翻译的阶段

蛋白质合成的三阶段循环——起始、延伸和终止——核糖体通过该循环逐个密码子地构建多肽。

Definition

翻译的阶段是指有序的阶段——起始、延伸和终止，随后是回收——通过这些阶段，核糖体、转移RNA和蛋白质因子从mRNA合成多肽并随后释放它。

Scope

本主题涵盖翻译周期的机制：起始复合物在起始密码子处的组装、解码、肽键形成和由延伸因子驱动的易位的重复延伸周期，以及在终止密码子处终止、释放完成的蛋白质和核糖体回收。它以核糖体和tRNA主题为基础，侧重于逐步过程及其因子。

Core questions

• 起始密码子是如何定位的，核糖体是如何组装以开始的？
• 延伸周期的每一轮会发生什么？
• 延伸因子如何驱动准确的解码和易位？
• 合成如何停止以及完成的蛋白质如何释放？

Key theories

延伸周期

延伸重复一个固定的序列——将氨酰tRNA递送至A位点、肽键形成以及使核糖体向前移动一个密码子的易位——从而使蛋白质一次增长一个残基。

因子驱动的准确性和方向性

GTP水解延伸和释放因子将能量消耗与正确的tRNA选择、易位和终止密码子识别耦合，从而使翻译兼具速度和忠实性。

Mechanisms

起始将小亚基和起始tRNA定位在起始密码子处，并招募大亚基。在每个延伸周期中，一个延伸因子将氨酰tRNA递送至A位点，在此检查正确的密码子-反密码子配对；肽酰转移酶中心形成肽键，第二个延伸因子催化易位，将tRNA转移到P和E位点并暴露下一个密码子。当终止密码子进入A位点时，释放因子触发已完成多肽的水解，核糖体解离并回收。

Clinical relevance

几种抗生素会阻断细菌翻译的特定阶段，起始或延伸因子的缺陷与疾病相关；此处提供其重要性而非临床指导。

History

20世纪60年代和70年代的翻译生化重构确定了起始、延伸和释放因子以及GTP驱动的步骤；后来在每个阶段对核糖体进行的结构快照完善了现在教科书中呈现的循环。

Key figures

• Marshall Nirenberg
• Harry Noller

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

翻译的三个阶段是什么？

起始，核糖体在起始密码子处组装；延伸，氨基酸在循环中添加；终止，终止密码子结束合成并释放蛋白质。

翻译过程中为什么需要GTP？

延伸和释放因子水解GTP以驱动准确的tRNA选择、易位和终止密码子识别，将能量利用与忠实性和运动耦合。