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1、一DNA的复制、重组、损伤、修复以及突变1.了解DNA聚合酶，DNA解链酶，单链结合蛋白，引发酶，DNA拓补异构酶，DNA连接酶，端粒酶等在DNA复制中的作用。（1）DNA解链酶：通过水解ATP获得能量来解开双链DNA。（2）单链结合蛋白（SSB蛋白）：保证被解链酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构。（3）DNA拓补异构酶：能够消除解链造成的正超螺旋的堆积，消除阻碍解链继续进行的这种压力，使复制得以延伸。（4）DNA聚合酶：聚合酶：第一个被鉴定出来的聚合酶，不是复制染色体的主要聚合酶，同时具有DNA聚合酶活性和35核酸外切酶活性，即可合成DNA链，又能降解DNA，保证了DNA复制的准确性。聚
2、合酶：具有53方向聚合酶活性，但酶活性很低，主要起修复DNA的作用。聚合酶：包含有7种不同的亚单位和9个亚基，生物活性形式为二聚体，同时具有35核酸外切酶活性和53方向聚合酶活性，是DNA复制中链延长反应的主导聚合酶。剩下的两个聚合酶主要在SOS修复过程中发挥作用。（5）引发酶：DNA复制时，往往先由引发酶（一种特殊的RNA聚合酶）在DNA模板上合成一段RNA链，它提供引发末端（被称为引物，primer），接着由DNA聚合酶从RNA引物3端开始合成新的DNA链。（6）端粒酶：端粒酶能利用自身携带的RNA链作为模板，以dNTP为原料，以反转录的方式催化合成模板后随链5端DNA片段或外加重复单位（
3、如人染色体端粒为TTAGGG），以维持端粒一定的长度，从而防止染色体的缺短损伤。（7）DNA连接酶：通过磷酸二脂键把两个或多个DNA片段连接成一个DNA分子。2.了解修复缺陷与突变之间的关系；了解突变的各种因素。外界环境因素，包括化学诱变剂和物理因子（如紫外线，电离辐射）以及代谢过程中产生的自由基等的影响，会导致碱基错误配对，引起DNA损伤，结构改变，功能破坏，导致DNA突变。然而细胞内存在一系列的DNA 修复系统，用以切除损伤的异常结构并加以修复，从而阻止突变的发生。突变的因素：外因：物理因素：x射线，激光等。化学因素：亚硝酸和碱基类似物等。生物因素：病毒和某些细菌等。内因：DNA复制过程中
4、，基因内部的脱氧核苷酸的数量，顺序，种类发生了局部改变从而改变了遗传信息。二DNA转录、逆转录及其转录后加工1.了解DNA转录与DNA复制之间的异同。DNA复制：（1）概念：DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程，复制的结果是一条双链变成两条一样的双链（如果复制过程正常的话），每条双链都与原来的双链一样（2）场所：细胞核、线粒体、叶绿体/同上（3）原料：4种游离脱氧核苷酸/核糖核苷酸（4）模板：DNA分子中的两条链/一条链（5）酶：解旋酶、DNA聚合酶等(DNA连接酶)（6）能量：ATP/同上（7）过程：1、解旋：在解旋酶作用下，利用ATP释放的能量解开双螺旋；2、在DNA聚合酶
5、的作用下，按照碱基互补配对原则，把游离的脱氧核苷酸连接到模板链上，并使脱氧核苷酸之间过磷酸二酯键连接；3、沿着模板链不断延伸，最终形成两个一模一样的DNA分子。（8）模板去向：复制后，模板链与新形成的子链形成双螺旋结构。（9）特点：1、边解旋边复制/转录；2、半保留复制。（10）产物：形成两个完整的DNA分子/三种单链RNA。DNA转录：（1）概念：DNA分子首先解开双链以DNA的一条链为模板按照碱基互补配对原则合成RNA的过程。（5）酶：解旋酶、RNA聚合酶等（7）过程：1、解旋：在解旋酶作用下，利用ATP释放的能量解开双螺旋；2、以解开的一条DNA链为模板，按碱基互补配对原则，游离的核糖核
6、苷酸与脱氧核苷酸配对，3、核糖核苷酸间通过磷酸二酯键连接成RNA（mRNA，tRNA，rRNA）（8）模板去向：转录后，模板链与非模板链重新形成双螺旋结构。2.了解DNA聚合酶与RNA聚合酶之间的异同；了解以大肠杆菌为代表的原核细胞RNA聚合酶全酶的结构以及各亚基在功能上的分工。RNA聚合酶：（1）原核生物RNA聚合酶：在细菌中，一种RNA聚合酶几乎负责所有mRNA,rRNA和tRNA的合成。大多数原核生物RNA聚合酶的组成是相同的，大肠杆菌RNA聚合酶首先由2个亚基、一个亚基、一个亚基和一个亚基组成核心酶，加上一个亚基后则成为聚合酶全酶。转录的起始过程需要全酶，由因子辨认起始点，延长过程仅需
7、要核心酶的催化。研究发现，由和亚基组成了聚合酶的催化中心，它们在序列上与真核生物RNA聚合酶的两个大亚基有同源性。亚基能与模板DNA、新生RNA链及核苷酸底物相结合。亚基可能与核心酶的组装及启动子识别有关，并参与RNA聚合酶和部分调节因子的相互作用。因子的作用是负责模板链的选择和转录的起始，它是酶的别构效应物，使酶专一性识别模板上的启动子。（2）真核生物RNA聚合酶：真核生物中共有三类RNA聚合酶，RNA聚合酶I的转录产物是45SrRNA，经剪接修饰后生成除了5SrRNA外的各种rRNA。rRNA与蛋白质组成的核糖体是蛋白质合成的场所。RNA聚合酶在核内转录生成hnRNA，经剪接加工后生成的m
8、RNA被运送到胞质中作为蛋白质合成的模板。RNA聚合酶的转录产物是tRNA、5SrRNA、snRNA,其中snRNA参与RNA的剪接。3掌握原核转录系统和真核转录系统的异同。模板识别阶段主要指RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。真核细胞中模板的识别与原核细胞有所不同。真核生物RNA聚合酶不能直接识别基因的启动子区，所以，需要一些被称为转录调控因子的辅助蛋白质按特定顺序结合于启动子上，RNA聚合酶才能与之结合并形成复杂的转录起始前复合物，以保证有效的起始转录。转录起始：不需要引物，RNA聚合酶结合在启动子上以后，使启动子附近的DNA双链解旋并解链，形成转录泡以促使底物核糖核
9、苷酸与模板DNA的碱基配对。转录起始就是RNA链上第一个核苷酸键的产生。转录延伸：RNA聚合酶释放因子离开启动子后，核心酶沿模板DNA链移动并使新生RNA链不断伸长的过程就是转录的延伸。转录终止：当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二脂键，RNA-DNA杂合物分离，转录泡瓦解，DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来，这就是转录的终止。4结合最新的科学发现，掌握RNA的种类与功能。5.了解真核生物mRNA前体后加工的主要方式(加帽、加尾、剪接、内部甲基化和编辑)及其功能。5帽子结构：成熟真核生物的mRNA并没有游离的5端，而是一种被称为帽子的结
10、构。帽子结构的作用：1.为核糖体识别RNA提供信号。2.增加mRNA的稳定性。3.为mRNA向胞质的运输提供信号。4.与某些RNA病毒的正链RNA的合成有关。3poly（A）尾巴：多数真核生物（酵母除外）的mRNA3末端具有长约200bp的poly（A）尾巴。Poly（A）尾巴不是由模板DNA所编码，而是在转录后由RNA末端腺苷酸转移酶催化下，以ATP为前体，添加到mRNA的3末端形成的。三、翻译及其后加工1.了解翻译的主要特征，了解核糖体的结构与其主要的功能部位（P部位、A部位和E部位等）。（1）翻译的主要特征：翻译过程可分为起始、延长、终止三个阶段。a.翻译的起始：核糖体与mRNA结合并与
11、氨基酰tRNA生成起始复合物。b.肽链的延伸：由于核糖体沿mRNA5端向3端移动，开始了从N端向C端的多肽合成，这是蛋白质合成中速度最快的阶段。c.肽链的终止及释放：核糖体从mRNA上解离，准备新一轮合成反应。核糖体是蛋白质合成的场所，mRNA是蛋白质合成的模板，转移RNA时模板与氨基酸之间的接合体。（2）核糖体的结构与其主要的功能部位：核糖体的结构：核糖体由大小两个亚基组成，是一个致密的核糖体蛋白质粒，可以离解为两个亚基，每个亚基都含有一个相对分子质量较大的rRNA和许多不同的蛋白质分子。这些大分子RNA能在特定位点与蛋自质结合，从而完成核糖休不同亚基的组装。a：核糖体蛋白:核糖体上有多个活
12、性中心，每个活性中心都由一组特殊的核糖体蛋白质构成。b:核糖体RNA不仅是核糖体的重要结构成分，也是核糖体发挥生理功能的重要元件。可分为5S rRNA、16S rRNA、23S rRNA、5.8S rRNA、18S rRNA。c：核糖体有3个tRNA结合位点，分别为A、P、E位点。核糖体的功能:核糖体包括多个活性中心，结合或接受AA-tRNA部位（A位)，结合或接受肽酰- tRNA的部泣(P位)，肽基转移部位及形成肽键的部位(P位)。此外还有负责肽链延伸的各延伸因子的结合位点。核糖体小亚基负责对模板mRNA进行序列特异性识别，如起始部分的识别，密码子与反密码子的相互作用等，mRNA的结合位点也
13、在此亚基上。大亚基负责携带氨基酸及tRNA的功能，包括肽键的形成，AA-tRNA，肽酰-tRNA的结合等。核糖体在体内和体外都可解离为亚基或结合成70S/80S的颗粒。2.了解氨酰-tRNA合成酶的反应机制和校对机制，能够区分两类氨酰-tRNA合成酶在结构上和催化机制上的差异。这是一类催化氨基酸与tRNA结合的特异性酶，蛋白质合成的真实性主要决定于tRNA能否把正确的氨基酸放到新生多肽链的正确位置上，而这一步主要决定于AA-tRNA合成酶是否能使氨基酸与对应的tRNA相结合。AA-tRNA合成酶既要能识别tRNA，又要能识别氨基酸，它对两者都具有高度的专一性。不同的tRNA有不同的碱基组成和空
14、间结构，易被特异性氨酰-tRNA合成酶所识别，困难的是这些酶怎么去识别结构上非常相似的氨基酸。有科学家发现，被错误活化的缬氨酸不会被结合到tRNAIle上，而是被酶本身水解，即活化阶段产生的误差在后一阶段被再次校正了。3.了解原核生物通过SD序列识别起始密码子的机制几乎所有原核生物mRNA上都有一个5-AGGAGGU-3序列，这个富嘌呤区被命名为SD序列，它与30S亚基上16SrRNA3端的富嘧啶区序列5-GAUCACCUCCUUA-3互补。各种mRNA的核糖体结合位点中能与16SrRNA配对的核苷酸数目及这些核苷酸到起始密码子之间的距离是不一样的，反映了起始信号的不均一性。相互补的核苷酸越多
15、，30S亚基与mRNA起始位点结合效率也越高。互补的核苷酸与AUG之间的距离也会影响mRNA-核糖体复合物的形成及其稳定性。4.了解原核生物在翻译起始阶段、延伸阶段和终止释放阶段发生的主要反应。翻译的起始：(1)30S小亚基首先与翻译起始因子IF-1，IF-3结合，通过SD序列与mRNA模板相结合。（2）在IF-2和GTP的帮助下，fMet-tRNAMet进入小亚基的P位，tRNA上的反密码子与mRNA上的起始密码子配对。（3）带有tRNA，mRNA，三个翻译起始因子的起始因子的小亚基复合物与50S大亚基结合，GTP水解，释放翻译起始因子。肽链的延伸：由许多循环组成，每加一个氨基酸就是一个循环
16、，每个循环包括AA-tRNA与核糖体结合，肽键的生成和移位。肽链的终止：肽链延伸过程中，当终止密码子出现在核糖体的A位时，没有相应的AA-tRNA与之结合，而释放因子能够识别终止密码子并与之结合，水解P位上多肽链与tRNA之间的二脂键。接着，新生的肽链和tRNA从核糖体上释放，核糖体大小亚基解体，蛋白质合成结束。5.掌握几种翻译抑制剂（嘌呤霉素，氯霉素，四环素，红霉素）的作用机理，能够区分原核生物特异性，真核生物特异性和既抑制原核生物又抑制真核生物的翻译抑制剂。抗生素对蛋白质的作用可能是阻止mRNA与核糖体结合(氯霉素)，或阻止AA-tRNA与核糖体结合(四环素类)，或干扰AA-tRNA与核糖体结合而产生错度(链霉素，新霉素，卡那霉素等)，或作为竞争性抑制剂抑制蛋白质合成。嘌呤素是AA-tRNA
