氨基酰-tRNA(也称aa-tRNA或带电tRNA)是与其同源氨基酸发生化学键合(带电)的tRNA。
还有aa-tRNA一些延伸因子，将氨基酸运送到核糖体中供合并多肽链。
一个特定的同源氨基酸被带电荷或由氨酰-tRNA合成酶与每个tRNA氨基酰化。这种匹配确保只有特定的氨基酸与tRNA的反密码子相匹配，反过来与信使rna的密码子相匹配，用于蛋白质合成。
由于遗传密码的简并性，多个tRNAs可能具有相同的氨基酸，但密码子不同。
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氨酰- trna的产生分为两步：
image.png 仅仅由于焦磷酸盐的存在，净反应才在能量上是有利的
是水解。所有这些反应都发生在氨酰- trna合成酶内特定于那个tRNA。核糖体:翻译的机器，是RNA和蛋白质的大集合
核糖体由两个亚基组成。
细菌核糖体沉淀物70S，真核核糖体80S。
核糖体大亚基(细菌为50S，真核生物为60S)具有能合成肽键的肽基转移酶活性位点。
核糖体小亚基(细菌30S，真核生物40S)结合mRNA。胞浆核糖体是含有rna和蛋白质的大核糖核蛋白颗粒，可以分解成大的和小的亚基。细胞器核糖体的体积更小，rna更少。
16S rRNA是30S亚基的主要成分。它直接与mRNA、50S亚基以及P和A位点tRNAs的反密码子相互作用
肽基转移酶活性仅存在于23S rRNA中。23S rRNA与peptidyltRNA的CCA末端在P位点和A位点都有相互作用。
蛋白质合成过程(起始、延伸、终止)
起始反应包括蛋白质前两个氨基酸之间的肽键形成之前的反应。它需要核糖体与mRNA结合，形成包含第一个氨基酰- trna的起始复合物。
延伸包括从第一个肽键的合成到最后一个氨基酸的加入的所有反应。
终止已完成肽链;核糖体与mRNA分离。
许多辅助因子(翻译因子)参与蛋白质的生物合成
细菌蛋白质合成的起始
- 30S亚基在细菌的起始过程中与起始因子(IF)相互作用。
- 30S亚基和其他被称为起始因子(IF)的蛋白质通过结合mRNA和tRNA参与起始过程
- IFs只存在于30S亚基上，仅在翻译起始阶段起作用，30S亚基与50S亚基结合后释放
- 细菌使用三种起始因子，IF-1、IF-2、IF-3。它们是信使rna和tRNA进入起始复合体所必需的。
- IF-1与A位点结合，阻止氨基酰trna进入，阻止30S亚基与50S亚基结合。
- IF-2结合一种特殊启动子tRNA并控制其进入核糖体。
- IF-3需要30S亚基特异性结合mRNA起始位点;它还控制着核糖体状态之间的平衡。
- 一个特殊的启动子tRNA启动多肽链
- 所有蛋白质的合成都始于相同的氨基酸，甲硫氨酸，甲硫氨酸被甲酰基化修饰成n -甲硫氨酸。通常起始密码子是AUG。
- 有两种tRNA可以携带这种氨基酸(蛋氨酸)。一种用于起始密码子，另一种用于AUG密码子的识别。
- 在细菌和真核细胞器中，引发剂tRNA携带甲硫氨酸残基，该残基已在其氨基上甲酸化(fMettRNAf)。翻译后，引发子氨基酸可以被剪切。
- fMet-tRNAf的使用受IF-2和核糖体控制
- 只有fMet-tRNAf可以与IF-2结合并附着在30S亚基的P位点引发;
- 只有其他的氨基酰- trna (aa-tRNA)可以被70S核糖体用于延伸。它们被附加在A位点上。
- 起始过程包括mRNA和rRNA之间的碱基配对。
- 30S亚基mrna的结合依赖于碱基配对。
- mRNAs起始序列包括AUG起始密码子和AUG上游10个碱基内的一个序列(AGGAGG)(该序列称为ShineDalgarno序列)。
- 该基因与16S rRNA 3’端高度保守序列(UCCUCC)互补
- 在多顺反子mRNA中，起始在每个顺反子上独立发生
- 在一些细菌mrna中，相邻顺反子之间的转译是直接相连的(只有几个碱基空间)。不需要重新启动。
真核蛋白质合成的起始
- 一些真核起始因子需要解开mRNA，结合亚基起始复合物，并支持与大亚基连接。
- 在真核生物中，起始依赖于两个特征:甲基化的帽和AUG附近的保守序列。
- “扫描”模式:40S亚基最初识别5 '帽，然后沿着mRNA“迁移”。当40个亚基扫描前导区时，它们可以熔化阻碍或阻止迁移的二级结构发夹。
- 真核生物使用许多起始因子(eIFs)。
- 所有起始阶段都至少需要12种起始因子(eIFs)，包括与启动子tRNA结合、40S亚基附着于mRNA、沿着mRNA运动以及60S亚基的连接。
Functions of eIFs
- 与mRNA的5 '端形成起始复合物
- 与Met-tRNAi形成复合物
- 将mRNA factor复合物与mett rna因子复合物结合
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在真核生物中，第一种蛋氨酸没有甲酰化。
- 真核启动子tRNA是一种Met-tRNA，与用于延伸的Met-tRNA不同，但蛋氨酸没有被甲酸化。因此，启动和延长met -tRNA之间的区别仅在于tRNA部分，Met-tRNAi用于起始，Met-tRNAm用于延伸。
延伸:延伸因子Tu将氨基酰基- trna加载到A位点。
延伸因子(原核生物中的EF，真核生物中的eEF)是运输aatRNAs并周期性地与核糖体结合的蛋白质。
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EF-Tu是延伸与氨基酰基结合的因子，tRNA并把它放到A中
细菌核糖体的位置。黄色霉素可以通过抑制蛋白质合成作用于EF-Tu - 多肽链是转移到氨酰通过肽基转移酶可以被抑制嘌呤霉素
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终止由三个终止密码子造成
image.png - 在大肠杆菌中，RF1可以识别UAA和UAG;
RF2识别UGA和UAA。在真核生物中，只有一个1类释放因子，称为eRF。 - RFs比起始因子或延伸因子的水平低得多;每个细胞大约有600个分子，相当于每10个核糖体有1个RF。
翻译因子在核糖体中具有相同的结合位点。
延伸因子TutRNA复合物，转位因子EF-G，释放因子RF1/2, RRP与相同的核糖体位点结合。RRF(核糖体再循环因子)具有类似tRNA的结构。
一个mRNA可以同时结合许多核糖体
- 多核糖体(Polysome，是一种信使rna被几个核糖体翻译。
- 核糖体是可循环利用的。
翻译的调控
翻译由抑制蛋白控制
与mRNA上的靶区结合以阻止核糖体识别起始区域的抑制蛋白。这种相互作用最常见的形式，调节蛋白直接与包含AUG起始密码子的序列结合，从而阻止核糖体的结合。
- 铁蛋白mRNA的翻译受铁供应的调节。阻遏子可以结合到铁反应元件序列的5 '非翻译区。
二级结构控制翻译
噬菌体RNA具有二级结构，控制第二种蛋白质的生物合成。
小rna可通过多种机制调节翻译。
microrna是许多真核生物的调节因子。
许多短(~22碱基)RNA分子，被称为microRNAs，在动植物中都有编码(线虫约80个碱基，拟南芥16个碱基)。
- MicroRNAs通过与靶mrna中的互补序列碱基配对调节基因表达。
翻译也可以通过mRNA的聚腺苷化来调节
非活性/存储的mrna具有短的poly(A)尾巴。它们在发育的适当阶段被招募来进行翻译，将它们的poly(A)延长到几百条
