遗传物质的分子基础最新课件

《遗传物质的分子基础最新课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《遗传物质的分子基础最新课件（142页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第三节第三节DNA的复制的复制vDNADNA复制的一般特点复制的一般特点vDNADNA复制的条件复制的条件vDNADNA复制的过程复制的过程遗传物质的分子基础最新课件1 复制的一般特点Section 1 Basic Rules of DNA Replication遗传物质的分子基础最新课件vDNADNA在复制时，以亲代在复制时，以亲代DNADNA的每一股的每一股作模板，合成完全相同的两个双链作模板，合成完全相同的两个双链子代子代DNADNA，每个子代，每个子代DNADNA中都含有一中都含有一股亲代股亲代DNADNA链，这种现象称为链，这种现象称为DNADNA的的半保留复制半保留复制(semi-

2、conservative (semi-conservative replication)replication)。 一、半一、半 保保 留留 复复 制制遗传物质的分子基础最新课件瓦特森瓦特森(Watson J. D.)(Watson J. D.)等提出的等提出的DNADNA半保留复制方式半保留复制方式。其方法为：其方法为：一端沿氢键逐渐断开；一端沿氢键逐渐断开；以单链为模板，碱基互补；以单链为模板，碱基互补；氢键结合，聚合酶等连接；氢键结合，聚合酶等连接；形成新的互补链；形成新的互补链；形成了两个新形成了两个新DNADNA分子。分子。DNADNA的这种复制方式对保持生物遗传的稳定性是非常重要的

3、。的这种复制方式对保持生物遗传的稳定性是非常重要的。 遗传物质的分子基础最新课件验证半保留复制的实验验证半保留复制的实验一、Meselson-Stahl实验实验 遗传物质的分子基础最新课件1.Meselson-Stahl的实验的实验遗传物质的分子基础最新课件遗传物质的分子基础最新课件vDNADNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段，即定核苷酸排列顺序的片段，即复制起始点复制起始点(origin)(origin) 。v在原核生物中，复制起始点通常为在原核生物中，复制起始点通常为一个一个，而在真核生，而在真核生物中则为物中

4、则为多个多个。v复制子：在同一个复制起点控制下的一段复制子：在同一个复制起点控制下的一段DNADNA序列。序列。 二、复制起点和复制方向二、复制起点和复制方向复制的一般规律复制的一般规律遗传物质的分子基础最新课件v习习惯惯上上把把两两个个相相邻邻DNADNA复复制制起起始始点点之之间间的的距距离离（或或DNADNA片段）定为一个片段）定为一个复制子复制子(replicon) (replicon) 。v复制子是独立完成复制的功能单位。复制子是独立完成复制的功能单位。vDNADNA复复制制时时，局局部部双双螺螺旋旋解解开开形形成成两两条条单单链链，这这种种叉叉状状结构称为结构称为复制叉复制叉。遗传

5、物质的分子基础最新课件53oriorioriori535533553复制子复制子3复制起始点与复制子示意图复制起始点与复制子示意图遗传物质的分子基础最新课件复制起始点、复制子与复制叉（动画演示）复制起始点、复制子与复制叉（动画演示）遗传物质的分子基础最新课件原核生物染色体上的复制叉原核生物染色体上的复制叉遗传物质的分子基础最新课件真核生物染色体上的多个复制位点真核生物染色体上的多个复制位点遗传物质的分子基础最新课件vDNADNA复制时，以复制起始点复制时，以复制起始点(origin)(origin)为中心，向两个方向为中心，向两个方向进行解链，形成两个延伸进行解链，形成两个延伸方向相反方向相反

6、的复制叉，称为的复制叉，称为双向复双向复制制(bidirectional replication)(bidirectional replication)。v但在低等生物中，也可进行单向复制（如滚环复制）。但在低等生物中，也可进行单向复制（如滚环复制）。复制中的放射自显影图像复制中的放射自显影图像双双向向复复制制遗传物质的分子基础最新课件oriterA B CA. A. 环状双链环状双链DNADNA及复制起始点及复制起始点B. B. 复制中的两个复制叉复制中的两个复制叉C. C. 复制接近终止点复制接近终止点(termination, ter)(termination, ter)DNADNA的双

7、向复制示意图的双向复制示意图遗传物质的分子基础最新课件Section2FactorsforDNAReplication2 DNA复制的条件 遗传物质的分子基础最新课件v以四种脱氧核糖核酸以四种脱氧核糖核酸(deoxynucleotide triphosphate)(deoxynucleotide triphosphate)为底为底物，即物，即dATPdATP，dGTPdGTP，dCTPdCTP，dTTPdTTP。一、底物一、底物 ( (substratesubstrate) ) (dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1+PPi遗传物质的分子基础最新课件vDNADNA复制是模板依赖性的，必须要

8、以复制是模板依赖性的，必须要以亲代亲代DNADNA链作为链作为 模板模板。亲代。亲代DNADNA的两股链解开后，可分别作为模板的两股链解开后，可分别作为模板 进行复制。进行复制。 二、模板二、模板(template)(template)遗传物质的分子基础最新课件v解螺旋酶解螺旋酶(helicase)(helicase) ，又称解链酶或又称解链酶或reprep蛋白，蛋白，是用于解开是用于解开DNADNA双链的酶。双链的酶。v每解开一对碱基，需要每解开一对碱基，需要 消耗消耗2 2分子分子ATPATP。三、解螺旋酶三、解螺旋酶遗传物质的分子基础最新课件v单链单链DNADNA结合蛋白（结合蛋白（si

9、ngle strand binding protein, single strand binding protein, SSBSSB），），又称螺旋反稳蛋白又称螺旋反稳蛋白(HDP)(HDP)，是一些能够与单链，是一些能够与单链DNADNA结合的蛋白质因子。结合的蛋白质因子。四、单链四、单链DNADNA结合蛋白结合蛋白遗传物质的分子基础最新课件SSB的生理作用的生理作用v使解开双螺旋后的使解开双螺旋后的DNADNA单链能够单链能够稳定存在稳定存在，即稳定单链，即稳定单链DNADNA，便于其作为模板复制子代便于其作为模板复制子代DNADNA；v保护单链保护单链DNADNA，避免核酸酶的降解。，避

10、免核酸酶的降解。遗传物质的分子基础最新课件五、五、DNADNA拓扑异构酶拓扑异构酶人类拓扑异构酶人类拓扑异构酶的分子结构的分子结构 能够松解能够松解DNADNA超螺旋结构的酶。超螺旋结构的酶。遗传物质的分子基础最新课件1010 8 8 局部解链后局部解链后DNADNA复制过程中正超螺旋的形成复制过程中正超螺旋的形成遗传物质的分子基础最新课件解链过程中正超螺旋的形成解链过程中正超螺旋的形成遗传物质的分子基础最新课件拓扑异构酶拓扑异构酶的作用特点的作用特点既能水解既能水解 、又能连接磷酸二酯键、又能连接磷酸二酯键 拓扑异构酶拓扑异构酶 拓扑异构酶拓扑异构酶分分 类类遗传物质的分子基础最新课件拓扑异

11、拓扑异构酶构酶切断切断DNADNA双链中双链中一股一股链，使链，使DNADNA解链旋转解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，不致打结；适当时候封闭切口，DNADNA变变为松弛状态为松弛状态。反应反应不需不需ATPATP。拓扑异拓扑异构酶构酶切断切断DNADNA分子分子两股两股链，断端通过切口旋链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。转使超螺旋松弛。利用利用ATPATP供能，连接断端，供能，连接断端，DNADNA分子进分子进入负超螺旋状态。入负超螺旋状态。DNA拓扑异构酶的作用机制拓扑异构酶的作用机制遗传物质的分子基础最新课件v引物酶引物酶(primerase)(primerase)本质上是一种本质上是

12、一种依赖依赖DNADNA的的RNARNA聚合酶聚合酶（DDRPDDRP），该酶以，该酶以DNADNA为模板，聚合一段为模板，聚合一段RNARNA短链引物短链引物(primer)(primer)，以提供自由的，以提供自由的3-OH3-OH，使子代，使子代DNADNA链能够开链能够开始聚合。始聚合。v引物酶需组装成引物酶需组装成引发体引发体才能催化才能催化RNARNA引物的合成。引物的合成。六、引发体和六、引发体和RNARNA引物引物遗传物质的分子基础最新课件v在在E. coliE. coli中，含有中，含有解螺旋酶解螺旋酶(DnaB(DnaB蛋白蛋白) ) 、引物酶引物酶(DnaG(DnaG蛋白

13、蛋白) )和和DNADNA复制起始区复制起始区域的复合域的复合结构被称为结构被称为引发体引发体(primosome)(primosome) 。 遗传物质的分子基础最新课件 Dna A Dna B Dna CDNA拓扑异构酶拓扑异构酶引物引物酶酶SSB3 5 3 5 含有解螺旋酶含有解螺旋酶(DnaB(DnaB蛋白蛋白) )、引物酶和、引物酶和DNADNA复制起复制起始区域的复合结构称为始区域的复合结构称为引发体引发体。 引发体的组装形成引发体的组装形成遗传物质的分子基础最新课件3 HO53 5 3 5 引物酶催化合成短链引物酶催化合成短链RNARNA引物分子引物分子 引物引物引物引物酶酶遗传物

14、质的分子基础最新课件七、七、DNADNA聚合酶聚合酶全称：全称：依赖依赖DNADNA的的DNADNA聚合酶聚合酶 ( DNA-dependent DNA ( DNA-dependent DNA polymerase, DDDP ) polymerase, DDDP )简称：简称：DNA-polDNA-pol活性：活性：1 1. . 5 53 3 的聚合酶活性的聚合酶活性 2. 2. 核酸外切酶活性核酸外切酶活性遗传物质的分子基础最新课件5 A G C T T C A G G A T A 3 | | | | | | | | | | |3 T C G A A G T C C T A G C G A

15、 C 5 3 3 5 5 外切酶活性外切酶活性 5 5 3 3 外切酶活性外切酶活性?能切除突变的能切除突变的 DNADNA片段。片段。能辨认错配的碱基对能辨认错配的碱基对，并将其水解。，并将其水解。 DNA DNA聚合酶的核酸外切酶活性聚合酶的核酸外切酶活性 遗传物质的分子基础最新课件v在在原原核核生生物物中中，目目前前发发现现的的DNADNA聚聚合合酶酶有有三三种种，分分别别命命名名为为DNADNA聚聚合合酶酶（pol pol ），DNADNA聚聚合合酶酶（pol pol ），DNADNA聚聚合合酶酶（pol pol ），这这三三种种酶酶都都属属于于具具有有多种酶活性的多功能酶。多种酶活性

16、的多功能酶。v参与参与DNADNA复制的主要是复制的主要是pol pol 和和pol pol 。（一）种类和生理功能：（一）种类和生理功能：遗传物质的分子基础最新课件 原核生物中的三种原核生物中的三种DNADNA聚合酶聚合酶 遗传物质的分子基础最新课件在在真核生物真核生物中，目前发现的中，目前发现的DNADNA聚合酶有五种聚合酶有五种: :DNA-pol DNA-pol 催化催化后随链后随链的合成的合成参与低保真度的复制参与低保真度的复制 。DNA-pol DNA-pol 在在线粒体线粒体DNADNA复制中起催化作用。复制中起催化作用。DNA-pol DNA-pol 催化催化前导链前导链的合成

17、的合成DNA-pol DNA-pol 在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。DNA-pol DNA-pol 遗传物质的分子基础最新课件vDNADNA连接酶连接酶(DNA ligase)(DNA ligase)可催化两段可催化两段DNADNA片段之片段之间间磷酸二酯键的形成磷酸二酯键的形成，从而把两段相邻的，从而把两段相邻的DNADNA链链连接成一条完整的链。连接成一条完整的链。八、八、DNADNA连接酶连接酶遗传物质的分子基础最新课件DNA连接酶连接酶ATP（NAD+）ADP+Pi（NMN+AMP）HO53533553DNADNA连接酶的连接作用连

18、接酶的连接作用遗传物质的分子基础最新课件vDNADNA连接酶催化的条件是：连接酶催化的条件是： 需一端需一端DNADNA片段具有片段具有3-OH3-OH，而另一段，而另一段DNADNA片段具片段具 有有5-Pi5-Pi基；基； 未封闭的未封闭的缺口位于双链缺口位于双链DNADNA中中，即其中有一条链，即其中有一条链 是完整的；是完整的； 需要消耗能量，在原核生物中需要消耗能量，在原核生物中由由NADNAD+ +供能供能，在真，在真 核生物中核生物中由由ATPATP供能供能。遗传物质的分子基础最新课件 DNA DNA连接酶在复制中起最后连接酶在复制中起最后接合缺口接合缺口的作用。的作用。 在在D

19、NADNA修复、重组及剪接中也起修复、重组及剪接中也起缝合缺口缝合缺口作用。作用。 是基因工程的重要工具酶之一。是基因工程的重要工具酶之一。DNADNA连接酶的作用连接酶的作用遗传物质的分子基础最新课件3 DNA复制过程Section3TheProcessofDNABiosynthesis遗传物质的分子基础最新课件vDNADNA复制的起始阶段，由下列两步构成。复制的起始阶段，由下列两步构成。 1 1解旋解链，形成复制叉：解旋解链，形成复制叉：由由拓拓扑扑异异构构酶酶和和解解链链酶酶作作用用，使使DNADNA的的超超螺螺旋旋及及双双螺螺旋结构解开，碱基间氢键断裂，形成两条单链旋结构解开，碱基间氢

20、键断裂，形成两条单链DNADNA。单单链链DNADNA结结合合蛋蛋白白（SSBSSB）四四聚聚体体结结合合在在两两条条单单链链DNADNA上，形成复制叉。上，形成复制叉。一、复制的起始一、复制的起始遗传物质的分子基础最新课件2 2引发体组装和引物合成：引发体组装和引物合成：由由解解螺螺旋旋酶酶( (DnaBDnaB蛋蛋白白) ) 、引引物物酶酶( (DnaGDnaG蛋蛋白白) )和和DNADNA复制起始区域形成引发体；复制起始区域形成引发体；在在引引物物酶酶的的催催化化下下，以以DNADNA为为模模板板，合合成成一一段段短短的的RNARNA片段，从而获得片段，从而获得33端自由羟基（端自由羟基

21、（3-OH3-OH）。）。 遗传物质的分子基础最新课件二、复制的延伸二、复制的延伸 v复复制制的的延延长长指指在在DNADNA聚聚合合酶酶催催化化下下，以以3535方方向向的的亲亲代代DNADNA链链为为模模板板，从从5353方方向向聚聚合合子子代代DNADNA链链。其其化化学学本本质质是是dNTPdNTP以以dNMPdNMP的的方方式式逐逐个个加加入入引引物物或或延延长长中中的的子子链上，磷酸二酯键不断生成。链上，磷酸二酯键不断生成。 v在原核生物中，参与在原核生物中，参与DNADNA复制延长的是复制延长的是DNADNA聚合酶聚合酶；而；而在真核生物中是在真核生物中是DNADNA聚合酶聚合酶

22、。遗传物质的分子基础最新课件 5 5 3 35 5dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH 33 3DNA-polDNADNA复制的延长过程复制的延长过程遗传物质的分子基础最新课件前导链的合成过程前导链的合成过程遗传物质的分子基础最新课件后随链的合成过程后随链的合成过程遗传物质的分子基础最新课件DNADNA聚合酶聚合酶催化前导链和后随链催化前导链和后随链同时合成同时合成遗传物质的分子基础最新课件DNA复制过程简图复制过程简图遗传物质的分子基础最新课件三、复制的终止三、复制的终止 v在复制过程中形成的在复制过程中形成的RNARNA引物，需由引物，需由RNARNA酶酶来

23、水解解除；来水解解除；vRNARNA引物水解后遗留的缺口，由引物水解后遗留的缺口，由DNADNA聚合酶聚合酶（原核生物）或（原核生物）或DNADNA聚合酶聚合酶 （真核生物）催化延长缺口处的（真核生物）催化延长缺口处的DNADNA，直到剩下，直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。最后一个磷酸酯键的缺口。（一）去除引物，填补缺口：（一）去除引物，填补缺口：遗传物质的分子基础最新课件v在在DNADNA连接酶连接酶的催化下，生成最后一个磷酸酯键，将冈的催化下，生成最后一个磷酸酯键，将冈崎片段连接起来，形成完整的崎片段连接起来，形成完整的DNADNA长链。长链。 （二）连接冈崎片段：（二）连接冈崎片段：遗传

24、物质的分子基础最新课件5 5 5 RNA酶酶OH P5 DNA-pol dNTP5 5 PATP ADP+Pi5 5 DNA连接酶连接酶 后随链上不连续性片段的连接后随链上不连续性片段的连接遗传物质的分子基础最新课件D DN NA A复复制制的的过过程程遗传物质的分子基础最新课件区别区别原核生物原核生物真核生物真核生物DNADNA合成的时期合成的时期整个细胞生长过程整个细胞生长过程细胞周期的细胞周期的S S期期复制起点数复制起点数单个单个多个多个RNARNA引物长度引物长度10-6010-60核苷酸核苷酸1010核苷酸核苷酸冈崎片段长度冈崎片段长度1000-20001000-2000核苷酸核苷

25、酸100-150100-150核苷酸核苷酸前导链与后随链的合成前导链与后随链的合成聚合酶聚合酶IIIIII同时控制同时控制聚合酶聚合酶控制前导链聚合酶控制前导链聚合酶控制后随链控制后随链真核生物与原核生物真核生物与原核生物DNADNA合成的区别合成的区别真核生物真核生物DNADNA合成特点合成特点遗传物质的分子基础最新课件表表表表11-1111-1111-1111-11 细菌和真核生物复制的比较细菌和真核生物复制的比较细菌和真核生物复制的比较细菌和真核生物复制的比较生物生物生物生物复制子数复制子数复制子数复制子数复制子长度复制子长度复制子长度复制子长度复制速率复制速率复制速率复制速率细菌（细菌

26、（细菌（细菌（E.coliE.coliE.coliE.coli）1 1 1 14,200Kb4,200Kb4,200Kb4,200Kb50Kb/min50Kb/min50Kb/min50Kb/min酵母（酵母（酵母（酵母（S.cerevisiaeS.cerevisiaeS.cerevisiaeS.cerevisiae）50050050050040Kb40Kb40Kb40Kb3.6 Kb/min3.6 Kb/min3.6 Kb/min3.6 Kb/min果蝇（果蝇（果蝇（果蝇（D.melanogasterD.melanogasterD.melanogasterD.melanogaster3,50

27、03,5003,5003,50040Kb40Kb40Kb40Kb2.6 Kb/min2.6 Kb/min2.6 Kb/min2.6 Kb/min爪蟾（爪蟾（爪蟾（爪蟾（X.laevisX.laevisX.laevisX.laevis）15,00015,00015,00015,000200Kb200Kb200Kb200Kb500 bp/min500 bp/min500 bp/min500 bp/min小鼠（小鼠（小鼠（小鼠（M.musculusM.musculusM.musculusM.musculus）25,00025,00025,00025,000150Kb150Kb150Kb150Kb2.

28、2 Kb/min2.2 Kb/min2.2 Kb/min2.2 Kb/min植物（植物（植物（植物（V.fabaV.fabaV.fabaV.faba）35,00035,00035,00035,000300Kb300Kb300Kb300Kb GeneticsGeneticsGeneticsGenetics3d Ed. P.J.Russell 1992, Table 11.33d Ed. P.J.Russell 1992, Table 11.33d Ed. P.J.Russell 1992, Table 11.33d Ed. P.J.Russell 1992, Table 11.3起点起点遗传物质

29、的分子基础最新课件表表表表11-911-9真核生物五种真核生物五种真核生物五种真核生物五种DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶DNADNA聚合聚合聚合聚合酶酶酶酶（）（）（） 位置位置位置位置核核核核核核核核核核核核核核核核线粒体线粒体线粒体线粒体功能功能功能功能后随链的合成和引发后随链的合成和引发后随链的合成和引发后随链的合成和引发前导链的合成前导链的合成前导链的合成前导链的合成修复修复修复修复修复修复修复修复复制复制复制复制相对活性相对活性相对活性相对活性80%80% 101015%15%2 215%15%分子量分子量分子量分子量300kD300kD170170230kD230kD250k

30、D250kD40kD40kD180180300300kDkD亚基亚基亚基亚基催化核心（催化核心（催化核心（催化核心（180kD180kD）两个引物酶两个引物酶两个引物酶两个引物酶（60,50kD60,50kD）一）一）一）一个未知个未知个未知个未知催化核心催化核心催化核心催化核心（125kD125kD）一）一）一）一个未知个未知个未知个未知（25kD25kD）需）需）需）需PCNAPCNA（37k37kD D）催化核心催化核心催化核心催化核心一个未知一个未知一个未知一个未知催化催化催化催化催化催化催化催化3 35 5外切外切外切外切+ + + +双脱氧双脱氧双脱氧双脱氧T T不影响不影响不影响

31、不影响不影响不影响不影响不影响弱弱弱弱抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制蚜黄素蚜黄素蚜黄素蚜黄素抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制抑制不影响不影响不影响不影响不影响不影响不影响不影响DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶遗传物质的分子基础最新课件第四节第四节 RNARNA的转录与加工的转录与加工v几种几种RNARNA分子分子 mRNA - mRNA - 传递遗传信息传递遗传信息 tRNA - tRNA - 搬运工搬运工 rRNA - rRNA - 核糖体的主要成分核糖体的主要成分 snRNA - RNAsnRNA - RNA剪切体的主要成分剪切体的主要成分 端粒酶端粒酶RNA- RNA-

32、 参与染色体末端复制参与染色体末端复制 反义反义RNA- RNA- 参与基因表达调控参与基因表达调控遗传物质的分子基础最新课件、mRNAmRNA（messenger RNA)messenger RNA)： 遗传信息的携带者遗传信息的携带者 一、一、RNARNA分子的种类分子的种类遗传物质的分子基础最新课件 信使信使RNARNA的结构与功能的结构与功能mRNA * mRNA成熟过程成熟过程hnRNA不均一核不均一核RNARNA 内含子内含子( (intron) ) 外显子外显子( (exon) )* mRNA半衰期最短，几分钟到数小时半衰期最短，几分钟到数小时遗传物质的分子基础最新课件mRNA

33、mRNA 结构特点结构特点 大大多多数数真真核核mRNAmRNA的的5 5末末端端均均在在转转录录后后加加上上一一个个7-7-甲甲基基鸟鸟苷苷，同同时时第第一一个个核核苷苷酸酸的的C C2 2也也是是甲甲基基化化，形形成帽子结构：成帽子结构：m m7 7GpppNGpppNm m。 大多数真核大多数真核mRNAmRNA的的3 3末端有一个多聚腺苷酸末端有一个多聚腺苷酸(polyA)(polyA)结构，称为多聚结构，称为多聚A A尾。尾。遗传物质的分子基础最新课件 mRNAmRNA的功能的功能 把把DNADNA所所携携带带的的遗遗传传信信息息，按按碱碱基基互互补补配配对对原原则则，抄抄录录并并传

34、传送送至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。至核糖体，用以决定其合成蛋白质的氨基酸排列顺序。DNAmRNA蛋白蛋白转录转录翻译翻译原核细胞原核细胞 细胞核细胞核DNADNA内含子内含子外显子外显子转录转录转录后剪接转录后剪接转运转运mRNAmRNAhnRNAhnRNA翻译翻译蛋白蛋白真核细胞真核细胞 遗传物质的分子基础最新课件、tRNA(transfer RNA)tRNA(transfer RNA)：分子量为分子量为25000250003000030000；约含约含8080个核苷酸；个核苷酸；具有稀有碱基，如假尿嘧啶等。具有稀有碱基，如假尿嘧啶等。tRNAtRNA结构：结构：55末端

35、具有末端具有G G（大部分）或（大部分）或C C；3 3末端都以末端都以ACCACC结尾；结尾；一个富有鸟嘌呤一个富有鸟嘌呤(G)(G)的环；的环；一个反密码子环；一个反密码子环；一个胸腺嘧啶环；一个胸腺嘧啶环；胸腺嘧啶环胸腺嘧啶环反密码子环反密码子环鸟嘌呤鸟嘌呤(G)(G)的环的环遗传物质的分子基础最新课件、rRNA(ribosomal RNA) rRNA(ribosomal RNA) 根据沉降系数分为根据沉降系数分为原核生物原核生物rRNArRNA（3 3种）种）: : 5S: 1205S: 120个核苷酸；个核苷酸；16S: 154016S: 1540个核苷酸；个核苷酸；23S: 290

36、023S: 2900个核苷酸。个核苷酸。真核生物真核生物rRNArRNA（4 4种）种）: : 5S:5S:120120个核苷酸；个核苷酸； 5.8S: 1605.8S: 160个核苷酸；个核苷酸； 18S: 190018S: 1900个核苷酸；个核苷酸；28S: 470028S: 4700个核苷酸。个核苷酸。右图为右图为rRNArRNA与核糖体的组装。与核糖体的组装。遗传物质的分子基础最新课件二、二、RNARNA合成的一般特点合成的一般特点v19601960年年Weiss, S. B.Weiss, S. B.等发现等发现RNARNA聚合酶聚合酶, , 也用也用 RNA Pol RNA Pol

37、 表示。表示。v其特点是：其特点是：（1 1）以核糖核苷三磷酸（）以核糖核苷三磷酸（rNTRrNTR）为底物；）为底物；（2 2）以）以DNADNA为模板；为模板；（3 3）按）按5 -35 -3方向合成；方向合成；（4 4）无需引物无需引物的存在能单独起始链的合成；的存在能单独起始链的合成；（5 5）在体内）在体内DNADNA双链中仅一条链作为模板；双链中仅一条链作为模板；（6 6）RNARNA的序列和模板是互补的。的序列和模板是互补的。遗传物质的分子基础最新课件v将将作作为为转转录录模模板板的的DNADNA单单链链称称为为模模板板链链或或反反义义链链（antisen antisen str

38、andstrand），），v非模板非模板链链称为称为有义链有义链（sense strandsense strand）或）或编码链编码链。v在体外在体外DNADNA的两条链都可作为的两条链都可作为RNARNA合成的模板。合成的模板。遗传物质的分子基础最新课件RNARNA合成和合成和DNADNA复制的区别复制的区别（1 1）转录时只有一条）转录时只有一条DNADNA链为模板，而复制时两条链链为模板，而复制时两条链 都可作为模板；都可作为模板；（2 2）RNARNA合成不需引物，而合成不需引物，而DNADNA复制需引物；复制需引物；（3 3）转录的底物是）转录的底物是rNTPrNTP，复制的底物是，

39、复制的底物是dNTPdNTP；（4 4）聚合酶系不同。）聚合酶系不同。（5 5）RNARNA的合成速度比的合成速度比DNADNA慢，一般为慢，一般为4040个核苷酸个核苷酸/s/s， 复制时为上千个核苷酸复制时为上千个核苷酸/s/s遗传物质的分子基础最新课件三三. . 原核生物原核生物RNARNA的合成的合成RNARNA聚合酶聚合酶 RNA pol RNA pol 和和 DNA pol DNA pol 有有2 2点不同：点不同：（1 1）RNA pol RNA pol 没有任何校对功能；没有任何校对功能；（2 2）能起始新的）能起始新的RNARNA链合成。链合成。v转录单位转录单位v上游上游v

40、下游下游遗传物质的分子基础最新课件亚基亚基 分子量分子量 数目数目 功能功能 40 2 40 2 四聚体核心酶形成有关；四聚体核心酶形成有关； 155 1 155 1 存在核苷三磷酸的结合位点；存在核苷三磷酸的结合位点； 160 1 160 1 含有与含有与DNADNA模板结合的位点；模板结合的位点； 170 1 170 1 只与只与RNARNA转录的起始有关转录的起始有关。RNA聚合酶聚合酶遗传物质的分子基础最新课件多亚基组成的复合酶多亚基组成的复合酶核心酶核心酶全酶全酶遗传物质的分子基础最新课件RNA pol RNA pol 执行多功能执行多功能(1) (1) 识别识别DNADNA双链上的

41、启动子；双链上的启动子；(2) (2) 使使DNADNA变性在启动子处解旋成单链；变性在启动子处解旋成单链；(3) (3) 通过阅读启动子序列，通过阅读启动子序列，RNA pol RNA pol 确定它自确定它自 己的转录方向和模板链。己的转录方向和模板链。(4) (4) 最后当它达到终止子时，通过识别停止转录。最后当它达到终止子时，通过识别停止转录。遗传物质的分子基础最新课件RNA的转录的转录v链的起始链的起始 RNARNA聚合酶、聚合酶、因子、共有序列、识别序列因子、共有序列、识别序列v链的延伸链的延伸 RNARNA聚合酶聚合酶v链的终止链的终止 蛋白或无蛋白蛋白或无蛋白遗传物质的分子基础

42、最新课件原核生物原核生物转录初期转录初期遗传物质的分子基础最新课件1. 1. 典型启动子的结构典型启动子的结构 -35 -10 转录起点TTGACA 16-19bp TATAAT 5-9bp遗传物质的分子基础最新课件1 1）-10-10序列：序列：-10-10序序列列是是由由PribnowPribnow和和SchallerSchaller（19751975）发发现现，故故也也称称为普里布諾盒（为普里布諾盒（Pribnow boxPribnow box）。）。保守序列为保守序列为 TATAATTATAAT位于位于-10bp-10bp左右，左右，A.TA.T较丰富，易于解链。其功能是较丰富，易于解

43、链。其功能是: : (1) RNA pol (1) RNA pol 紧密结合紧密结合; ; (2) (2) 形成开放启动复合体；形成开放启动复合体； (3) (3) 使使RNA polRNA pol定向转录。定向转录。遗传物质的分子基础最新课件2) -352) -35序列序列其保守序列为其保守序列为 TTGACATTGACA其功能是其功能是: :(1) (1) 为为RNA pol RNA pol 的的识别位点（序列）识别位点（序列）。 亚基识别亚基识别-35-35序列，为转录选择模板。序列，为转录选择模板。(2) -35(2) -35和和-10-10序列的距离是稳定的，与序列的距离是稳定的，与

44、RNARNA pol pol的结构有关。的结构有关。遗传物质的分子基础最新课件2. 2. 转录的起始与延伸转录的起始与延伸1 1）全酶与模板的）全酶与模板的DNADNA接触，生成非专一的接触，生成非专一的, ,不稳定的复合物在模板上移动；不稳定的复合物在模板上移动；2 2）起始识别：全酶与）起始识别：全酶与-35-35序列结合，产生序列结合，产生封闭的封闭的酶酶- -启动子二元复合物；启动子二元复合物；3 3）全酶紧密地结合在）全酶紧密地结合在-10-10序列处，模板序列处，模板DNADNA局部变性，形成局部变性，形成开放的开放的启动子二元复合体；启动子二元复合体；4 4）酶移动到转录起始点，

45、第一个）酶移动到转录起始点，第一个rNTPrNTP转录开始转录开始,因子释放因子释放, ,形成形成酶酶- -启动子启动子- -rNTPrNTP三元复合体三元复合体（ternary complexternary complex）。）。遗传物质的分子基础最新课件遗传物质的分子基础最新课件 RNA Pol RNA Pol转录转录DNA DNA 因子附着到因子附着到RNA RNA 识别位点上识别位点上 因子跟在因子跟在RNAPol RNAPol 后沿后沿RNARNA移动移动 RNA PolRNA Pol在终止位在终止位 点停下，并被点停下，并被因因 子追上子追上 在转录泡中在转录泡中因子因子 使使DN

46、A-RNADNA-RNA杂种双杂种双 链解开链解开 转录终止转录终止, ,释放出释放出 RNA Pol,RNA Pol,因子因子 和和 RNARNA遗传物质的分子基础最新课件3. 3. 原核生物转录的终止原核生物转录的终止终止子（终止子（terminator,tterminator,t）v 强终止子内部终止子（强终止子内部终止子（intrinsicintrinsic terminators terminators）。）。v 弱终止子弱终止子 需要需要因子（因子（rho factorrho factor） 又称为又称为依赖性终止子依赖性终止子 （Rho-dependent terminatorR

47、ho-dependent terminator）遗传物质的分子基础最新课件强终止子的结构强终止子的结构vNNAAGCGCCGNNNCCGGCGCTTTTTTNNNvNNTTCGCGGCNNNGGCCGCGAAAAAANNN DNAvNNAAGCGCCGNNNCCGGCGCUUUUUUNNN RNA遗传物质的分子基础最新课件v Nv N Nv v N Nv G Cv C Gv C Gv G Cv C Gv G Cv C Uv NNNNC U UUUU-OH 3v 强终止子结构的模式图强终止子结构的模式图形成发夹结构形成发夹结构末端紧跟着连续的末端紧跟着连续的U U串串遗传物质的分子基础最新课件

48、强终止子的结构特点强终止子的结构特点v (1) (1) 有发夹结构存在；有发夹结构存在；v（2 2）茎的区域富内含）茎的区域富内含G-CG-C；v (3) (3) 强终止子强终止子33端上有端上有6 6个个U U；遗传物质的分子基础最新课件四四. . 真核生物的转录与加工真核生物的转录与加工真核生物的转录和原核生物转录的不同点：真核生物的转录和原核生物转录的不同点： (1) (1) 真核生物转录在核内进行；真核生物转录在核内进行； (2(2) ) 真核生物真核生物mRNAmRNA一般只编码一个基因；一般只编码一个基因； (3(3) ) 真核细胞有三种真核细胞有三种RNARNA聚合酶聚合酶(,)

49、,(,), 原核只有一种原核只有一种RNARNA聚合酶；聚合酶； (4) (4) 真核生物中转录的起始更复杂，启动子的结构特点不同，真核生物中转录的起始更复杂，启动子的结构特点不同， 真核有三种不同的启动子和有关的元件；真核有三种不同的启动子和有关的元件； (5)(5) 真核的转录有很多蛋白质因子的介入。真核的转录有很多蛋白质因子的介入。 (RNA(RNA聚合酶不能独立转录聚合酶不能独立转录RNA)RNA)遗传物质的分子基础最新课件真核生物的启动子真核生物的启动子 真核生物启动子很复杂，与原核启动子有很多不同：真核生物启动子很复杂，与原核启动子有很多不同：（1 1）有多种元件：）有多种元件：T

50、ATATATA框，框， CCAATCCAAT框，框， GCGC框，框，OCTOCT等；等；（2 2）结构不恒定；）结构不恒定；（3 3）它们的位置、序列、距离和方向都不完全相同；）它们的位置、序列、距离和方向都不完全相同；（4 4）有的启动子有远距离的调控元件存在，如增强子；）有的启动子有远距离的调控元件存在，如增强子； 这些元件常常起到这些元件常常起到控制转录效率控制转录效率和和选择起始位点选择起始位点的作用的作用（5 5）不直接和）不直接和RNA polRNA pol结合；结合；（6 6）需多种转录因子介入。）需多种转录因子介入。遗传物质的分子基础最新课件 真核启动子含有不同的组件真核启动

51、子含有不同的组件SV40 SV40 早期启动子早期启动子胸苷激酶胸苷激酶组蛋白组蛋白H2BH2B-140-120-100-80-60-40-20+1vOctCCAATGCTATA遗传物质的分子基础最新课件 （三）转录后的加工（三）转录后的加工（posttranscriptional modification）（1 1）减少部分片段：如切除）减少部分片段：如切除55端端前导序列前导序列， 33端端拖尾序列拖尾序列和中部的和中部的内含子内含子；（2 2）增加部分片段：）增加部分片段：55加帽加帽，33加加poly(A)poly(A) 和通过和通过编辑编辑加入一些碱基；加入一些碱基；（3 3）修饰：

52、对某些碱基进行）修饰：对某些碱基进行甲基化甲基化等。等。遗传物质的分子基础最新课件真核生物中最初真核生物中最初转录产物（转录产物（pre-pre-mRNAmRNA）加工）加工7-7-甲基鸟嘌呤甲基鸟嘌呤遗传物质的分子基础最新课件前体前体mRNAmRNA的加工的加工 mRNA mRNA前体分子的加工主要是真核前体分子的加工主要是真核mRNAmRNA，原核的原核的mRNAmRNA一般不经过加工。一般不经过加工。真核真核mRNAmRNA的加工一般要经过四步：的加工一般要经过四步： (1) 5(1) 5加帽加帽(7-(7-甲基鸟嘌呤核苷）；甲基鸟嘌呤核苷）； (2) 3(2) 3加尾（加尾（poly

53、A)poly A)； (3) (3) 切除内含子；切除内含子； (4) (4) 修饰：对某些碱基进行甲基化。修饰：对某些碱基进行甲基化。遗传物质的分子基础最新课件球蛋白球蛋白胰岛素胰岛素卵清蛋白卵清蛋白不同真核基因的不同真核基因的内含子与外显子内含子与外显子遗传物质的分子基础最新课件第五节第五节遗传密码与蛋白质的翻译遗传密码与蛋白质的翻译遗传物质的分子基础最新课件（一）遗传密码（一）遗传密码一一. . 遗传密码的试拼遗传密码的试拼19541954年年G. GamovG. Gamov（伽莫夫）（伽莫夫）对破译密码首先提出了设想对破译密码首先提出了设想v若一种碱基对应与一种氨基酸，那么只可能产生若

54、一种碱基对应与一种氨基酸，那么只可能产生4 4种氨基酸种氨基酸; ;v若若2 2个碱基编码一种氨基酸的话，个碱基编码一种氨基酸的话，4 4种碱基共有种碱基共有4 42 2=16=16种种不同的不同的 排列组合排列组合; ;v3 3个碱基编码一种氨基酸，经排列组合可产生个碱基编码一种氨基酸，经排列组合可产生4 43 3=64=64种种不同形式；不同形式；v若是四联密码，就会产生若是四联密码，就会产生4 44 4=256=256种种排列组合。排列组合。遗传物质的分子基础最新课件 1967 1967年，建立了遗传密码字典年，建立了遗传密码字典遗传物质的分子基础最新课件遗传密码的特点遗传密码的特点v(

55、1)(1)遗传密码是遗传密码是三联体三联体密码。密码。v(2)(2)遗传密码遗传密码无间隔号或逗号无间隔号或逗号。v(3)(3)遗传密码具有遗传密码具有通用性通用性（病毒到人类）（病毒到人类）。v(4)(4)遗传密码具有遗传密码具有简并性。简并性。 （甲硫氨酸甲硫氨酸和和色氨酸色氨酸以外的都有以外的都有2 2种以上密码子编码）种以上密码子编码）v(5) (5) 密码子有密码子有起始密码子起始密码子和和终止密码子终止密码子。v(6) (6) 遗传密码第三个碱基的遗传密码第三个碱基的灵活性灵活性。 （往往只有（往往只有最后一个碱基最后一个碱基有变化）有变化）遗传物质的分子基础最新课件( (二）二）

56、 蛋白质的合成蛋白质的合成1.1. 核糖体 是蛋白质翻译的场所，是由是蛋白质翻译的场所，是由rRNArRNA和和蛋白质蛋白质结合起来结合起来 的小颗粒，直径为的小颗粒，直径为13-30nm.13-30nm. 是两个亚基通过是两个亚基通过MgMg2+2+结合结合而组成。而组成。遗传物质的分子基础最新课件原核生物与真核生物核糖体的区别原核生物与真核生物核糖体的区别区别区别原核生物原核生物真核生物真核生物大亚基大亚基50S50S60S60S小亚基小亚基30S30S40S40SrRNArRNA大亚基：大亚基：5S5S、23S23S；小亚基：小亚基：16S16S大亚基：大亚基：5S5S、5.8S5.8S

57、、28S28S；小亚基：小亚基：18S18S多肽多肽大亚基：大亚基：3131；小亚基：小亚基：2121大亚基：大亚基：4949；小亚基：小亚基：3333遗传物质的分子基础最新课件原核生物与真核生物的核糖体原核生物与真核生物的核糖体遗传物质的分子基础最新课件3.3.在核糖体上合成蛋白质在核糖体上合成蛋白质v链的起始链的起始 - - 起始复合体的形成起始复合体的形成v链的延伸链的延伸 - - 延伸因子延伸因子Tu-GTP (EF-Tu-GTP)Tu-GTP (EF-Tu-GTP)， 转肽酶，延伸因子转肽酶，延伸因子G (EF- G)G (EF- G)v链的终止链的终止 - - 多肽链释放因子（多肽

58、链释放因子（RF)RF)遗传物质的分子基础最新课件(1) (1) 在原核生物中链的起始在原核生物中链的起始 起始因子的作用起始因子的作用v IF-3IF-3是是30S30S亚基与亚基与mRNAmRNA起始位点的特异结合所必须的。起始位点的特异结合所必须的。v IF-2IF-2是特异地和起始是特异地和起始tRNAtRNA结合并把它带到起始复合体中。结合并把它带到起始复合体中。v IF-1IF-1仅作为完整的起始复合物的一部分仅作为完整的起始复合物的一部分, ,可能和起始可能和起始 复合物的稳定性有关复合物的稳定性有关, , 而不是提供任何识别特异成份。而不是提供任何识别特异成份。遗传物质的分子基

59、础最新课件（2 2）原核生物中链的延伸）原核生物中链的延伸-延伸因子延伸因子 因子因子 基因基因 功能功能 抑制剂抑制剂 EF-Tu tufA,tufB 与氨基酰与氨基酰tRNA 黄色霉素黄色霉素 及及GTP结合结合 EF-Ts tsr 结合结合EF-Tu， 取代取代GDP EF-G 结合核糖体结合核糖体 梭链孢酸梭链孢酸 和和GTP 遗传物质的分子基础最新课件（3 3）肽链合成的终止）肽链合成的终止v终止密码终止密码 UAA,UGA,UAGUAA,UGA,UAG；vE.coliE.coli中有两个释放因子（中有两个释放因子（release factors RFrelease factors

60、RF）; ; RF1 RF1识别识别UAAUAA；RF2RF2识别识别UGAUGA和和UAGUAG。v这两个因子作用于这两个因子作用于A A位点位点, , 且需要且需要P P位点的肽酰位点的肽酰-tRNA-tRNA存在。存在。v终止反应是释放因子识别终止位点并与之结合，激活终止反应是释放因子识别终止位点并与之结合，激活肽基转移酶肽基转移酶，水，水解解P P位点上的多肽与位点上的多肽与tRNAtRNA之间的键，然后释放了多肽和之间的键，然后释放了多肽和tRNAtRNA。v在真核系统中只有一种释放因子在真核系统中只有一种释放因子eEFeEF可识别可识别3 3种终止密码子。种终止密码子。遗传物质的分

61、子基础最新课件遗传物质的分子基础最新课件遗传物质的分子基础最新课件氨基酸与氨基酸与tRNA复合体的形成复合体的形成遗传物质的分子基础最新课件核糖体的作用位点核糖体的作用位点v A位点位点（或称 acceptor site）可以进入 氨基酰-tRNA(aminoacyl-tRNA)。v P位点位点(或称供位，donor site) 是被肽基 酰-tRNA(peptidyl-tRNA)所占据。v(3)(3)E位点位点(Exit site) 脱酰tRNA(deacylated- tRNA)短暂地占据。遗传物质的分子基础最新课件核糖体，密码子与反密码子的关系核糖体，密码子与反密码子的关系遗传物质的分子

62、基础最新课件起始复合物的形成起始复合物的形成(1) IF-3和核糖体30S rRNA结合使16S RNA和mRNA 的S-D顺序结合 a.使30S 保持游离 b.形成起始复合体 I (2) IF-2 + GTP + 氨酰甲硫氨酸 中间复合体。 (3) IF-1置换出 IF-3, 50S亚基可和30S亚基结合。 (4) 50S+30S 复合体III，释放IF-1,IF-2。遗传物质的分子基础最新课件翻译的起始翻译的起始遗传物质的分子基础最新课件真核生物链的起始因子真核生物链的起始因子遗传物质的分子基础最新课件多肽链多肽链的延长的延长遗传物质的分子基础最新课件真核生物翻译的延伸因子真核生物翻译的延

63、伸因子遗传物质的分子基础最新课件翻译的终止翻译的终止遗传物质的分子基础最新课件ElectronmicrographshowingthecoupledtranscriptionandtranslationofageneinE.coli.遗传物质的分子基础最新课件4.中心法则及其发展中心法则及其发展*RNA可以反可以反转录形成转录形成DNA;*RNA可以自我可以自我复制；复制；*离体条件下，离体条件下，DNA可以直接指可以直接指导蛋白质合成，导蛋白质合成，从而丰富了中心从而丰富了中心法则的内容。法则的内容。遗传物质的分子基础最新课件在离体条件下，DNA可以直接指导蛋白质的合成，丰富了中心法则的内容

64、。遗传物质的分子基础最新课件2 原核生物的DNA复制遗传物质的分子基础最新课件、有关、有关DNADNA合成的酶：合成的酶：共性：只有共性：只有5 35 3聚合酶的功能，聚合酶的功能，DNADNA链只能由链只能由55向向33延伸；延伸；DNADNA合成必须在合成必须在引物引物引导下进行；引导下进行；具有外切酶的活性具有外切酶的活性、合成过程中的错误校正功能。、合成过程中的错误校正功能。遗传物质的分子基础最新课件、DNADNA复制过程：复制过程： 起始起始 延伸延伸 终止终止 1 1DNADNA双螺旋的解链双螺旋的解链 * * DNADNA解旋酶在解旋酶在ATPATP供能下，每分钟旋转供能下，每分

65、钟旋转 30003000次解开双螺旋；次解开双螺旋； * * 单链单链DNADNA结合蛋白结合蛋白马上结合在分开的马上结合在分开的 单链上，以避免产生单链内配对；单链上，以避免产生单链内配对； * * DNADNA拓扑异构酶来解决由于复制叉的拓扑异构酶来解决由于复制叉的 推进而产生超螺旋的问题。推进而产生超螺旋的问题。遗传物质的分子基础最新课件2. DNA2. DNA合成的开始合成的开始 合成合成DNADNA片段之前，先由片段之前，先由RNARNA聚合酶合成一小段聚合酶合成一小段RNARNA引物引物( (不超过不超过1212个碱基对个碱基对) DNA) DNA聚合酶才开始起作用合成聚合酶才开始

66、起作用合成DNADNA片段。片段。遗传物质的分子基础最新课件3. 3. 后随链的不连续复制后随链的不连续复制DNADNA聚合酶，以聚合酶，以5 3 5 3 方向发挥作用；方向发挥作用； 从从3 5 3 5 合成方向的一条链，就会遇到困难。合成方向的一条链，就会遇到困难。考恩伯格考恩伯格( Kornberg A., 1967)( Kornberg A., 1967)提出不连续复制假说：提出不连续复制假说：在在3 3 55方向链上，仍按从方向链上，仍按从55 33的方向一段段地的方向一段段地合成合成DNADNA单链小片段单链小片段“冈崎片段冈崎片段”(1000(10002000bp)2000bp)

67、 由由连接连接酶酶连接这些片段连接这些片段 形成一条连续的单链。形成一条连续的单链。 遗传物质的分子基础最新课件3 5 3 5 3535解链方向解链方向前导链前导链后随链后随链DNADNA的半不连续复制的半不连续复制35遗传物质的分子基础最新课件（一）真核的（一）真核的RNARNA聚合酶聚合酶 真核生物的三种RNA聚合酶的特点RNA Pol位置 产物 相对活性 对-鹅膏蕈的敏感性Pol 核仁28s,18s,5.8s rRNAs 5070% 不敏感Pol 核质hnRNA,mRNA,某些SnRNA 2040% 高度敏感Pol 核质tRNA,5SrRNA,某些SnRNAs 10% 片段特异，中等敏感

68、 转录的抑制剂v 抑制剂 靶酶 抑制作用 利福霉素细菌全酶和亚基结合，抑制起始 链霉溶菌素细菌核心酶和亚基结合，抑制起始 放射线素D真核Pol和DNA结合，阻止延伸 -鹅膏蕈真核Pol和RNA Pol结合遗传物质的分子基础最新课件 B220240Kda与模板结合，与链的起始，延伸有关，相 当于原核 RNA Pol的亚基C端含有羧基末端功能区 大亚基 B140150Kda与DNA、底物和新生的RNA结合，相当于原核RNA Pol B44.5酶的连接，相当于原核RNA的亚基RNA Pol ABC 27KDa 磷酸化蛋白， 1类三种RNA Pol共有，如 ABC 25.5KDa 与DNA结合有关 A

69、BC 23KDa B 12.6 小亚基 2类Pol 特有 B 23 B 14.5 B 10 3类在某些条件下可除去的亚基 B 23参与酶的基本结构 B 16.5细胞器的RNA Pol和噬菌体的RNA相似，因有单一固定的功能，分子量较小 表12-3 真核生物聚合酶的成分及功能遗传物质的分子基础最新课件RNA PolRNA Pol识别的启动子和调控区识别的启动子和调控区 TATA框 核心元件 启始子（initiator，Inr）:一般由PY2CAPY5构成， 位于-3+5 ，可能提供RNA pol 识别。 CAAT box、类启动子 上游元件组成 GC box Oct 增强子（enhancer）

70、远端调控区 减弱子（dehancer） 静息子（silencer） 上游激活序列（upstream activating sequences UASs） 遗传物质的分子基础最新课件.上游启动子元件（上游启动子元件（UPEUPE） 哺乳动物哺乳动物RNA PolRNA Pol上游转录因子结合的元件上游转录因子结合的元件 元件元件保守序列保守序列结合结合DNADNA的长度的长度 蛋白质因子蛋白质因子TATAboxTATAboxTATAAAATATAAAA 10bp10bp TBP TBPCCAAT boxCCAAT boxGGCCAATCTGGCCAATCT 22bp22bp CTF/NF1 CT

71、F/NF1GC boxGC boxGGGCGGGGGCGG 20bp20bp SP1 SP1OctamerOctamerATTTGCATATTTGCAT 20bp20bp Oct-1 Oct-1OctamerOctamerATTTGCATATTTGCAT 23bp 23bp Oct-2 Oct-2KB KB GGGACTTTCCGGGACTTTCC 10bp10bp NFKB NFKBATFATF GTGACGT GTGACGT 20bp20bp ATF ATF B. Lewin: B. Lewin:GENESGENES.1997,Table 28.2.1997,Table 28.2遗传物质的

72、分子基础最新课件 人类人类型启动子的转录因子型启动子的转录因子因子因子 分子量分子量 功能功能RNAPol 10KRNAPol 10K 依赖模板合成依赖模板合成RNARNATFATFA12,19,35K 12,19,35K 稳定稳定TFDTFD和和DNADNA的结合，激活的结合，激活TBPTBP亚基亚基TFBTFB33K33K 结合模板链（结合模板链（-10-10+10+10），起始），起始PolPol结合，和结合，和TFE/FTFE/F 相互作用相互作用TFDTFD(TBP,30K) TBP(TBP,30K) TBP亚基识别亚基识别TATATATA，将聚合酶组入复合体中，将聚合酶组入复合体中

73、，TAFsTAFs识别识别 特殊启动子特殊启动子TFETFE34K() 34K() 结合在结合在PolPol的前部，使复合体的保护区延伸到下游的前部，使复合体的保护区延伸到下游 57K()57K()TFFTFF38, 74K38, 74K 大亚基具解旋酶活性（大亚基具解旋酶活性（RAP74RAP74）, ,小亚基和小亚基和PolPol结合，结合， 介导其加入复合体介导其加入复合体TFHTFH 具激酶活性，可以磷酸化具激酶活性，可以磷酸化PolCPolC端的端的CTDCTD，使，使PolPol逸出，延伸逸出，延伸TFITFI120K120K 识别识别InrInr，起始，起始TFF/DTFF/D结

74、合结合TFJTFJ 在在TFFTFF后加入复合体，不改变后加入复合体，不改变DNADNA的结合方式的结合方式TFSTFS RNA RNA合成延伸合成延伸遗传物质的分子基础最新课件 转录因子 转录复合体TBPTAFsTFIIATFIIB TFIIF Pol IITFIIE RNA pol 的转录起始遗传物质的分子基础最新课件hnRNAhnRNA的结构的特点的结构的特点v(1) 5(1) 5端有帽结构；端有帽结构； v(2) 3(2) 3端有端有polypoly（A A）尾巴；）尾巴；v(3) (3) 帽结构后有帽结构后有3 3个寡聚个寡聚U U区，每个长约区，每个长约30nt30nt；v(4)

75、(4) 有重复序列，位于寡聚有重复序列，位于寡聚U U区后面；区后面；v(5) (5) 有茎环结构，可能分布于编码区（非重有茎环结构，可能分布于编码区（非重 复序列）的两侧；复序列）的两侧；v(6) (6) 非重复序列中有内含子区。非重复序列中有内含子区。遗传物质的分子基础最新课件遗传物质的分子基础最新课件遗传物质的分子基础最新课件内含子的剪接内含子的剪接核酶核酶(Ribozyme) 是指本质为RNA或以RNA为主含有蛋白质辅基的一类具有催化功能的物质。 1981年T.Cech和S.Atman等在研究四膜虫rRNA时发现的； T. Cech提 出 由 核 糖 核 酸 （ ribonucleic

76、 acid）和酶（enzyme）这两个词“重组” 这个定义。遗传物质的分子基础最新课件核酶和传统酶的区别：v(1)一般的酶是纯的蛋白质，而核酶是RNA或带有蛋白的RNA；v(2)核酶既是催化剂又是底物。而酶仅催化反应。核酶发现的意义核酶发现的意义v（1）突破了酶的概念，核酶是一种自体催化；v（2）揭示了内含子自我剪接的奥秘；促进了RNA 的研究。v（3）为生命的起源和分子进化提供了新的依据。遗传物质的分子基础最新课件RNA的剪接方式（三种）的剪接方式（三种）v tRNA前体的剪接 剪接内切核酸酶，剪接连接酶v rRNA前体的剪接（部分） RNA自剪接- 核酶v mRNA前体的剪接 核酸蛋白质复

77、合结构- 核酸剪接体 遗传物质的分子基础最新课件Chambon等发现内含子切割位点有等发现内含子切割位点有2个特点个特点（1）内含子的两个末端并不存在同源或互补。 这就排除了存在二级结构的可能。（2）连接点具有很短的保守序列，称为边界边界 顺序顺序。其规律称为GT-AG法则（GT-AG rule) 或Chambon法则。 左边的剪接位点称供体供体（donor）位点位点， 右边的剪接位点称受体受体（acceptor）位点位点。遗传物质的分子基础最新课件交界顺序交界顺序遗传物质的分子基础最新课件 帽子结构的功能帽子结构的功能v(1)(1)有助于有助于mRNAmRNA越过核膜，进入胞质；越过核膜，进

78、入胞质；v(2)(2)保护保护55不被酶降解；不被酶降解；v(3)(3)翻译时供翻译时供IFIF（起始因子）和核糖体识别。（起始因子）和核糖体识别。遗传物质的分子基础最新课件加加尾尾(1) (1) 特殊特殊因子因子( (CPSF)CPSF)识别识别AAUAAAAAUAAA并指导其它的活性并指导其它的活性(2) (2) 剪切因子剪切因子(CF)(CF)在加尾位点在加尾位点 AAUAAAAAUAAA下游下游11113030nt nt 处剪切处剪切RNARNA；(3) (3) 末端腺苷转移酶末端腺苷转移酶 poly(A)poly(A)聚合酶聚合酶 合成合成 poly(A)poly(A)尾巴尾巴，也叫

79、聚腺苷酸化，也叫聚腺苷酸化；(4)(4) PBP PBP与与poly(A)poly(A)结合，反应停止。结合，反应停止。作用：作用： （1 1）增加）增加mRNAmRNA的稳定性的稳定性 （2 2） mRNAmRNA的运输的运输遗传物质的分子基础最新课件电镜下电镜下DNA-mRNA的分子杂交的分子杂交遗传物质的分子基础最新课件遗传密码的证实遗传密码的证实v1966年Sterisinger等用T4噬菌体证实了遗传密码是完全正确的。v他们采用的方法跟Crick的原黄素诱发移码突变的方法相同，物理诱变使T4溶菌酶产生了移码突变，根据突变后的蛋白质一级结构和野生型溶菌酶氨基酸顺序进行了比较。遗传物质的

80、分子基础最新课件遗传物质的分子基础最新课件u 摆动假说(wobble hypothesis)是由Crick. F（1966年）提出的。即当 tRNA 的反密码子与mRNA的密码子配对时前两对严格遵守碱基互补配对法则，但第三对碱基有一定的自由度可以“摆动”。摆动假说也称为三中读二三中读二（2 out of 3 reading）。遗传物质的分子基础最新课件遗传物质的分子基础最新课件1. 核糖体原核和真核生物核糖体的组成及功能核糖体亚基 rRNAs 蛋白 RNA的特异顺序和功能 细菌 70S 50S 23S=2904b 31种(L1-L31） 含CGAAC和GTCG互补2.5106D 5S=120b

81、66%RNA 30S 16S=1542b 21种(S1-S21) 16SRNA(CCUCCU)和S-D 顺序(AGGAGG)互补 哺乳动物 80S 60S 28S=4718b 49种 有GAUC和tRNAfMat的TCG互补4.2106D 5S=120b 60%RNA 5.8S=160b 40S 18S=1874b 33种 和Capm7G结合( (二）二） 蛋白质的合成蛋白质的合成遗传物质的分子基础最新课件 2. 氨基酰氨基酰-tRNA的形成的形成 及核糖体的作用位点及核糖体的作用位点v氨基酰氨基酰 tRNA分子的形成分子的形成 氨基酸的活化氨基酸的活化 (氨酰氨酰tRNA 合成酶合成酶) 活化：活化： aa + ATP + E* 氨基酰氨基酰-AMP-E + PPi 转移：转移： 氨基酰氨基酰-AMP-E + tRNA aa - tRNA+AMP +E遗传物质的分子基础最新课件