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遗传物质的分子基础
遗传物质的分子基础，介绍了DNA和RNA的化学结构、DNA的复制、RNA的转录与加工、遗传密码与蛋白质的翻译等重要知识点。适用于考试复习！
编辑于2024-04-15 13:45:33- 遗传物质
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遗传物质的分子基础
DNA是主要遗传物质
间接证据
DNA存在部位单一，大多数存在于染色体上
除了少数RNA病毒外，DNA是其他所有生物的染色体所共有
DNA含量是恒定的
DNA在代谢上是稳定的
基因突变与DNA分子的变异密切相关 260纳米波长的紫外线最能引起生物产生变异， 而生物体内DNA最容易吸收260纳米波长的紫外线
直接证据
细菌转化试验
肺炎双球菌
S型：有荚膜、光滑型有毒
R型：无荚膜、粗糙型无毒
格里菲斯
说明被加热杀死的SIII型肺炎双球菌中，必然存在某种活性物质 促成了RII型细菌的转变，但不知道活性物质是什么
阿委瑞
用生物化学方法证明这种活性物质是DNA
噬菌体侵染与繁殖试验
噬菌体：蛋白质外壳+DNA
赫尔歇等用大肠杆菌的捣碎实验确证了DNA的遗传物质的本质
证明只有DNA进入细胞内产生完整的噬菌体。 DNA是具有连续性的遗传物质。
32P标记T2噬菌体的 DNA（DNA中无S）
35S标记T2噬菌体的 Pr（Pr中无P）
烟草花叶病毒感染和繁殖实验

烟草花叶病毒：RNA+蛋白质外壳
佛兰科尔-康拉特与辛格尔 用化学方法将TMV的RNA与蛋白质分开， 把提纯的RNA接种到烟草植株上，形成新的TMV使烟草发病； 单纯利用它的蛋白质接种，就不能形成新的TMV。烟草不发病
证明不含DNA的TMV中，RNA是遗传物质。
DNA和RNA的化学结构
DNA的化学结构
DNA是脱氧核苷酸的多聚体
查尔格佛法则
因为：A和T的数目总是相等，C和G的数目总是相等 A=T、G=C、A+G=T+C
说明A和T之间、G和C之间存在互补配对关系
DNA双螺旋结构模型
沃森Watson、克里克Crick1953
通过X射线衍射分析，提出DNA分子结构的双螺旋模型
双螺旋结构特征
脱氧核苷酸之间由3'位和5'位的磷酸二酯键相连形成螺旋链骨架 两条主链反向平行、围绕一个中心轴相互环绕成双螺旋，双螺旋为右手螺旋磷酸和核糖主链处于螺旋外侧，碱基处于螺旋内侧。
两条核苷酸链彼此依靠碱基之间的氢键相连。
上下碱基对之间的距离为0.34nm， 每条链饶轴一周的距离为3.4nm 刚好十个碱基对
双螺旋分子的表面大沟和小沟交替出现。
假设某一段基因有1000对核苷酸， 则该段DNA就可以有4的1000次方种不同的排列组合形式， 反映出来的是4的1000次方种不同性质的基因
基因是DNA分子上的一个片段，其平均大小约为1000对核苷酸
对于一种特定物种的DNA来说，其碱基顺序是一定的，通常保持不变 保持物种遗传特性的稳定。
意义
双螺旋模型是分子遗传学及以之为核心的分子生物学建立的标志 遗传学发展史上一个重大转折点 明确了基因是DNA分子上的一个片段。
RNA的化学结构
只有少数以RNA为遗传物质的动物病毒含有双链RNA
在单链RNA中，部分区域可以按照碱基配对原则形成氢键而折叠起来 形成若干双链区域，在形态上表现如发夹状。
DNA和RNA的异同
相同点
1、两者都是核酸类高分子化合物
2、两者都是由基本构成单元核苷酸形成的多聚体
每个核苷酸包括五碳糖、磷酸和环状的含氮碱基
含氮碱基包括双环结构的嘌呤和单环结构的嘧啶。
两个核苷酸之间由3'位和5'位的磷酸二酯键相连
不同点
DNA含的糖分子为脱氧核糖 RNA含的糖分子为核糖
DNA的含氮碱基为AGCT RNA的含氮碱基为AGCU
DNA通常为双链、分子链较长 RNA通常为单链、分子链较短
DNA的复制
定义
指以原来的DNA分子为模版合成出相同分子的过程， 遗传信息通过亲代DNA分子的复制传递给子代
DNA复制的一般特点
半保留复制
在DNA复制过程中，由于新DNA分子中的一条链来自原来亲本的DNA分子，一条链来自于新合成的DNA分子，这种复制方式称为半保留复制
半保留复制说明了DNA在代谢上的稳定性
复制起点
原核生物
原核生物的复制是在DNA分子的特定位点开始的，这一位点称为复制起点。
原核生物的染色体只有一个复制起点
原核生物染色体也只有一个复制单位，或称复制子
复制子是指在某个复制起点控制下合成的一段DNA序列。
真核生物
真核生物的每一条染色体的复制是多起点的，共同控制一条染色体的复制
真核生物每条染色体上具有多个复制子。
复制眼和复制叉
在电子显微镜下观察正在复制的DNA，复制的区域形如一只眼睛，因此称为复制眼
在电子显微镜下观察正在复制的DNA，正在复制的地方或位点犹如一只叉子，称为复制叉
复制方向
双向
双向等速
绝大数生物都是双向等速
非对称性复制
在一个方向上仅复制1/5的距离，然后停下等另一个方向复制4/5的距离。
枯草杆菌
单向
有的生物DNA的复制完全是单向进行的 如质粒ColEI、噬菌体T2
DNA复制的忠实性
DNA复制的忠实性取决于碱基配对的专一性。
生物体通过DNA聚合酶I，采取两种方式来提高碱基互补配对选择的专一性
两种方式
通过专一性识别，使即将加入的碱基与模版上的碱基严格互补 来控制合成前的错误
发现存在错误配对时，切除新加入的错配碱基，这种方式称为校对控制
原核生物的DNA复制
有关DNA复制的酶
DNA聚合酶
DNA聚合酶I
体外合成速度很慢，达不到体内dna快速复制的要求
DNA聚合酶II
该酶的活性仅为DNA聚合酶I的5%
DNA聚合酶III
活体内真正控制DNA合成的复制酶
结构复杂、聚合反应时需要ATP 反应具有很高的速度
三种酶在DNA复制过程中的共同特性
都只有5'➡️3'聚合酶的功能；而没有3'➡️5'的聚合酶功能。 。 说明DNA链的延伸只能从5'➡️3'端进
都没有直接起始合成DNA的能力，只有在引物存在下才能进行链的延伸 因此DNA的合成必须有引物引导
都有核酸外切酶的功能，可对合成过程中发生的错误进行校正， 保证DNA复制的高度准确性
DNA聚合酶只能催化多核苷酸链的延长反应
DNA连接酶
在DNA复制的过程中催化链的两个末端之间形成共价键连接，这种酶叫做DNA连接酶
DNA连接酶能在ATP或NAD作为能源的基础上，催化双链DNA切口处的5'-磷酸基和3'-羟基生成磷酸二酯键，使DNA成为一条完整的分子。
DNA解旋酶
DNA两条互补链涉及部分必须分开形成单链DNA中间体，即解旋。
解旋酶是一个至少有两个DNA结合位点的寡聚体。它打断互补碱基配对的氢键 并结合、水解ATP，以500-1000bp/s的速率沿DNA链解旋。
DNA拓扑异构酶
DNA双螺旋的解旋，使复制叉前面获得巨大的张力，而产生正超螺旋。 如果不释放这种张力，复制将不能继续进行。DNA拓扑异构酶就可以消除这种张力
DNA拓扑异构酶可以将DNA双链切开一个口子，使一条链旋转一周， 然后再将其共价连接，从而消除张力
分类
DNA拓扑异构酶I
只对双链DNA中的一条链进行切割，产生切口， 每次切割只能去除一个超螺旋，此过程不需要能量
DNA拓扑异构酶II
可以对DNA双链的两条链同时进行切割，每次切割 可以去除两个超螺旋，需要ATP供能。
DNA复制过程
起始
第一、专一识别复制起点序列的蛋白，结合在复制起点上， 促使其临近DNA发生扭曲，让DNA解旋酶和其他相关因子进入
第二、DNA双链在DNA解旋酶的作用下解旋
第三、DNA双链解开后，单链DNA结合蛋白，马上结合在分开的单链上 保持其伸展状态，否则分开的双链互补碱基会重新配对，或在同一条链上形成发夹结构
第四、RNA聚合酶（引物酶），以解旋的单链DNA为模版，根据碱基配对原则，合成一段不超过12个核苷酸的RNA引物，提供3'端自由的羟基（-OH）
延伸
因为DNA聚合酶只有5'➡️3'聚合酶的功能， 所以一条DNA链的合成是连续的，而另一条则是不连续
一般把5'➡️3'方向延伸的链称为前导链，它是连续合成的。
另一条链先沿5'➡️3'方向合成一些片段，也称为冈崎片段
然后由DNA连接酶连接起来，成为一条完整的链，这条链称为后随链， 其合成是不连续的
在前导链上，DNA引物酶只在起始点合成一次引物RNA， 在后随链上，每个冈崎片段的复制都需要先合成一段引物RNA
终止
DNA复制的终止一般都具有终止区域，含有多个位点， 可以结合终止蛋白，从而使复制在终止区域不能离开
DNA到达终止区域后，DNA聚合酶I利用5'➡️3'端核酸外切酶的功能，将引物RNA切除 同时利用其5'➡️3'聚合酶的功能，以对应的DNA链为模版，合成DNA，置换切除RNA引物区域链，最后由DNA连接酶连接成一条新链
真核生物DNA的复制
DNA复制只发生在细胞周期的S期
原核生物：整个细胞生长过程
DNA的复制为多起点无终止位点或区域
原核生物：单起点
DNA聚合酶种类多
α和δ聚合酶对DNA合成起主要作用
δ聚合酶控制前导链的合成
α聚合酶控制不连续的后随链形成
β和ε聚合酶可能与DNA的修复等功能有关
γ聚合酶是线粒体酶
DNA聚合酶数量多
每个细胞内α达50000个拷贝以上
原核生物：大肠杆菌的聚合酶III只有10-20个
DNA聚合酶活性比原核生物的低
DNA复制中前导链合成是半连续的
由一个复制起点控制一个复制子的合成，直到另一个复制子的起点为止 最后由连接酶将其连接成一条完整的新链
DNA复制中合成的冈崎片段比原核生物的短
核小体的复制
组蛋白八聚体是以全保留的方式复制的 即亲本的组蛋白八聚体在复制过程中并不解离
真核生物染色体端粒的复制
端粒，保持线装染色体的稳定性。
端粒酶：一种特殊的聚合酶，含有RNA分子， 一种核糖核蛋白，具有合成端粒或保持端粒的长度
RNA的复制
一些动植物病毒不含DNA，他们是以RNA作为其遗传物质，因此称为RNA病毒。
大多数RNA病毒的遗传物质RNA是单链的
过程
先以自己的RNA为模版合成一条互补的单链。
该互补单链从模版链上释放出来
以该互补单链为模版再合成一条新的互补的单链。
这条新的互补单链为新生的病毒RNA分子。
RNA的转录与加工
转录
指以DNA为模版，在依赖于DNA的RNA聚合酶的催化下， 以4种核糖核苷酸为原料，合成RNA的过程。
RNA是将DNA上遗传信息传递给蛋白质并进行表达的中心环节。
RNA分子种类
信使RNA（mRNA）
把DNA上控制蛋白质合成的遗传信息传递给核糖体的一种特殊的RNA称为mRNA 它起着传递遗传信息的作用。
功能
把DNA上的遗传信息准确无误地记录下来，通过其上的碱基顺序 决定蛋白质的氨基酸顺序，完成基因表达中的遗传信息传递过程
hnRNA
在真核生物转录形成的RNA中，含有大量的对指导蛋白质合成无用的序列， 还不能直接作为蛋白质合成的模版，需要进一步加工，因此把这种未经加工、 分子质量差别很大的mRNA，称为不均一核RNA。
转移RNA（tRNA）
把游离的氨基酸搬运到核糖体上的一种RNA称为tRNA， tRNA能根据mRNA的遗传信息依次准确地将它所携带的氨基酸连接成多肽链。
tRNA的三叶草构型
反密码子环
环中有3个碱基形成反密码子
在核糖体上进行蛋白质合成时，反密码子 与mRNA链上相应的三联体密码子配对
反密码子： 可与mRNA链上相应的三联体密码子 配对的密码子称为反密码子。
氨基酸臂
tRNA分子中靠近3ˊ端的核苷酸序列和 5ˊ端的序列碱基配对，形成的可接收氨基酸的臂
双氢尿苷环
因为环内含有双氢尿嘧啶核苷或双氢尿苷而得名。
此环与识别特定氨酰-tRNA合成酶有关。
TψC环
因环内含有假尿嘧啶核甘（ψ）而得名。
此环可能参与tRNA与核糖体的结合
核糖体RNA（rRNA）
是组成核糖体的主要部分，与核糖体蛋白质结合在一起形成核糖体
分类
真核生物
5s、5.8s、18s、28s四种
原核生物
5s、16s、23s三种
小核RNA（snRNA）
真核生物转录后加工过程中RNA剪接体的主要成分。
反义RNA
参与基因表达的调控
RNA合成的一般特点
RNA聚合酶在一些起始蛋白质分子的协助下与启动子部位的DNA结合，形成转录泡，并开始转录。
原核生物RNA的合成
启动子
RNA的转录起始于RNA聚合酶与特定的启动部位的结合，该启动部位称为启动子 是RNA 聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA 序列
启动子有四个区域
转录起始点，-10区和-35区的保守序列及二者之间的序列
启动点：转录起始的第一个碱基称为启动点。
终止子
在RNA的转录过程中，提供转录终止信号的序列称为终止子。
分类
内在终止子
不依赖辅助因子，只要核心酶与终止子结合就足以使转录终止
依赖ρ因子的终止子
必须在ρ因子的存在下核心酶才能终止转录。
结构特点
形成发夹结构
发夹结构末端紧跟着连续的U串
起终止作用的不是DNA本身，而是转录生成的RNA
转录单位
由启动子到终止子的序列称为转录单位
真核生物中一个转录单位大多只含有1个基因
原核生物中一个转录单位通常含有多个基因
上游
：转录起始点前面的序列称为上游
因为RNA的转录总是从5'端➡️3'端进行 所以上游️指RNA分子的5'
下游
转录起始点后面的序列称为下游
下游为其3'端
RNA聚合酶
一个由多蛋白亚基组成的，具有催化转录RNA功能的复合酶
含有αββ'σ，4种不同的多肽
全酶
α2ββ'σ
σ亚基参与全酶的组装和识别不同的启动子， 与链的延伸没关系。转录开始即脱落
核心酶
σ亚基与全酶结合疏松，容易脱落， 把 σ脱落后的部分称为核心酶
催化链的延伸
能够解开DNA双链，也能使分开的DNA双链重新闭合。
RNA的转录 （RNA的转录、蛋白质的翻译及 mRNA的降解可同时进行）
转录的起始
RNA聚合酶（σ因子作用下）结合于DNA的启动子部位
DNA双链解开，形成转录泡，为RNA合成提供模版
形成RNA新链
RNA链的延伸
σ脱落，核心酶催化链的延伸
RNA链的终止及释放
RNA链延伸遇到终止信号，转录复合体解体，新RNA链释放出来
真核生物RNA的转录与加工
真核生物RNA转录的特点
RNA的转录在细胞核内。蛋白质的翻译在细胞质内。 真核生物mRNA寿命比原核生物长
原核生物的1个mRNA分子可编码多个多肽链， 真核生物的1个mRNA分子一般只编码1个多肽链， 真核生物转录出的mRNA分子通常含有大量无用序列 需要进一步加工才能成为成熟有功能的RNA。
原核生物的RNA聚合酶只有一种，能催化所有RNA的合成 真核生物有RNA聚合酶I(转录核糖体大亚基的RNA)、RNA聚合酶II（催化合成mRNA前体--不均一核RNA）、RNA聚合酶III（转录小的稳定的RNA）三种 这三种RNA聚合酶都不能直接结合到启动子上，不能独立转录RNA，需要在启动蛋白结合到启动子上之后。mRNA才能结合到启动子上
启动子比原核生物更复杂
真核生物RNA转录后的加工
rRNA转录后的加工
rRNA的种类
5s rRNA、5.8s rRNA、18s rRNA、28s rRNA
结构特点：甲基化
保守区域有大量的甲基化位点、甲基化多数在细胞核内完成 少数在细胞质内完成，甲基基团主要加在核糖上
DNA甲基化（DNA methylation）为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。所谓DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5号碳位共价键结合一个甲基基团。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。
进一步去掉前体rRNA中不需要的序列，过程与mRNA的剪接相似。
mRNA转录后的加工
结构 （这些结构是转录后 经过修饰的结果）
5'端有7-甲基鸟嘌呤核苷（7-mG）的帽子
多数有3'端的多聚腺苷酸——poly（A）的尾巴
无内含子
mRNA只有经过修饰才能运输到细胞质进行蛋白质的翻译
过程
第一步、转录
先合成大约30个核苷酸
第二步、5'端加帽
在合成大约30个核苷酸后，在5'端加上一个 7-甲基鸟嘌呤核苷（7-mG）的帽子， （7-mG）的帽子含有2个甲基和稀有的5'-5'三磷酸键
作用是为核糖体识别mRNA提供信号和增加mRNA的稳定性 有时可能与某些RNA病毒的正链RNA合成有关。
第三步、3'端切割
一种分子质量为360kDa的内切酶和其他因子 识别其切点上游的保守序列，并切除一段序列
第四步、添加poly（A）
poly（A）尾巴不是由DNA所编码，而是在转录完成后， 由RNA末端腺苷酸转移酶催化下以ATP为前体，添加到mRNA的3'端
添加大约200个聚腺苷酸poly（A）尾巴
poly（A）尾巴对增加mRNA的稳定性、 对从细胞核向细胞质的运输具有重要作用
第五步、剪切、内含子移去 和外显子连接
一个基因的外显子和内含子共同转录在一条转录链上，然后将内含子去除， 而把外显子连接起来形成成熟的RNA分子，这一过程称为RNA的剪接
内含子：未出现在成熟mRNA上的，非编码的序列称为内含子 外显子：将一个基因中出现在成熟mRNA上，用于编码蛋白质合成的序列，称为外显子。
RNA剪接过程
套马索状的内含子形成后， 前一外显子的3'端核苷酸暴露的羟基与 下一个外显子5'端核苷酸的磷酸反应。 最后，两个相邻外显子之间形成磷酸二酯键， 套马索状的内含子从hnRNA上完全解离出来， 内含子的剪接需要复杂的核酸蛋白质复合结构 -----核酸剪接体， 核酸剪接体是由大量RNA结合蛋白质 和ncRNA（如snRNA）的参与才能完成 （这些蛋白质和RNA具有识别内含子边界 、结合和包装内含子序列等作用）
RNA的另一种加工方式-----RNA编辑
RNA编辑是指直接对hnRNA转录物的遗传信息进行修改。而不是对hnRNA转录物的修饰。
RNA编辑最早是在锥虫线粒体基因中发现的。
RNA编辑过程 以锥虫线粒体为例
锥虫的线粒体基因组编码一类特殊的引导RNA（gRNA）
gRNA：长约50～70nt，3'端具有poly（U）尾巴，
gRNA可以与初始mRNA不完全互补，然后在mRNA序列中不配对的地方，相应地插入一些gRNA特有的U，完成信息编辑。
哺乳动物中也有RNA编辑，但很少见，进化意义不清楚 如：小肠中载脂蛋白B的mRNA在成熟前有一个C到U的编辑，提前终止了可读框，但肝中没有这一编辑过程
由此可见，RNA编辑也参与了组织特异性表达调控
遗传密码与蛋白质的翻译
遗传密码
定义
遗传学上，把每种碱基看成一种密码符号，则DNA分子中含有4种密码符号（ATGC），遗传信息就储藏于4种碱基密码的不同排列顺序中，因此也称为遗传密码 遗传密码是活细胞用于将DNA或mRNA序列中编码的遗传物质信息翻译为蛋白质的一整套规则 遗传密码，指的是密码子与氨基酸之间一一对应的关系。
如果一个DNA分子有1000个核苷酸对，按照其排列组合可以形成4的1000次方种形式，从而表达出无限的信息
转录的mRNA链上，其遗传密码的排列顺序于原来模版DNA的互补DNA链一样。
遗传密码特征
1、mRNA在指导蛋白质的合成过程中，3个碱基组成密码子决定1个氨基酸的合成，因此也称为三联体密码、密码子
2、遗传密码间无间隔或逗号，即在翻译过程中，遗传密码的编码是连续的。
3、简并
简并：多种密码子编码一种氨基酸的现象称为简并
当密码子的第一个、第二个碱基决定后，有时不管第三个碱基是什么，都有可能决定同一个氨基酸 这就是产生简并现象的基础。如丝氨酸：UCU、UCC、UCA、UCG。
4、有起始和终止密码子
5、遗传密码的通用性，除极少数特例外，遗传密码从病毒到人类是通用的。
同义密码子
同义密码子：代表一种氨基酸的所有密码子称为同义密码子
基础：由于密码子具有简并性，一个氨基酸的密码子大多不止一个，这些密码子就为同义密码子。
同义密码子越多，生物遗传的稳定性越大。
组成蛋白质的氨基酸有20种，其中特别注意
终止密码子 （不编码任何氨基酸）
UAA赭石密码子
UAG琥珀密码子
UGA乳石密码子
起始密码子 （兼作蛋白质合成的起始信号）
AUG甲硫氨酸
GUG缬氨酸
特例 （多出现在低等生物的tRNA中）
山羊支原体UGA不是终止密码子 代表色氨酸，使用频率比UGG多
蛋白质的合成
翻译：
蛋白质的生物合成称为翻译，指mRNA携带着从DNA上转录的遗传密码附着在细胞内的核糖体上，由tRNA运来的各种氨基酸，按照mRNA的密码顺序，相互连接成为多肽链，并进一步修饰为立体的蛋白质分子的过程。
核糖体
核糖体是蛋白质翻译的场所，rRNA+蛋白质
在绝大多数的情况下，一个mRNA可以同多个核糖体结合形成一串核糖体，称为多聚核糖体， 多个核糖体可以同时翻译一个mRNA分子，极大的提高了蛋白质合成效率。
氨酰tRNA
tRNA在翻译中起转运氨基酸的作用，但是氨基酸和tRNA在细胞内都是游离的 因此必须有一种酶活化氨基酸并催化氨基酸与tRNA结合形成氨酰tRNA。才能运到核糖体上参与多肽链的形成
氨酰tRNA合成酶
定义
活化氨基酸并催化氨基酸与tRNA结合形成氨酰tRNA的一种酶
3个结合位点
氨基酸结合位点
ATP结合位点
tRNA结合位点
反映步骤 （ATP供能）
第一步，氨基酸和ATP形成腺苷酸化氨基酰，释放焦磷酸
第二步，活化型的氨基酸被转移至tRNA并结合，释放AMP
特点
一种氨酰tRNA合成酶只能识别一种氨基酸和运输该氨基酸的tRNA。
蛋白质的合成
蛋白质合成的三个阶段：起始-延伸-终止。地点：核糖体
肽链的起始
核糖体
核糖体是蛋白质的合成中心，无特异性，可与任何mRNA结合翻译不同的蛋白质多肽
核糖体以大、小亚基分散在细胞质中，只有在蛋白质合成的过程中才装配为完整的核糖体
原核生物中肽链合成起始的三个步骤
1、30s小亚基在起始因子IF3作用下 与mRNA结合形成复合物 起始密码子上游10个碱基处有一段保守序列（AGGAGG），他与核糖体16S rRNA 3'端的一段序列互补，可能起着识别作用。 当该序列发生突变，mRNA就不能翻译或者翻译效率很低。 2、起始氨酰tRNA在IF2的协助下， 由反密码子识别起始密码子而直接进入P位，形成更复杂的新复合体。在此过程中需要GTP的参与。 （IF2只与起始酰胺tRNA相互作用） （原核生物起始密码子为AUG，编码甲酰化甲硫氨酸，说明细胞内存在两种甲硫氨酸tRNA，一种转送起始甲酰化甲硫氨酸，一种运输延伸过程的甲硫氨酸） 3、上述复合物与50s大亚基结合，使IF3游离，同时激活了IF2的GTP酶活性，水解GTP释放能量，并解离下来，形成70s起始复合物，完成肽链合成的起始。
真核生物和原核生物肽链合成起始不同点
蛋白质的起始氨基酸为甲硫氨酸而不是甲酰甲硫氨酸
合成的起始位置一般在mRNA5'端的起始密码子AUG位置， 而不是在一个特殊的起始序列处（AGGAGG）
肽链的延伸
肽链的延伸在原核生物和真核生物中基本一致
以第二个氨酰tRNA按照反密码子与密码子配对原则，进入核糖体其实复合物的A位为标志，肽链开始延伸 除起始tRNA外，其他的氨酰tRNA均有进入A位的能力 这一过程需要有一分子GTP的延伸因子的参与。 随后在肽酰转移酶的催化下，在A位点的氨酰tRNA的氨基酸残基和P位点的氨基酸的碳末端间形成肽键。 转肽结束后，核糖体沿mRNA向前移动一个三联体密码的距离称为移位。原来在A位的多肽tRNA转入P位，而原来在P位的tRNA离开核糖体。 这样空出的A位可以结合另一个氨酰tRNA从而开始第二轮的多肽链延伸。
肽链的终止
当多肽链的延伸遇到终止密码子UAA、UAG和UGA进入核糖体的A位时，由于没有对应的氨酰tRNA识别而不能延伸，从而终止肽链的合成。 对终止密码子的识别需要多肽链释放因子（RF）的参与。
中心法则及其发展
遗传信息从DNA到DNA的复制过程，以及遗传信息从DNA到mRNA到蛋白质的转录和翻译过程，这就是分子生物学的中心法则。
遗传物质或基因的两个基本属性
自我复制
基因的表达
反转录酶(reverse transcriptase,也可写成逆转录酶) 又称为依赖RNA的DNA 聚合酶，他可以以RNA为模版，合成DNA，然后在其他酶系统的作用下，转化为DNA-DNA双螺旋，并整合到寄主细胞的染色体上。 例如RNA肉瘤病毒、胚胎细胞中也有、
RNA复制酶：以RNA为模版，在一种高度专一的酶作用下进行自我修复形成新的RNA分子，该酶称为RNA复制酶。 例如：小儿麻痹症病毒，流行性感冒病毒
实验体系中加入抗生素等条件，变性的单链DNA在离体情况下，可以直接与核糖体结合，合成蛋白质。 但至今在活细胞内还未证实DNA能直接指导蛋白质合成。