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蛋白质合成(翻译)

1960
在实验室进行蛋白质合成的分子生物学家。.

(图片仅供参考)

翻译是细胞质或内质网中的核糖体合成蛋白质的生物学过程。它发生在转录之后,转录过程中,DNA序列被复制到信使RNA (mRNA)分子中。在翻译过程中,核糖体以三核苷酸单位(称为密码子)读取mRNA序列,并在转移RNA (tRNA)的帮助下组装相应的氨基酸链。

翻译过程分为三个主要阶段:起始、延伸和终止。在起始阶段,核糖体亚基组装到mRNA分子上,通常在起始密码子(AUG)处。在延伸阶段,核糖体沿着mRNA逐个密码子移动。对于每个密码子,一个携带互补反密码子的特定tRNA分子会携带正确的氨基酸。核糖体催化氨基酸的合成。 肽键 在新的氨基酸和正在延伸的多肽链之间进行连接。这个循环不断重复,从而延长蛋白质。最后,当核糖体在mRNA上遇到终止密码子(UAA、UAG或UGA)时,合成终止。释放因子与核糖体结合,导致合成完成的多肽链被释放,核糖体亚基解离。

这一复杂的过程堪称分子机制的奇迹,确保了遗传信息能够高保真地转化为功能性蛋白质。马歇尔·尼伦伯格、哈尔·戈宾德·霍拉纳等人发现翻译机制,包括mRNA、tRNA和核糖体的作用,并破解了遗传密码,这些都是20世纪生物学的里程碑式成就。这种理解构成了中心法则的基础。 分子生物学 并推动了整个基因工程和生物技术领域的发展。

UNESCO Nomenclature: 2409
分子生物学

类型

化学过程

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 发现 DNA 作为遗传物质(艾弗里-麦克劳德-麦卡蒂实验)
  • 沃森和克里克阐明了DNA双螺旋结构
  • 弗朗西斯·克里克提出的中心法则假说
  • 发现核糖体是蛋白质合成的场所
  • mRNA和trna的分离和表征

应用程序

  • 重组蛋白的生产,例如 胰岛素 细菌或酵母中的生长激素
  • 开发针对细菌核糖体的抗生素(例如四环素类、大环内酯类)
  • mrna 疫苗 (e.g., for covid-19), which hijack the cell’s translation machinery to produce viral antigens
  • 用于研究和诊断的体外蛋白质合成试剂盒
  • 了解并可能治疗由翻译错误引起的遗传疾病

专利:

NA

潜在创新理念

  • 改造合成核糖体,将非天然氨基酸整合到蛋白质中
  • developing cell-free protein synthesis systems for 快速成型 of protein-based drugs
  • 开发比线性mRNA更稳定、产生更多蛋白质的环状RNA疗法
  • 设计利用工程化的trnas抑制无义突变的基因疗法
  • 开发高通量核糖体分析技术来监测整个基因组的蛋白质合成
  • 创建由外部信号控制翻译的合成基因电路
  • engineering orthogonal translation systems that work in parallel with the cell’s native machinery
  • 开发基于检测异常翻译产物的诊断方法
  • 使用翻译抑制剂作为靶向癌症疗法
  • 利用体外转录翻译系统创建自我复制的合成细胞
相关术语:翻译、蛋白质合成、核糖体、mRNA、tRNA、密码子、遗传密码、中心法则、多肽、基因表达。

历史背景

蛋白质合成(翻译)

1950
1950
1954
1960
1967
1970
1975
1940
1950
1951
1958
1960
1970
1973
1975

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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