

氨酰-tRNA合成酶 · 阅读框架 · 起始密码子 · 终止密码子 · 核糖体结合位点:夏因-达尔加诺序列(+/-) · 科扎克共有序列

PIF1 · PIF2 · PIF3

aIF1 · aIF2 · aIF5 · aIF6

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)

EF-Tu · EF-Ts · EF-G

aEF1 · aEF2

eEF1(A1 · A2 · A3 · B1 · B2 · B3 · B4 · D · E1 · G) · eEF2

原核释放因子 · 古菌释放因子 · 真核释放因子(英语:Eukaryotic release factors)

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

相关

  • 章鱼八腕目(学名:Octopoda)通称章鱼,学名为蛸,属于软体动物门头足纲。章鱼是所有头足纲动物中最聪明的一支,章鱼完全褪去了外壳、也褪去了头部用于游泳的鳍,不过却获得了软体动物中最灵
  • 迷幻蘑菇赛洛西宾蕈类(英语:psilocybin mushroom),即裸盖菇,俗称迷幻蘑菇、神奇魔菇或魔菇,是含有裸盖菇素和脱磷酸裸盖菇素等迷幻物质的蕈类。它们在生物属分类上涵盖田头菇属(Agrocybe)、
  • 温泉记号温泉记号(符号︰♨)是一个用来标示温泉的符号。于Unicode中编码为“U+2668”,于HTML中编码为“♨”。作为日本的地形图图例,此标记最先于1884年(明治17年)出现于“假制2万分1地
  • CGI GroupCGI集团(CGI Group Inc.) 是一家总部位于加拿大蒙特利尔的跨国公司,业务涉及IT咨询和外包服务及其相关产业。2012年以27亿加元的价格收购英国IT服务公司Logica,因此成为世界第五
  • 炼钢肥粒铁(α-Fe) 针状肥粒铁(acicular α-Fe) 奥氏体(γ-Fe) 马氏体 波来铁(88%肥粒铁,12%碳化三铁) 变韧铁 粒滴斑铁(波来铁及渗碳体的共晶    混合物,含碳量4.3%) 碳化三铁(Fe3C) β铁
  • 大米七香蕉大米七香蕉又作大麦克香蕉(Gros Michel,美国内常称为Big Mike),是小果野蕉的三倍体品种,属AAA种。由于其没有果籽、外皮厚、外型诱人的特性,使它为美国的香蕉公司所欢迎,是1950年代
  • 保加利亚行政区划保加利亚共和国面积110,910平方千米,首府索非亚。保加利亚行政区划包括28个州(括号内为首府):根据地域统计单位命名法(Nomenclature of Territorial Units for Statistics,NUTS),保
  • 马塔迪-金沙萨铁路马塔迪-金沙萨铁路 (法语:Chemin de fer Matadi-Kinshasa)是一条连接刚果民主共和国首都金沙萨和该国唯一海港、位于大西洋岸的马塔迪的铁路线。全长366公里,轨距为1,067毫米。本
  • 古吉打古吉打王国(Kedah Tua)是位于马来半岛著名的早期王国之一。它在古代印度文献也被称为逝陀诃或羯荼诃(Kataha), Kalagam, Kadaram, Kedaram, Kidaram和Kalagram;暹罗人称为Sa;
  • 厉良玉厉良玉(1865年-1940年),字韫山,杭州人,清朝官员,晚清知名篆刻家、书画家,别署樊榭(厉鹗)后人。据《广印人传》与《中国美术家人名辞典》载,厉良玉,字韫山,又作蕴山、蕴珊、韵珊,别署樊榭后