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第三节 tRNA 的结构和功能. 一 . tRNA 的结构 (一)三叶草型的二维结构 (1) 各种 tRNA 均含有 70~80 个碱基,其 中 22 个碱基是恒定的。 (2) 5’ 端和 3’ 端配对(常为 7bp )形成茎区,称为 受体臂 ( acceptor arm )或称 氨基酸臂 。在 3’ 端永远是 4 个碱基( XCCA )的单链区,在其末端有 2’-OH 或 3’-OH ,是被氨基酰化位点。此臂负责携带特异的氨基酸。. ( 3 ) TψC 常由 5bp 的茎和 7Nt 和环组成。此臂负责和核糖体上的 rRNA 识别结合;

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Presentation Transcript
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第三节 tRNA的结构和功能

一. tRNA的结构

(一)三叶草型的二维结构

  • (1)各种tRNA均含有70~80个碱基,其 中22个碱基是恒定的。
  • (2) 5’端和3’端配对(常为7bp)形成茎区,称为受体臂(acceptor arm)或称氨基酸臂 。在3’端永远是4个碱基(XCCA)的单链区,在其末端有2’-OH或3’-OH,是被氨基酰化位点。此臂负责携带特异的氨基酸。
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(3)TψC常由5bp的茎和7Nt和环组成。此臂负责和核糖体上的rRNA 识别结合;
  • (4)反密码子臂(anticodon arm)常由5bp的茎区和7Nt的环区组成,它负责对密码子的识别与配对。
  • (5)D环 (D arm)的茎区长度常为4bp,也称双氢尿嘧啶环。负责和氨基酰tRNA聚合酶结合;
  • (6)额外环(extra arm)可变性大,从4 Nt到21 Nt不等,其功能是在tRNA的L型三维结构中负责连接两个区域(D环-反密码子环和TψC-受体臂)。
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L型结构
  • (2)D环和TψC环形成了“ L” 的转角。
  • (1)氨基酸受体臂位于L型的一侧,距反密码子环约70 A
  • (3)在一些保守和半保守的碱基之间形成很多的三级氢键,使分子形成L形b,并使结构稳定。
  • (4)使得三维结构得以形成的这些碱基配对涉及到与磷酸核糖主链相互作用的三级结构的磷酸二酯键分布在核糖的2’-OH上。
  • (5)几乎所有的碱基平面之间产生堆积的作用。
  • (6)在反密码子茎中仅有很少的三级氢键。
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二. tRNA对氨基酸的识别
  • (1) tRNA怎样接受特定的氨基酸,

氨基酰 -tRNA合成酶怎样识别tRNA;

  • (2) tRNA中的哪些结构和接受特定氨

基酸有关。

  • 1988年Hou Ya-ming(候雅明)和Schimmel首先取得突破。
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他们采用的方法是:
  • (1) 选用E.coli (trp-)来进行研究;
  • (2) tRNA,携带Ala,反密码子突变成CUA,可以

和终止密码子UAG相配对,可校正色氨酸的琥

珀突变.

  • (3) 用点突变的方法来改变校正tRNA(Ala)上的

各个位点,观察对识别Ala有何影响,他们证明

了Ala tRNA的G3:U70碱基对,仅一对碱基决定了

丙氨酰tRNA合成酶与tRNA的识别。

  • 这种小元件称为tRNA的“ identity”,或称为副密码子(paracodon)。
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三.校正tRNA

抑制基因(suppressor)或称校正基因

(一)无义抑制(nonsense suppressor)

1. tRNA反密码子的突变

2. tRNA其它结构的改变

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抑制突变的特点:

1.不是所有抑制基因都能产生有功能的蛋白质,关键是要看氨基酸取代的情况。

2. 校正的作用不可能是完全的。

①校正的tRNA分子是有限的而且还要和释放

因子竞争;

②若是错义抑制的话,由于氨基酸发生取

代,使得蛋白质的活性有所降低。

3. 每种抑制tRNA一般都只识别UAG终止密码子,而不再识别原来相应的密码子。

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4.赭石突变抑制基因不仅可以识别赭石密码子(UUA),也可以抑制琥珀突(Am)码子UAG。但反过来Am抑制基因(CUA)就不能抑制赭石突变(UAA),这是由于摆动缘故所造成。4.赭石突变抑制基因不仅可以识别赭石密码子(UUA),也可以抑制琥珀突(Am)码子UAG。但反过来Am抑制基因(CUA)就不能抑制赭石突变(UAA),这是由于摆动缘故所造成。
  • 5. 当细胞中含有多个tRNA拷贝时,抑制才能发挥作用。
  • 6. 有的抑制基因,不仅可以识别终止密码子,而且还可以识别原来的密码子。如野生型tRNATrp的反密码子是CCA,它可以识别原来的密码子UGG,而且还可以识别终止密码子UGA。
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7.校正基因一般不会影响正常的终止

(1)校正基因识别的终止密码子不一定和正常终止的密码子相同。有时正常终止位点有两个连续的终止密码子,而且结构不同,如UAG-UAA;

(2)释放因子将和抑制基因竞争和终止密码子的结合;

(3)抑制基因的效率很低,通常为1~5%,所以常不会抑制正常终止。

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第四节 核糖体的结构和功能

表14-7 原核和真核生物核糖体的组成及功能

核糖体亚基 rRNAs 蛋白 RNA的特异顺序和功能

细菌

70S 50S 23S=2904b 31种(L1-L31)含CGAAC和GTψCG互补

2.5×106D 5S=120b

66%RNA 30S 16S=1542b 21种(S1-S21) 16SRNA(CCUCCU)和S-D

顺序(AGGAGG)互补

哺乳动物

80S 60S 28S=4718b 49种 有GAUC和tRNAfMat的TψCG互补

4.2×106D 5S=120b

60%RNA 5.8S=160b

40S 18S=1874b 33种 和Capm7G结合