蛋白質(zhì)在生物體中的合成是在核酸的指導(dǎo)和控制下進(jìn)行的。
從基因到蛋白質(zhì)的信息傳遞不能直接進(jìn)行,而是需要依靠另一種核酸-核糖核酸(RNA)來(lái)牽線搭橋。核糖核酸有幾類,其中主要是接受脫氧核糖核酸(DNA)中的遺傳密碼并負(fù)責(zé)傳遞給蛋白質(zhì)的信使核糖核酸mRNA。從脫氧核糖核酸DNA到人使核糖核酸mRNA傳遞遺傳密碼時(shí),堿基按A≡U、G≡C的原則進(jìn)行配對(duì),即以脫氧核糖核酸DNA的一條鏈為模板,合成信使核糖核酸mRNA ,脫氧核糖核酸DNA上的三聯(lián)體密碼也隨之轉(zhuǎn)移到信使核糖核酸mRNA上,這個(gè)過(guò)程稱為轉(zhuǎn)錄。之所以要進(jìn)行轉(zhuǎn)錄,是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的合成場(chǎng)所是核外的核糖體上,與脫氧核糖核酸DNA所在染色體還有一段距離,染色體不會(huì)流動(dòng)到核外主動(dòng)去找適合蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)地,必須通過(guò)信使來(lái)完成使命。于是,就由信使核糖核酸mRNA擔(dān)當(dāng)這個(gè)角色,接受脫氧核糖核酸DNA的三聯(lián)體密碼并來(lái)到核外核糖體內(nèi)行使職權(quán),指使特定的氨基酸按照順序同毗連的另一種氨基酸連接起來(lái),形成肽鏈,即蛋白質(zhì),這個(gè)過(guò)程,稱之為“轉(zhuǎn)譯”!
復(fù)雜的蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程可以概括為以下四個(gè)步驟:
第一步,氨基酸活化與轉(zhuǎn)運(yùn)。這個(gè)過(guò)程是在氨基酸活化酶和鎂離子作用下把氨基酸激活成為活化氨基酸。當(dāng)然,這一過(guò)程還有許多其它因子的參與,其發(fā)生部位在細(xì)胞質(zhì)!
第二步,肽鏈(蛋白質(zhì))合成的起動(dòng)。以原核細(xì)胞中肽鏈合成的起動(dòng)為例:首先是原核細(xì)胞中的起始因子結(jié)合在核蛋白體的小亞基上,使大小亞基分開(kāi),再與信使核糖核酸mRNA的一端形成復(fù)合物。核蛋白體大亞基與此小亞復(fù)合物結(jié)合,形成核蛋白復(fù)合體,釋放出起始因子,為以后肽鏈延長(zhǎng)作準(zhǔn)備。這一過(guò)程發(fā)生在核蛋白體上!
第三步,肽鏈(蛋白質(zhì))延長(zhǎng)。核蛋白體的大亞基上有兩個(gè)位置可與運(yùn)輸核糖核酸tRNA結(jié)合,分別稱為“給位”(P位)和“受位”(A位),此時(shí)蛋氨酰- tRNA占據(jù)在給位上,而受位空著,準(zhǔn)備接受下一個(gè)新的氨基酰- tRNA!
第四步,肽鏈(蛋白質(zhì))合成的終止:對(duì)信使核糖核酸mRNA上的終止密碼進(jìn)行識(shí)別,最后的肽酰- tRNA酯鍵水解,使新合成的肽鏈釋入出來(lái)。這個(gè)過(guò)程與(3)一樣,也是發(fā)生在核蛋白體上! ⊙芯康鞍踪|(zhì)的生物合成機(jī)理,可以指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)生活中的許多問(wèn)題,如醫(yī)學(xué)中腫瘤的發(fā)病機(jī)理、病毒、免疫及遺傳等方面問(wèn)題。