遗传信息的传送—DNA、RNA、蛋白质的生物合成复制复制复制复制转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译逆转录逆转录逆转录逆转录复制复制复制复制DNARNA蛋白质蛋白质中心法那么中心法那么 第一节第一节 DNA的生物合成的生物合成 — DNA的复制的复制-概念：-时期：以亲代DNA分子为模板，合成子代DNA分子的过程场所：有丝分裂间期、减数第一次分裂间期有丝分裂间期、减数第一次分裂间期细胞核(主要)、叶绿体、线粒体-碱基互补配对原那么：A A A A＝＝＝＝T G≡CT G≡CT G≡CT G≡C 第一节第一节 DNA的生物合成的生物合成 — DNA的复制的复制-原料：四种四种四种四种 dNTP dNTP dNTP dNTP：：：：dATP dATP dATP dATP 、、、、dTTPdTTPdTTPdTTP、、、、dGTPdGTPdGTPdGTP、、、、 dCTP dCTP dCTP dCTP 〔〔dNMP〕〕n＋＋dNTP→〔〔dNMP〕〕n+l ＋＋ ppi 3’, 5’-磷酸二酯键磷酸二酯键3’5’ 一、一、DNADNA复制的特点复制的特点1、半保管复制3、半不延续复制2、DNA复制的起点和方向 1 1、、DNADNA的半保管复制的半保管复制亲代亲代亲代亲代DNADNADNADNA子代子代子代子代子代子代子代子代(1)“(1)“半保管复制假说半保管复制假说〞〞的提出：的提出： 1953 1953年，年，Watson & CrickWatson & Crick在在DNADNA双螺旋根底上提出。
双螺旋根底上提出 科学家提出的三种科学家提出的三种DNADNA复制模型复制模型 (2) “(2) “半保管复制假说半保管复制假说〞〞的实验证明：的实验证明：üü将将将将E.ColiE.ColiE.ColiE.Coli培育在以培育在以培育在以培育在以15NH4Cl15NH4Cl15NH4Cl15NH4Cl为独一氮源的培育基中生为独一氮源的培育基中生为独一氮源的培育基中生为独一氮源的培育基中生长；长；长；长；üü提取其提取其提取其提取其DNA DNA DNA DNA 进展密度梯度进展密度梯度进展密度梯度进展密度梯度离心üü再移至再移至再移至再移至14N14N14N14N培育基中生长；培育基中生长；培育基中生长；培育基中生长；üü在不同时期提取在不同时期提取在不同时期提取在不同时期提取DNADNADNADNA，进，进，进，进展密度梯度离心展密度梯度离心展密度梯度离心展密度梯度离心MeselsonMeselson和和和和Stahl Stahl 实验实验实验实验 MeselsonMeselson和和和和Stahl Stahl 实验实验实验实验 2 2、、DNADNA复制的起点和方向复制的起点和方向ü复制的起始点：ü DNA复制要从DNA分子的特定部位开场。
ü原核生物中DNA(环形)的复制只需一个起始点ü真核生物染色体DNA(线形)的复制有多个起始点 üDNA的双向复制：DNA从起始点向两个方向解链，构成两个延伸方向相反的复制叉 原核生物的双向复制 真核生物的双向复制 5’5’5’3’3’3’3’5’5’5’5’3’3’3’3’5’5’5’5’3’3’3’3’ 前导链前导链前导链前导链随从链随从链随从链随从链岗崎片段岗崎片段岗崎片段岗崎片段3、半不延续复制ü体内仅存在5’ →3’的DNA聚合酶；ü新链延伸的方向只能是5’→3’ 前导链：以前导链：以3’→5’3’→5’方向的母链作为模板，方向的母链作为模板，新合成的以新合成的以5’→3’5’→3’为方向延续合成的链为方向延续合成的链 〔复制方向与解链方向一致〕〔复制方向与解链方向一致〕随从链随从链( (滞后链滞后链): ): 以以5’→3’5’→3’方向的母链作为方向的母链作为模板，沿模板，沿5’→3’5’→3’方向合成一些方向合成一些1000—1000—20002000个核苷酸不延续的小片段，由小片段衔个核苷酸不延续的小片段，由小片段衔接成随从链。
接成随从链 〔复制方向与解链方向相反〔复制方向与解链方向相反) )冈崎片段：以冈崎片段：以5’→3’5’→3’方向的母链作为方向的母链作为模板，沿模板，沿5’→3’5’→3’方向合成的一些方向合成的一些1000—20001000—2000个核苷酸不延续的小片段个核苷酸不延续的小片段半不延续复制：领头链延续复制而随从链不延续复制半不延续复制：领头链延续复制而随从链不延续复制半不延续复制：领头链延续复制而随从链不延续复制半不延续复制：领头链延续复制而随从链不延续复制 3 5 3 5 解链方向解链方向解链方向解链方向3´5´3´3´5´随从链随从链随从链随从链前导链前导链前导链前导链冈崎片段冈崎片段冈崎片段冈崎片段 二、参与二、参与DNADNA复制的酶和蛋白质复制的酶和蛋白质1、原核生物的DNA聚合酶2、真核生物的DNA聚合酶3、解链、解旋酶类4、DNA拓扑异构酶5、引发体6、DNA衔接酶 DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶ⅠⅠⅠⅠ5’ 3’5’ 3’5’ 3’5’ 3’外切酶外切酶外切酶外切酶 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’外切酶外切酶外切酶外切酶 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶ⅡⅡⅡⅡ与与与与ⅢⅢⅢⅢ5’ 3’5’ 3’5’ 3’5’ 3’聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’外切酶外切酶外切酶外切酶 1、原核生物的DNA聚合酶DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶ⅢⅢⅢⅢ DNA DNA 复制的主要酶。
复制的主要酶复制的主要酶复制的主要酶DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶ⅠⅠⅠⅠ用于切除用于切除用于切除用于切除RNARNA引物，引物，引物，引物， 损伤后修复损伤后修复损伤后修复损伤后修复 DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶ⅡⅡⅡⅡ只是在无只是在无只是在无只是在无pol Ipol I及及及及pol pol ⅢⅢⅢⅢ的情况下才起作用的情况下才起作用的情况下才起作用的情况下才起作用 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 外切酶外切酶外切酶外切酶 聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶N NC C 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’ 5’ 3’外切酶外切酶外切酶外切酶小片段小片段小片段小片段大片段〔大片段〔大片段〔大片段〔 klenow klenow片段〕片段〕片段〕片段〕〔常用的工具酶〕〔常用的工具酶〕〔常用的工具酶〕〔常用的工具酶〕DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶ⅠⅠⅠⅠ DNA聚合酶的校正作用聚合酶的校正作用n n依赖于依赖于3 3个聚合酶的个聚合酶的3’3’末端外切酶活性，进展校正末端外切酶活性，进展校正和纠错。
和纠错n n多种蛋白质参与，从而保证了复制的准确性多种蛋白质参与，从而保证了复制的准确性 2 2、真核细胞的、真核细胞的DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA－－pol αpol α，，ββ，，γγ，，δδ，，εεDNADNA－－po1δpo1δ：延伸领头链和随从链；：延伸领头链和随从链；DNA—poIαDNA—poIα：合成：合成RNARNA引物；引物；DNADNA－－polεpolε：校读、修复和填补缺口校读、修复和填补缺口DNA—polβDNA—polβ：在没有其他：在没有其他DNADNA－－polpol时发扬催化功能时发扬催化功能DNA—po1γDNA—po1γ：催化线粒体：催化线粒体DNADNA的合成 4 4、解链、解旋酶类、解链、解旋酶类n nDNADNA解链酶解链酶n n单单DNADNA结合蛋白结合蛋白(SSB(SSB〕〕n n解开解开解开解开DNADNADNADNA双链双链双链双链每个每个每个每个bpbpbpbp耗费耗费耗费耗费2 2 2 2个个个个ATPATPATPATPn n与单链与单链与单链与单链DNADNADNADNA结合结合结合结合, , , ,维持单链维持单链维持单链维持单链形状形状形状形状 (“ (“ (“ (“镇纸〞镇纸〞镇纸〞镇纸〞) ) ) )n n使其不受核酸酶水解，坚使其不受核酸酶水解，坚使其不受核酸酶水解，坚使其不受核酸酶水解，坚持完好性。
持完好性持完好性持完好性 n n拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶ⅠⅠⅠⅠn n 转轴酶转轴酶转轴酶转轴酶n n拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶Ⅱ Ⅱ Ⅱ Ⅱ n n 旋转酶旋转酶旋转酶旋转酶 n n切断切断切断切断DNADNADNADNA双螺旋中的一股，双螺旋中的一股，双螺旋中的一股，双螺旋中的一股，张力下降后封锁张力下降后封锁张力下降后封锁张力下降后封锁n n切断切断切断切断DNADNADNADNA双链，使另一双双链，使另一双双链，使另一双双链，使另一双链经过此缺口，再封锁链经过此缺口，再封锁链经过此缺口，再封锁链经过此缺口，再封锁4、DNA拓扑异构酶改动DNA分子构象，理顺DNA链，使复制能顺利进展 5 5、引发体、引发体n n蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质n nDnaADnaADnaADnaA蛋白蛋白蛋白蛋白n nDnaBDnaBDnaBDnaB蛋白蛋白蛋白蛋白n n引物酶引物酶引物酶引物酶n n结合到结合到DNADNA双链复制起始部位双链复制起始部位 n n解链酶的作用解链酶的作用n n合成合成RNARNA引物引物RNA引物的合成和复制的起始必需。
6、DNA衔接酶n n催化二段催化二段DNADNA链之间链之间3’,5’ 3’,5’ 磷酸二酯键的构磷酸二酯键的构成成3’3’OHOH5’5’3’3’ O OO- P OO- P O O- O-有缺口的有缺口的有缺口的有缺口的DNADNADNADNA链链链链DNADNADNADNA衔接酶衔接酶衔接酶衔接酶ATPATPAMP+PPiAMP+PPi O OO P OO P O O- O-5’3’3’缺口封锁缺口封锁缺口封锁缺口封锁 n n缺口填补缺口填补: :n n衔接双股衔接双股DNADNA分子中一链的缺口分子中一链的缺口n n双链双链DNADNA分子中双链的缺口分子中双链的缺口n n不能衔接二分子单链不能衔接二分子单链DNA DNA DNADNA衔接酶的运用衔接酶的运用: :1.1.岗崎片段之间的衔接岗崎片段之间的衔接. .2.DNA2.DNA损伤修复中的衔接损伤修复中的衔接. .3.3.一种重要的工具酶一种重要的工具酶: : 限制性内切酶切割后构成的粘性末端或限制性内切酶切割后构成的粘性末端或平头末端的衔接平头末端的衔接. . 三、原核细胞三、原核细胞DNADNA的复制的复制1、合成所需资料：、合成所需资料：①①模板模板DNA②②原料：合成引物所需原料：合成引物所需NTP 合成合成DNA所需的所需的dNTP③③酶：酶：2、合成方向：、合成方向：5’→3’；； 模板链解读方向：模板链解读方向： 3’ → 5’ 3 3、合成步骤：、合成步骤：(1)解旋：由拓扑异构酶Ⅱ解除超螺旋；(2)解链：由DNA解螺旋酶催化，SSB与单链DNA结合，防止双链间氢键再构成； (3)识别起点：由DNA指点的引物酶完成；(4)RNA引物合成：以DNA为模板，在引物酶催化下由DNA转录生成5-10个核糖核苷酸链；(5)DNA链延伸：在引物3’-OH基上，按碱基互补原那么经DNA聚合酶〔主要是酶Ⅲ〕催化DNA链从5’→3’延伸。
前导链为延续的；后滞链为不延续的冈崎片段 (6)(6)(6)(6)切除引物，补齐缺口：由切除引物，补齐缺口：由切除引物，补齐缺口：由切除引物，补齐缺口：由DNADNADNADNA聚合酶〔主要是酶聚合酶〔主要是酶聚合酶〔主要是酶聚合酶〔主要是酶ⅠⅠⅠⅠ〕催化，切去〕催化，切去〕催化，切去〕催化，切去RNARNARNARNA引物；按碱基互补原那么，沿引物；按碱基互补原那么，沿引物；按碱基互补原那么，沿引物；按碱基互补原那么，沿5’→3’5’→3’5’→3’5’→3’方向，补齐缺口方向，补齐缺口方向，补齐缺口方向，补齐缺口7)(7)(7)(7)衔接封口：由衔接封口：由衔接封口：由衔接封口：由DNADNADNADNA衔接酶催化，将补齐缺口的衔接酶催化，将补齐缺口的衔接酶催化，将补齐缺口的衔接酶催化，将补齐缺口的3’-3’-3’-3’-OHOHOHOH基与下一个冈崎片段的基与下一个冈崎片段的基与下一个冈崎片段的基与下一个冈崎片段的5’-P5’-P5’-P5’-P以磷酸二酯键衔接以磷酸二酯键衔接以磷酸二酯键衔接以磷酸二酯键衔接起来，最终构成完好的、与模板互补的起来，最终构成完好的、与模板互补的起来，最终构成完好的、与模板互补的起来，最终构成完好的、与模板互补的DNADNADNADNA新链。
新链8)(8)(8)(8)校正并修复校正并修复校正并修复校正并修复DNADNADNADNA：由：由：由：由DNADNADNADNA聚合酶校正并切除错配，聚合酶校正并切除错配，聚合酶校正并切除错配，聚合酶校正并切除错配，再按再按再按再按5’→3’5’→3’5’→3’5’→3’方向加上正确核苷酸方向加上正确核苷酸方向加上正确核苷酸方向加上正确核苷酸 模板DNA前导链模板解旋酶引物后滞链模板DNpolymerase衔接酶冈崎片段已衔接的冈崎片段单链结合蛋白新合成的前导链DNA聚合酶4〕母本DNA双链的分别 四、真核细胞四、真核细胞DNADNA的复制：的复制：¡ ¡1 1、、DNADNA模板上有多个起点，即真核细胞模板上有多个起点，即真核细胞 DNADNA复制由多个复制子共同完成复制由多个复制子共同完成真核生物与原核类似，但更复杂，不同之处：真核生物与原核类似，但更复杂，不同之处：复制子复制子复制子复制子 ¡ ¡2 2、端粒的复制：、端粒的复制：端粒：端粒： 线形染色体末端的核苷酸序列线形染色体末端的核苷酸序列 染色体两端染色体两端染色体两端染色体两端DNADNADNADNA子链上最后复制的子链上最后复制的子链上最后复制的子链上最后复制的RNARNARNARNA引物，去引物，去引物，去引物，去除后留下空隙。
留下的空隙如没法填补，细胞染色体除后留下空隙留下的空隙如没法填补，细胞染色体除后留下空隙留下的空隙如没法填补，细胞染色体除后留下空隙留下的空隙如没法填补，细胞染色体DNADNADNADNA将面临复制一次就缩短一些的问题将面临复制一次就缩短一些的问题将面临复制一次就缩短一些的问题将面临复制一次就缩短一些的问题 现实上染色体虽经多次复制，却不会越来越短的现实上染色体虽经多次复制，却不会越来越短的现实上染色体虽经多次复制，却不会越来越短的现实上染色体虽经多次复制，却不会越来越短的由于真核生物染色体线性由于真核生物染色体线性由于真核生物染色体线性由于真核生物染色体线性DNADNADNADNA分子末端存在着特殊分子末端存在着特殊分子末端存在着特殊分子末端存在着特殊的构造称为端粒的构造称为端粒的构造称为端粒的构造称为端粒 端粒酶：催化端粒复制的一种端粒酶：催化端粒复制的一种RNA-蛋白质复蛋白质复合物，携带合物，携带RNA模板〔与端粒互补〕的逆转录模板〔与端粒互补〕的逆转录酶 功能：功能：1〕起模板作用；〕起模板作用； 2〕有逆转录酶的〕有逆转录酶的作用。
作用 端粒复制:1 1〕借〕借RNARNA与末端与末端DNADNA互补；互补；2 2〕以酶上〕以酶上RNARNA为模板为模板合成一段合成一段DNADNA；；3 3〕延伸的〕延伸的DNADNA反折为反折为双链是不依赖模板是不依赖模板DNADNA的的复制来补偿切除引物复制来补偿切除引物引起的末端缩短引起的末端缩短 端粒、端粒酶意义¡与细胞衰老、凋亡有关；与细胞衰老、凋亡有关；¡ 端粒的平均长度随细胞分裂次数的增多及年龄的增长而逐端粒的平均长度随细胞分裂次数的增多及年龄的增长而逐渐变短至消逝，可导致染色体稳定性下降，导致细胞衰老凋亡渐变短至消逝，可导致染色体稳定性下降，导致细胞衰老凋亡¡ 正常：体细胞端粒酶活性丧失，端粒的长度不断缩短正常：体细胞端粒酶活性丧失，端粒的长度不断缩短¡ 异常：肿瘤细胞端粒酶活性恢复，端粒复制，细胞恶性增异常：肿瘤细胞端粒酶活性恢复，端粒复制，细胞恶性增殖殖¡抑制端粒酶活性可防治肿瘤抑制端粒酶活性可防治肿瘤 Ø转录的产物：转录的产物：第二节第二节 RNA的生物合成的生物合成 — 转录转录转录：转录：转录：转录：DNADNA指点下的指点下的指点下的指点下的RNARNA合成。
合成Ø转录的场所：转录的场所：信使信使RNARNA〔〔mRNAmRNA〕〕核糖体核糖体RNARNA〔〔rRNArRNA〕〕转运移转运移RNARNA〔〔tRNAtRNA〕〕Ø转录的原料：转录的原料：〔〔NMP〕〕n＋＋NTP→〔〔NMP〕〕n+l ＋＋ ppi四种四种四种四种 NTP NTP NTP NTP：：：：ATP ATP ATP ATP 、、、、UTPUTPUTPUTP、、、、GTPGTPGTPGTP、、、、 CTP CTP CTP CTP 细胞核细胞核转录转录RNADNA ¡ ¡均以DNA为模板；¡ ¡都是生成3’，5’ —磷酸二酯键；¡ ¡合成的方向都是5’ →3’；¡ ¡服从碱基配对规律一、转录与DNA复制的类似之处： 复制和转录的区别复制和转录的区别 二、转录的模板：¡模板链模板链 ：：¡ DNA双链中只一条链双链中只一条链可做转录模板，又称为可做转录模板，又称为“Watson链〞¡编码链：编码链：¡ 无转录功能的无转录功能的DNA链，链，又称为又称为“Crick链〞链〞 ¡二者可在同一条链上二者可在同一条链上 转录是以构造基因作为单位的。
转录是以构造基因作为单位的转录是以构造基因作为单位的转录是以构造基因作为单位的 5′···GCAGTACATGTC ···3′3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′5′···GCAGUACAUGUC ···3′N······Ala · Val · His · Val ······C编码链编码链模板链模板链mRNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译不对称转录不对称转录 5 5 3 3 3 3 5 5 模板链模板链编码链编码链编码链编码链模板链模板链构造基因构造基因转录方向转录方向转录方向转录方向模板链并非永远在同一条单链上模板链并非永远在同一条单链上 三、RNA聚合酶不需引物不需引物不需引物不需引物, , , ,在单核苷酸的在单核苷酸的在单核苷酸的在单核苷酸的3’-OH3’-OH3’-OH3’-OH上逐个加核苷酸上逐个加核苷酸上逐个加核苷酸上逐个加核苷酸 〔一〕原核生物的〔一〕原核生物的RNARNA聚合酶聚合酶2α，，β，，β’，，σ 中心酶全酶 全酶：具有αββ’γσ亚基中心酶：没有σ亚基 RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合聚合酶全酶在转录起始区的结合 ¡3种： Ⅰ Ⅱ Ⅲ 类型 部位 转 录 产 物 对鹅膏蕈碱的敏感度Ⅰ 核仁 5.8S\18S\28S rRNA 不敏感Ⅱ 核质 mRNA, snRNA, hnRNA 高度敏感Ⅲ 核质 tRNA, 5SrRNA, 一种snRNA, 中度敏感〔二〕真核生物的〔二〕真核生物的RNARNA聚合酶聚合酶 (一) 原核细胞的转录四、转录的过程起始起始起始起始→→→→延伸延伸延伸延伸→ → → → 终止终止终止终止 原原核核生生物物一一个个转转录录单单位位称称为为支支配配子子，，包包括括假设干个构造基因及其上游的调控序列。
假设干个构造基因及其上游的调控序列 5 3 3 5 构造基因构造基因调控序列调控序列RNA-pol1 1、起始、起始ü启动子：与启动子：与RNA聚合酶结合启动基因转录的聚合酶结合启动基因转录的DNA序序列，为转录开场的位点列，为转录开场的位点 (上游的上游的-35序列和序列和-10序列序列) A A A A、全酶与启动子结合；、全酶与启动子结合；、全酶与启动子结合；、全酶与启动子结合；B B B B、、、、DNADNADNADNA部分解开双螺旋；部分解开双螺旋；部分解开双螺旋；部分解开双螺旋；基因起点基因起点DNADNARNARNA聚合酶聚合酶起始的过程：起始的过程：起始的过程：起始的过程：C C C C、、、、 在在在在RNARNARNARNA聚合酶作用下聚合酶作用下聚合酶作用下聚合酶作用下发生第一次聚合反响，发生第一次聚合反响，发生第一次聚合反响，发生第一次聚合反响，构成转录起始复合物构成转录起始复合物构成转录起始复合物构成转录起始复合物RNApol (2 ) - DNA - pppGpN- OH 3 转录起始复合物转录起始复合物:5 -pppG -OH + NTP 5 -pppGpN - OH 3 + ppi A A、、 合成开场后合成开场后,σ ,σ亚基释放，然后都由中心酶催化。
亚基释放，然后都由中心酶催化B B、中心酶沿模板挪动，选择、中心酶沿模板挪动，选择NTPNTP，暂时构成，暂时构成DNA-RNADNA-RNA杂交链基因基因3'3'端端模板链模板链合成方向合成方向基因基因5'5'端端RNARNA2 2、延伸、延伸(NMP) n + NTP (NMP) n+1 + PPi C C、、 RNA RNA向前挪动，向前挪动，DNADNA解链酶向前推进，解链酶向前推进，RNARNA链延伸 DNA DNA互补链取代杂交链中的互补链取代杂交链中的RNARNA，恢复双，恢复双螺旋构造螺旋构造 RNARNA链的延伸链的延伸合成方向合成方向5’3’2 2、延伸、延伸 5 3 DNA原核生物转录过程中的羽毛状景象原核生物转录过程中的羽毛状景象核糖体核糖体RNARNA聚合酶聚合酶 ¡RNARNA聚合酶到达终止位点，聚合反响停顿聚合酶到达终止位点，聚合反响停顿释放释放RNARNA分子分子RNARNA聚合酶聚合酶脱离脱离3 3、终止、终止¡依赖依赖ρ因子〔终止子〕的转录终止因子〔终止子〕的转录终止¡非依赖非依赖ρ因子的转录终止因子的转录终止分类：分类： A、不需ρ因子〔终止子〕的终止a 、发夹构造的构成：、发夹构造的构成： DNA上的回文序列使上的回文序列使RNA产物产物3’ 端本身碱端本身碱基互补，构成发夹构造，杂合链趋于解体。
基互补，构成发夹构造，杂合链趋于解体b 、产物的寡聚、产物的寡聚U片段促进片段促进RNA 从从DNA上零落：上零落： 杂交链中杂交链中A- U间氢键相对较弱，新生间氢键相对较弱，新生RNA易从易从模板上零落，不需模板上零落，不需ρ因子即可终止因子即可终止 不需ρ因子的终止发夹构造发夹构造寡聚寡聚U片段片段 B、需ρ因子终止üρ因子是一个因子是一个6聚体蛋白，其功能：聚体蛋白，其功能：ü 1〕终止因子；〕终止因子；ü 2〕〕NTPase活性：活性：ü 3〕解旋酶活性〕解旋酶活性ü过程：过程：ü 1〕在〕在RNA存在下，水解存在下，水解NTP产能，使产能，使ρ因子因子与与 RNApol结合；结合； ü 2〕解旋酶活性使〕解旋酶活性使RNA：：DNA杂合链拆开，杂合链拆开，释放释放RNA，酶和，酶和ρ因子一同从因子一同从DNA上零落下来上零落下来 A T P 需需ρ因因子子终终止止 ü特点：特点：ü --因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的景象 ü --一个基因上可同时进展多个转录过程，一个基因上可同时进展多个转录过程，产生多条产生多条RNA链。
链ü -蛋白质编码基因多是不延续的，编码部分蛋白质编码基因多是不延续的，编码部分〔外显子〕被不编码基因〔内含子〕隔断〔外显子〕被不编码基因〔内含子〕隔断二) 真核细胞的转录 ¡细菌中合成的细菌中合成的mRNAmRNA大多不需求加工；大多不需求加工；¡真核细胞合成的真核细胞合成的mRNAmRNA需求加工需求加工五、转录产物的加工在专注酶作用下，切除多余部分或修饰，才成为在专注酶作用下，切除多余部分或修饰，才成为在专注酶作用下，切除多余部分或修饰，才成为在专注酶作用下，切除多余部分或修饰，才成为““““成熟的〞成熟的〞成熟的〞成熟的〞RNARNARNARNA涉及：涉及：(1) 5’-端的帽化〔甲基化的鸟苷酸〕端的帽化〔甲基化的鸟苷酸〕 (2) 3’-端的聚腺苷酸化〔端的聚腺苷酸化〔polyA) (3) hnRNA、、snRNA的剪接的剪接 (4) 碱基修饰碱基修饰 帽子构造帽子构造 鸡卵清蛋白鸡卵清蛋白基因基因hnRNA首、尾修饰首、尾修饰hnRNA剪接剪接成熟的成熟的mRNA鸡鸡卵卵清清蛋蛋白白基基因因及及其其转转录录、、转转录录后后修修饰饰 第三节第三节 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成 — 翻译翻译-概念：-场所： 细胞质基质-碱基互补配对原那么：将核酸中由 4 种核苷酸序列编码的遗传信息，经过遗传密码破译的方式解读为蛋白质一级构造中20种氨基酸的陈列顺序 。
条件：-原料： 氨基酸-模板： mRNAA—A—A—A—U U U UG—G—G—G—C C C C核糖体、rRNA、酶 一、蛋白质的合成体系( ( ( (一一一一) ) ) )翻译模板翻译模板翻译模板翻译模板mRNAmRNAmRNAmRNA及遗传密码及遗传密码及遗传密码及遗传密码( ( ( (二二二二) ) ) )核蛋白体是多肽链合成的安装核蛋白体是多肽链合成的安装核蛋白体是多肽链合成的安装核蛋白体是多肽链合成的安装( ( ( (三三三三)tRNA)tRNA)tRNA)tRNA是转运氨基酸的工具是转运氨基酸的工具是转运氨基酸的工具是转运氨基酸的工具 ( (一一一一) )翻译模板翻译模板翻译模板翻译模板mRNAmRNA及遗传密码及遗传密码及遗传密码及遗传密码n n遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子遗传学将编码一个多肽的遗传单位称为顺反子n n原原核核细细胞胞中中数数个个构构造造基基因因常常串串联联为为一一个个转转录录单单位位，，转转录录生生成成的的mRNAmRNA可可编编码码几几种种功功能能相相关关的的蛋蛋白白质质，，为多顺反子为多顺反子mRNA mRNA n n真真核核一一个个mRNAmRNA只只编编码码一一种种蛋蛋白白质质，，为为单单顺顺反反子子mRNAmRNA。
原核生物的多顺反子原核生物的多顺反子真核生物的单顺反子真核生物的单顺反子非编码序列非编码序列核蛋白体结合位点核蛋白体结合位点起始密码子起始密码子终止密码子终止密码子编码序列编码序列PPP5 3 蛋白质蛋白质PPPmG -5 3 蛋白质蛋白质 遗传密码：mRNA分子中相邻的三个核苷酸编成一组代表某种氨基酸或其他信息，是按5’→3’方向编码、不重叠、无标点的三联体密码子起始密码起始密码: AUG —甲硫氨酸甲硫氨酸终止密码终止密码: UAA，，UAG，，UGA 从从mRNA 5mRNA 5 端起始密码子端起始密码子AUGAUG到到3 3 端终止密码子端终止密码子之间的核苷酸序列，各个三联体密码延续陈列编码之间的核苷酸序列，各个三联体密码延续陈列编码一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架一个蛋白质多肽链，称为开放阅读框架 遗遗传传密密码码表表 1、延续性：编码蛋白质氨基酸序列的各个三联体密码延续阅读，密码间既无延续也无交叉ü遗传密码无标点符号：通常从一个正确起点遗传密码无标点符号：通常从一个正确起点(AUG)开场，开场，3个一组，一个不漏的读下去至终止密码。
假个一组，一个不漏的读下去至终止密码假设删设删/增，即引起突变增，即引起突变(移码突变〕移码突变〕遗传密码的特性 Tyr Gly Ser ArgPro Thr Asp移码突变移码突变 2、简并性：同一种氨基酸有两个或更多密码子的景象简并性：同一种氨基酸有两个或更多密码子的景象对应于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子对应于同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子色氨酸与甲硫氨酸仅有一个密码子色氨酸与甲硫氨酸仅有一个密码子 意义：意义：①①DNA碱基有较大变化时，仍坚持多肽碱基有较大变化时，仍坚持多肽 链中链中aa顺序不变顺序不变 ②②减少有害突变，保证了物种的稳定性减少有害突变，保证了物种的稳定性 2. 简并性简并性 3、变偶性〔摆动性〕、变偶性〔摆动性〕转运氨基酸的转运氨基酸的tRNA的反密码需求经过碱基互补与的反密码需求经过碱基互补与mRNA上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严上的遗传密码反向配对结合，但反密码与密码间不严厉遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对。
厉遵守常见的碱基配对规律，称为摆动配对意义：降低了由于第意义：降低了由于第3个碱基发生突变呵斥的误差个碱基发生突变呵斥的误差 U摆动配对摆动配对U U 密码子、反密码子配对的摆动景象密码子、反密码子配对的摆动景象tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U, C, AA, GU, CUG 4. 半通用性半通用性¡蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用人类都通用 ¡少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞少数例外，如动物细胞的线粒体、植物细胞的叶绿体的叶绿体 ( (二二) )核蛋白体核蛋白体( (核糖体核糖体) )是多肽链合成的安装是多肽链合成的安装ü形状：球形颗粒形状：球形颗粒形状：球形颗粒形状：球形颗粒ü位置：细胞质位置：细胞质位置：细胞质位置：细胞质 ( (原核细胞、真核细胞原核细胞、真核细胞原核细胞、真核细胞原核细胞、真核细胞) )、、、、ü 叶绿体和线粒体内部叶绿体和线粒体内部叶绿体和线粒体内部叶绿体和线粒体内部ü成分：蛋白质成分：蛋白质成分：蛋白质成分：蛋白质+rRNA+rRNAü构造：大亚基构造：大亚基构造：大亚基构造：大亚基+ +小亚基小亚基小亚基小亚基. .小亚基小亚基小亚基小亚基大亚基大亚基大亚基大亚基 核糖体大亚基核糖体大亚基核糖体大亚基核糖体大亚基X-X-X-X-衍射图衍射图衍射图衍射图 ü核蛋白体的类别核蛋白体的类别核蛋白体的类别核蛋白体的类别70S：原核细胞：原核细胞 线粒体线粒体 叶绿体叶绿体 的核糖体的核糖体的核糖体的核糖体80S：真核细胞的核糖体：真核细胞的核糖体 ü核蛋白体的类别核蛋白体的类别核蛋白体的类别核蛋白体的类别 ü核蛋白体的功能位点：核蛋白体的功能位点：核蛋白体的功能位点：核蛋白体的功能位点：1 1〕〕 mRNA mRNA结合位点：结合位点： 大小亚基的结合面上，大小亚基的结合面上， 为蛋白质合成处。
为蛋白质合成处2 2〕〕P P位点：位点： 肽酰基肽酰基tRNAtRNA结合位点结合位点3 3〕〕A A位点：位点： 氨酰基氨酰基tRNAtRNA结合位点结合位点 原核生物翻译过程中核蛋白体构造方式原核生物翻译过程中核蛋白体构造方式: :E E位：排出位位：排出位 ( (三三)tRNA)tRNA是转运氨基酸的工具是转运氨基酸的工具反密码环反密码环反密码环反密码环氨基酸接受位点氨基酸接受位点氨基酸接受位点氨基酸接受位点〔〔〔〔aaaa共价结合到共价结合到共价结合到共价结合到A A残基残基残基残基上〕上〕上〕上〕反密码子反密码子反密码子反密码子 密码子与反密码子配对的方式密码子与反密码子配对的方式 U摆动配对U U 密码子、反密码子配对的摆动景象密码子、反密码子配对的摆动景象tRNA反密码子第1位碱基IUGACmRNA密码子第3位碱基U, C, AA, GU, CUG 二、蛋白质的生物合成过程〔一〕氨基酸的激活〔二〕在核糖体上合成肽链 起始 延伸 终止〔三〕肽链折叠和加工 〔一〕氨基酸的活化〔氨酰-tRNA的合成〕氨基酸氨基酸 + tRNA氨酰氨酰- tRNAATP AMP＋PPi氨酰氨酰-tRNA合成酶合成酶Ø氨酰氨酰-tRNA-tRNA合成酶具高度专注性，表如今：合成酶具高度专注性，表如今： Ø 1 1〕对氨基酸；〕对氨基酸； 2 2〕对〕对tRNAtRNAØ 从而保证了蛋白质合成的忠实性。
从而保证了蛋白质合成的忠实性场所？ tRNA与酶结与酶结合模型合模型tRNA氨基酰氨基酰-tRNA合成酶合成酶ATP 第一步反响第一步反响氨基酸氨基酸 ＋＋ATP-E —→ ATP-E —→ 氨基酰氨基酰-AMP-E -AMP-E ＋＋ PPi PPi 第二步反响第二步反响氨基酰氨基酰-AMP-E -AMP-E ＋＋ tRNA tRNA ↓ ↓ 氨基酰氨基酰-tRNA -tRNA ＋＋ AMPAMP ＋＋ E E ü氨酰氨酰-tRNA的表示方法：的表示方法：ü Ala-tRNAAla Ser-tRNASer Met-tRNAMet 真核生物：真核生物： Met-tRNAiMet原核生物：原核生物： fMet-tRNAifMet(fMet:N-甲酰甲硫氨甲酰甲硫氨酸酸)ü起始氨酰- tRNA的表示：细胞中有两种细胞中有两种细胞中有两种细胞中有两种tRNAtRNA可携带甲硫氨酸可携带甲硫氨酸可携带甲硫氨酸可携带甲硫氨酸: : 〔〔〔〔1 1〕起始〕起始〕起始〕起始tRNAtRNA，可简写为，可简写为，可简写为，可简写为:tRNAiMet:tRNAiMet 〔〔〔〔2 2〕携带甲硫氨酸掺入到蛋白质内部的〕携带甲硫氨酸掺入到蛋白质内部的〕携带甲硫氨酸掺入到蛋白质内部的〕携带甲硫氨酸掺入到蛋白质内部的tRNA,tRNA, 写作写作写作写作:tRNAMet:tRNAMet 〔二〕在核糖体上合成肽链 起始 延伸 终止1 1、起始：、起始： 指 指mRNAmRNA和起始氨酰和起始氨酰-tRNA-tRNA分别与核蛋白分别与核蛋白体结合而构成翻译起始复合物。
体结合而构成翻译起始复合物¡A. A. 核蛋白体大小亚基分别；核蛋白体大小亚基分别；¡B. mRNAB. mRNA在小亚基定位结合；在小亚基定位结合；¡C. C. 起始氨基酰起始氨基酰-tRNA-tRNA的结合；的结合； ¡D. D. 核蛋白体大亚基结合核蛋白体大亚基结合 A、、 核蛋白体大小亚基分别核蛋白体大小亚基分别以以以以E.coliE.coli为例为例为例为例起始因子〔起始因子〔起始因子〔起始因子〔IF3IF3IF3IF3－促使大小亚基分别，－促使大小亚基分别，－促使大小亚基分别，－促使大小亚基分别，IF1IF1IF1IF1－占据－占据－占据－占据A A A A位点位点位点位点 〕〕〕〕IF-3IF-1 A U G5'3'IF-3IF-1B、、mRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合以以以以E.coliE.coli为例为例为例为例 IF-3IF-1IF-2GTPC、、 起始氨基酰起始氨基酰tRNA( fMet-tRNAimet )结合到小亚基结合到小亚基A U G5'3'以以以以E.coliE.coli为例为例为例为例üü起始因子〔起始因子〔起始因子〔起始因子〔IF2IF2IF2IF2－促使起始－促使起始－促使起始－促使起始rRNArRNArRNArRNA与与与与P P P P小亚基结合〕小亚基结合〕小亚基结合〕小亚基结合〕üü由由由由 GTP GTP GTP GTP 分解提供能量分解提供能量分解提供能量分解提供能量 IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiD、、 核蛋白体大亚基结合，核蛋白体大亚基结合， 起始复合物构成 起始复合物构成A U G5'3'以以以以E.coliE.coli为例为例为例为例 IF-3IF-1A U G5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi以以以以E.coliE.coli为例为例为例为例 2 2、延伸：、延伸：( (核蛋白体循环核蛋白体循环) ) 指根据 指根据mRNAmRNA密码序列的指点，次序添加氨密码序列的指点，次序添加氨基酸从基酸从N N端向端向C C端延伸肽链，直到合成终止的端延伸肽链，直到合成终止的过程。
过程¡ ¡包括以下三步：包括以下三步：包括以下三步：包括以下三步：¡ ¡ 进位进位进位进位 → → 成肽成肽成肽成肽 → → 转位转位转位转位 〔一〕进位〔一〕进位指根据指根据mRNA下下一组遗传密码指点，一组遗传密码指点，使相应氨酰使相应氨酰-tRNA进进入核蛋白体入核蛋白体A位 〔二〕成肽〔二〕成肽由转肽酶催化的肽键构成过程由转肽酶催化的肽键构成过程无负载无负载无负载无负载转肽酶〔肽酰转移酶转肽酶〔肽酰转移酶转肽酶〔肽酰转移酶转肽酶〔肽酰转移酶 〕〕〕〕 〔三〕移位〔三〕移位延伸因子EF-G有转位酶( translocase )活性，可结合并水解1分子GTP，促进核蛋白体向mRNA的3'侧挪动 移位酶移位酶核糖体沿着核糖体沿着核糖体沿着核糖体沿着mRNA5’→3’mRNA5’→3’mRNA5’→3’mRNA5’→3’方向挪动一个密码子的间隔方向挪动一个密码子的间隔方向挪动一个密码子的间隔方向挪动一个密码子的间隔 fMetA U G5'3'fMetTuGTP 进进位位转转位位成肽成肽 n n反复进位、转肽、移位反复进位、转肽、移位反复进位、转肽、移位反复进位、转肽、移位三个步骤，每反复一次肽三个步骤，每反复一次肽三个步骤，每反复一次肽三个步骤，每反复一次肽链即增长一个氨基酸。
链即增长一个氨基酸链即增长一个氨基酸链即增长一个氨基酸 当 当mRNAmRNA上终止密码子出现后，多肽链合成停顿，上终止密码子出现后，多肽链合成停顿，肽链从肽酰肽链从肽酰-tRNA-tRNA中释出，中释出，mRNAmRNA、核蛋白体等分别核蛋白体等分别3 3、终止：、终止：ü终止相关的蛋白因子称为释放因子终止相关的蛋白因子称为释放因子( RF) 一一是是识识别别终终止止密密码码，，如如RF-1RF-1特特异异识识别别UAAUAA、、UAGUAG；；而而RF-2RF-2可可识识别别UAAUAA、、UGAUGA二是诱导转肽酶变为酯酶活性，使肽链从核蛋白体上释放二是诱导转肽酶变为酯酶活性，使肽链从核蛋白体上释放 ü释放因子的功能释放因子的功能:原核生物释放因子：原核生物释放因子：RF-1，，RF-2，，RF-3 真核生物释放因子：真核生物释放因子：eRF 原原核核肽肽链链合合成成终终止止过过程程 U A G5'3'RFCOO- 多聚核蛋白体多聚核蛋白体—使蛋白质合成使蛋白质合成高速、高效进展高速、高效进展 电镜下的多聚核蛋白表达象电镜下的多聚核蛋白表达象 ¡肽链合成后，经假设干加工后，才干使合成肽链合成后，经假设干加工后，才干使合成的肽链具一定的空间构造和生物学活性。
的肽链具一定的空间构造和生物学活性¡真核生物的加工部位在高尔基体真核生物的加工部位在高尔基体蛋白质的合成、修饰和成熟蛋白质的合成、修饰和成熟粗面内质网粗面内质网粗面内质网粗面内质网高尔基体高尔基体高尔基体高尔基体细胞膜〔三〕肽链折叠和加工 ü后处置类型如下：(1)(1)切除氨基末端的切除氨基末端的fMetfMet：去甲酰化酶、氨肽酶催化：去甲酰化酶、氨肽酶催化下，切去下，切去1 1或几个或几个aaaa2)(2)个别个别aaaa的修饰：羟基化、磷酸化、甲基化、乙酰的修饰：羟基化、磷酸化、甲基化、乙酰化、糖化、酯化等化、糖化、酯化等3)(3)二硫键的构成二硫键的构成————胰岛素：胰岛素： (4)(4)切除一段肽链：酶原激活切除一段肽链：酶原激活; ; 分泌蛋白信号肽 分泌蛋白信号肽( (内质网内质网) )的切除5)(5)肽链与辅助成分的缔合：与脂类、核酸或血红素肽链与辅助成分的缔合：与脂类、核酸或血红素等相缔合，构成一定构造、具有活性的结合蛋白等相缔合，构成一定构造、具有活性的结合蛋白 (6)(6)在辅助蛋白参与下，新生肽折叠成有活性的构象：在辅助蛋白参与下，新生肽折叠成有活性的构象：蛋白质的二级、三级及四级构造的构成都直接由其蛋蛋白质的二级、三级及四级构造的构成都直接由其蛋白质或亚基的一级构造决议。
白质或亚基的一级构造决议ü后处置类型如下： 三、蛋白质合成的抑制剂ü抗生素：嘌呤霉素〔发生在转肽过程〕抗生素：嘌呤霉素〔发生在转肽过程〕ü毒素：白喉毒素是一种蛋白质〔抑制肽链的移毒素：白喉毒素是一种蛋白质〔抑制肽链的移位〕位〕ü干扰素干扰素 嘌嘌呤呤霉霉素素作作用用表表示示图图 THE END，THANK YOU！ 。