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蛋白質生物合成

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蛋白質合成的過程:在細胞核內,基因被轉錄成RNA。RNA接著被後轉錄修飾及控制,形成成熟的信使RNA(mRNA),並運往細胞核外的細胞質進行翻譯。mRNA由核糖體翻譯成與mRNA的基本密碼子,通过与轉運RNA上的反密碼子形成配对进行翻譯。新合成的蛋白質會被再行修飾,并可以與效應分子結合,最终成為具有生物学活性的蛋白質。

蛋白質生物合成是指在細胞內製造蛋白質。這個名詞曾經是指蛋白質的翻譯,但現時則是指一個多重的步驟,以轉錄開始及翻譯作結。原核生物的蛋白質生物合成雖然與真核生物的很相似,卻是有所不同。

氨基酸合成[编辑]

氨基酸聚合就可以得到蛋白質。氨基酸合成是一系列的生物化學過程(代謝途徑)將從葡萄糖等建立氨基酸。並非所有氨基酸都可以生物合成,例如成人必需的20中氨基酸中,就有8種氨基酸是人体无法自身合成的,需要從食物中攝取。氨基酸會被運送至轉運RNA(tRNA)用在翻譯的過程。

轉錄[编辑]

轉錄是由基因組產生含有蛋白質序列的信使RNA(mRNA)模板,以進行翻譯。只需要脫氧核糖核酸(DNA)雙螺旋的其中一条链就能進行轉錄,此链稱為模板链。轉錄分為三個階段:

  1. 核糖核酸聚合酶(RNA聚合酶)先與DNA的用作轉錄起始的特別區域結合。這個結合區域稱為啟動子。當RNA聚合酶與啟動子結合後,該DNA链會開始捲開。
  2. 第二個轉錄步驟是轉錄延伸。RNA聚合酶與未編碼的模板链一起,合成核糖核苷酸聚合物。RNA聚合酶並不會使用已編碼的链為模板,這是因為任何一股的拷貝會生產一組補充的基礎序列,所以只有未編碼链才會作為模板來複製已編碼链。
  3. 當聚合酶到達最後階段,全新轉錄的信使RNA(mRNA)需要修飾以能夠到達細胞的其他部份,包括細胞質內質網。一個5'端帽會加入並保護mRNA,免於降解。聚A尾會被加入3'端保護,並成為接下步驟的模板。在真核生物中,最重要的基因拼接步驟會於此階段出現。

轉譯[编辑]

在轉譯的過程中,先前從DNA被轉錄的mRNA會被特別的細胞結構解碼以製造蛋白質,這個特別的細胞結構稱為核糖體。蛋白質生物合成會被分為起始、延伸及完成階段。

核糖體可以提供場所,讓另一種特別的RNA,稱為轉運RNA(tRNA)與mRNA結合。tRNA內有一組「反密碼子」能將相對應的序列與mRNA在核糖體內互相形成氫鍵。因此,相對應的的tRNA(化學上與特定的胺基酸結合)會被導向至核糖體,加入在發展中的多肽。以下展示了兩個胺基酸聯合的化學過程:

兩個胺基酸分子結合的化學過程,生成二肽及水分子

核糖體會一個接一個的在mRNA的密碼子運行,另一個tRNA會借核糖體附著mRNA。首個tRNA會被釋放,但附著該tRNA的胺基酸會被運送至第二個tRNA,並與它的胺基酸結合。這種轉移不斷進行,直至生成一條胺基酸的長鏈。

當整個單位到達mRNA最後的密碼子時,它會離開及新形成的蛋白質會被釋放,這就是完成的階段。在這個步驟中,有很多的會用來協助整個過程。

翻譯後修飾[编辑]

很多蛋白質會進行翻譯後修飾。這包括雙硫鍵的形成或附在任何生化官能團,如醋酸鹽磷酸鹽、不同的脂類糖類。有些亦會將多肽鏈前端的一個或以上的胺基酸移除,或者促进多肽链形成链内或链间二硫鍵

折叠[编辑]

在合成的完成阶段,多肽链会折叠卷曲成二级结构三级结构,这就是所谓的蛋白质折叠。

参见[编辑]

外部連結[编辑]