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1、第十章第十章 核酸的生物合成核酸的生物合成1944年，年，Avery等人的实验证明等人的实验证明DNA为遗传物质为遗传物质Watson&Crick的双螺旋模型展示了一种可能的方的双螺旋模型展示了一种可能的方式式半保留复制半保留复制。遗传物质的基本特征是能进行复制遗传物质的基本特征是能进行复制半保留复制（半保留复制（semiconservativereplication）：在在DNA复制时，亲代复制时，亲代DNA的双螺旋先行解旋和分开，的双螺旋先行解旋和分开，然后以每条链为模板，按照碱基配对原则，在这两然后以每条链为模板，按照碱基配对原则，在这两条链上各形成一条互补链。这样，从亲代条链上各形成一
2、条互补链。这样，从亲代DNA的分的分子可以精确地复制成子可以精确地复制成2个子代个子代DNA分子。每个子代分子。每个子代DNA分子中，有一条链是从亲代分子中，有一条链是从亲代DNA来的，另一条来的，另一条则是新形成的。则是新形成的。DNADNA的生物合成机制的生物合成机制半保留复制半保留复制1957年年Meselson及及Stahl通过实验证通过实验证实了半保留复制的实了半保留复制的模式。模式。半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1963年，年，Cairns用放射自显影的方式观察到大肠杆菌正在复用放射自显影的方式观察到大肠杆菌正在复制中的制中的DNA，在用氚标记的胸苷复制近两代，放射自显影
3、，在用氚标记的胸苷复制近两代，放射自显影，未复制部分银密度低，由一条放射链和一条非放射链组成；未复制部分银密度低，由一条放射链和一条非放射链组成；已复制部分有一条双链是放射的，一条双链有一半是放射的。已复制部分有一条双链是放射的，一条双链有一半是放射的。这证明大肠杆菌这证明大肠杆菌DNA是环状分子，以半保留方式复制。是环状分子，以半保留方式复制。半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据1956年，年，ArthurKornberg首先从大肠杆菌中发首先从大肠杆菌中发现现DNA聚合酶（聚合酶（DNA聚合酶聚合酶）。7071年分离出年分离出和和。1999年发现年发现、，涉及错误倾向修复，涉及错误倾向
4、修复DNADNA聚合酶及其发现聚合酶及其发现以四种以四种dNTP为底物为底物需要模板指导需要模板指导需要有引物需要有引物3-羟基存在羟基存在DNA链的生长方向是链的生长方向是53产物产物DNA的性质与模板相同的性质与模板相同DNADNA聚合酶的反应特点聚合酶的反应特点大肠杆菌大肠杆菌DNADNA聚合酶聚合酶小片段小片段/323aa5 核酸外切酶活核酸外切酶活性性大片段大片段/Klenow 片段片段/ 604aa53聚合聚合/ 5 核酸外切核酸外切N 端端C 端端木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶DNA-pol KlenowKlenow片段片段真核生物真核生物DNADNA聚合酶聚合酶n有有、（线粒体）、（线粒
5、体）、五种五种n核核DNA的复制主要由的复制主要由、完成；完成；最初认为相当于聚最初认为相当于聚合酶合酶，现认为主要用于引发（因为无校正功能，仅，现认为主要用于引发（因为无校正功能，仅其有引发功能）；其有引发功能）；能持续合成，且有校正功能。能持续合成，且有校正功能。n相当于相当于，主要起修复作用，主要起修复作用，位于线粒体，位于线粒体，为修复为修复酶。酶。DNADNA连接酶连接酶DNADNA连接酶连接酶n使双链使双链DNADNA切口处的切口处的5 5- -磷酸和磷酸和3 3- -羟基生成磷羟基生成磷酸二酯键。酸二酯键。n需供能，细菌用需供能，细菌用NADNAD，动物和噬菌体用，动物和噬菌体用
6、ATPATP，形成，形成焦磷酸键的活化形式，再由焦磷酸键的活化形式，再由3 3羟基发动亲核攻羟基发动亲核攻击，形成磷酸二酯键。击，形成磷酸二酯键。n大肠杆菌的连接酶作用于粘末端，大肠杆菌的连接酶作用于粘末端，T4T4的还可作用的还可作用于平末端。于平末端。DNA的合成是以四种三磷酸脱氧核糖核苷为底物的的合成是以四种三磷酸脱氧核糖核苷为底物的聚合反应，该过程除了需要酶的催化之外，还需要聚合反应，该过程除了需要酶的催化之外，还需要适量的适量的DNA为模板，为模板，RNA（或（或DNA）为引物和镁）为引物和镁离子的参与。离子的参与。催化这个反应的酶也有多种，除催化这个反应的酶也有多种，除DNA聚合酶
7、外，还聚合酶外，还有有RNA引物合成酶（即引发酶），引物合成酶（即引发酶），DNA连接酶、连接酶、拓扑异构酶、解螺旋酶及单链结合蛋白多种蛋白质拓扑异构酶、解螺旋酶及单链结合蛋白多种蛋白质因子参与。因子参与。DNADNA复制有关的酶及相关蛋白因子复制有关的酶及相关蛋白因子DNADNA的复制拓扑异构酶的复制拓扑异构酶n拓扑异构酶拓扑异构酶:切断切断DNA双双链中一股链，封闭切口，链中一股链，封闭切口，反应不需反应不需ATP。n拓扑异构酶拓扑异构酶:切断切断DNA分分子两股链，利用子两股链，利用ATP供能，供能，连接断端。连接断端。DNADNA的复制过程的复制过程复制的起始复制的起始n复复制制的的起
8、起始始点点：从从DNA分分子子的的特特定定部部位位开开始始，此此特特定定部部位位称称为为复复制制起起始始点点（origin ofreplication），可以用），可以用ori表示。表示。n原原核核生生物物常常只只有有一一个个起起始始点点，E.Coli的的起起点点为为OriC，由由245个个bp组组成成（p421），非非常常保保守守。真核生物的染色体有多个复制起始点。）真核生物的染色体有多个复制起始点。）DNADNA甲基化与甲基化与DNADNA复制起始密切相关复制起始密切相关DNA子链被合成后，起点处子链子链被合成后，起点处子链GATC（11个）较长时间保持未甲基化。个）较长时间保持未甲基化。
9、半甲基化的半甲基化的oriC与细胞原生质膜相结合。只与细胞原生质膜相结合。只有当有当oriC被从膜上释放出来，子链被被从膜上释放出来，子链被Dam甲甲基化后，才能有效地与基化后，才能有效地与DnaA蛋白结合，起始蛋白结合，起始新一轮的新一轮的DNA复制。复制。DNA拓扑异构酶拓扑异构酶在复制起始部位将在复制起始部位将DNA引入负超螺旋。引入负超螺旋。DnaA蛋白辨认、结合于起始位点，并促使解链。蛋白辨认、结合于起始位点，并促使解链。DnaB与与DnaC复合物进入，生成引发前体，然后复合物进入，生成引发前体，然后DnaB继继续发挥解链的作用。续发挥解链的作用。SSB与解开的单链结合，稳定和保护单
10、链。与解开的单链结合，稳定和保护单链。引物酶引物酶(DnaG)进入并与引发前体结合生成引发体进入并与引发前体结合生成引发体（DnaB、DnaC蛋白、引物酶和蛋白、引物酶和DNA起始区）起始区）。引发体中的引物酶催化引发体中的引物酶催化NTP聚合，生成引物。聚合，生成引物。DNA拓扑异构酶拓扑异构酶(型为主型为主)在解链前方理顺在解链前方理顺DNA链，松弛链，松弛正超螺旋。正超螺旋。原核生物原核生物DNADNA复制的起始复制的起始 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 复制的引发复制的引发形成引发体和引物形成引发体和引物含有解螺旋酶、含有
11、解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和蛋白、引物酶和DNA复复制起始区域的复合结构称为引发体。制起始区域的复合结构称为引发体。 DNADNA的复制起始过程说明的复制起始过程说明n复制的方向：一般为双向复制。复制的方向：一般为双向复制。n合成的开始与甲基化有关，由甲基化酶合成的开始与甲基化有关，由甲基化酶Dnm完成完成n起始相关蛋白，起始相关蛋白，DnaA、DnaB、DnaC、DnaG等等n复制时需要解螺旋酶和拓扑异构酶来解链的。复制时需要解螺旋酶和拓扑异构酶来解链的。n单链结合蛋白单链结合蛋白(SSB)可与解开的单链结合，防止复性和水解可与解开的单链结合，防止复性和水解n复制有一些特殊方式。复制有一
12、些特殊方式。复制叉、滞后链、冈崎片段与不连续复制复制叉、滞后链、冈崎片段与不连续复制n复复制制叉叉由由5向向3方方向向连连续续复复制制，称称为为前前导导链链；另另一一条条链复制叉由链复制叉由3向向5移动，称为滞后链。移动，称为滞后链。n滞滞后后链链的的复复制制中中，形形成成许许多多不不连连续续片片段段，称称为为冈冈崎崎(Okazaki)片段。片段。n冈崎片段连接成完整的冈崎片段连接成完整的DNA引物合成酶由引物合成酶由5向向3方向合成方向合成RNA引物引物聚合酶聚合酶在引物在引物3-羟基上合成羟基上合成DNA聚合酶聚合酶切除引物，填补空白切除引物，填补空白DNA连接酶将冈崎片段连接起来连接酶将
13、冈崎片段连接起来向导链向导链向导链向导链滞后链滞后链滞后链滞后链冈崎片段冈崎片段冈崎片段冈崎片段5 5 5 5 3 3 3 3 5533DNADNA的复制过程：半保留的半不连续复制的复制过程：半保留的半不连续复制其他其他DNADNA复制模式复制模式滚环复制滚环复制D环复制（线粒体环复制（线粒体DNA)端粒和端粒酶的发现端粒和端粒酶的发现p30年代，年代，Muller等发现对保持染色体稳定十分重等发现对保持染色体稳定十分重要的染色体末端结构要的染色体末端结构端粒。端粒。p1972年年JamesWatson提出复制末端问题。提出复制末端问题。p1984年，年，Blackburn发现草履虫（无限增殖
14、）具发现草履虫（无限增殖）具有重建端粒的酶有重建端粒的酶端粒酶。端粒酶。端粒端粒p端粒端粒是真核生物线性染色体的两个末端所具有的是真核生物线性染色体的两个末端所具有的特殊结构特殊结构,其由许多成串的短的重复序列组成。其由许多成串的短的重复序列组成。p功能：维持染色体的稳定性；功能：维持染色体的稳定性；保证染色体末端保证染色体末端DNA复制的完整性复制的完整性TTAGGGTTAGGG端粒酶端粒酶(telomerase)(telomerase)p端粒酶由端粒酶由RNA和蛋白质组成。兼有模板和和蛋白质组成。兼有模板和逆转录酶两方面的作用逆转录酶两方面的作用p多莉与细胞的死亡多莉与细胞的死亡爬行模型动
15、画演示爬行模型动画演示PCRPCR多聚酶链式反应多聚酶链式反应聚合链式反应聚合链式反应（PolymeraseChainReaction），），K.Mullis1985年发明。年发明。是一种在体外快速扩增特定基因或是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方序列的方法，又称为基因的体外扩增法。法，又称为基因的体外扩增法。PCR技术的原理与细胞内发生的技术的原理与细胞内发生的DNA复制过程十复制过程十分类似。分类似。1993年获得诺贝尔奖年获得诺贝尔奖PCRPCR主要包括三个阶段主要包括三个阶段变性变性DNA在高温在高温94变性，变性，形成两条单链。形成两条单链。退火退火反应体系降温至反应体系降温
16、至50-60，模板，模板DNA与引物结合。与引物结合。延伸延伸反应体系升温至反应体系升温至72，耐热耐热DNA聚合酶以单链聚合酶以单链DNA为为模板，在引物的指导下，复制模板，在引物的指导下，复制出互补的出互补的DNA。一种一种PCRPCR反应体系反应体系1010扩增缓冲液扩增缓冲液 10ul10ul 4 4种种dNTPdNTP混合物混合物 各各200mol/L200mol/L 引物引物 各各1010100pmol100pmol 模板模板DNA DNA 0.10.12g2g Taq DNATaq DNA聚合酶聚合酶 2.5u2.5u Mg2+Mg2+ 1.5mmol/L1.5mmol/L 加双
17、或三蒸水至加双或三蒸水至 100l100l94，预变性，预变性5分钟分钟94，变性，变性1分钟分钟55，退火，退火1分钟分钟72，延伸，延伸1分钟分钟最后一次最后一次72，延伸，延伸5分钟分钟30个循环个循环一种一种PCRPCR反应程序设计反应程序设计生物因素、物化因素均可导致生物因素、物化因素均可导致DNA的损伤的损伤1.1.物理因素物理因素物理因素物理因素紫外线、紫外线、电离辐射、电离辐射、X-射线等射线等2.2.化学因素化学因素化学因素化学因素烷化剂、烷化剂、碱基或核苷类似物、亚硝酸盐及亚硝碱基或核苷类似物、亚硝酸盐及亚硝胺、胺、代谢活化化合物（苯并笓、黄曲霉毒素等）代谢活化化合物（苯并
18、笓、黄曲霉毒素等）以上物理及化学因素统称诱变剂。以上物理及化学因素统称诱变剂。3.3.生物因素生物因素生物因素生物因素DNA、RNA肿瘤病毒可插入基因组，引起突变。肿瘤病毒可插入基因组，引起突变。复制时的碱基错配，互变异构、碱基脱氨、碱基丢失。复制时的碱基错配，互变异构、碱基脱氨、碱基丢失。DNA的损伤修复的损伤修复主要有五种修复系统：主要有五种修复系统：n错配复活（错配复活（mismatchrepair)n直接修复（直接修复（directrepair)n切除修复（切除修复（excisionrepair）n重组修复（重组修复（recombinationrepair）n易错修复（易错修复（err
19、or-pronerepair）错配复活错配复活(MismatchRepair)n原核细胞内存在原核细胞内存在Dam甲基化酶，能使甲基化酶，能使5GATC中中A的的N6位甲基化。位甲基化。n复制后复制后DNA在短期内（数分钟）为半甲基化的在短期内（数分钟）为半甲基化的GATC序列。序列。n细胞错配系统能区别新链与旧链。细胞错配系统能区别新链与旧链。nMutS二聚体与其识别结合，两向移动形成突环至二聚体与其识别结合，两向移动形成突环至GATC。n核酸内切酶（核酸内切酶（MutH）从未甲基化的）从未甲基化的GATC5端开切，端开切，重新合成（重新合成（DNA聚合酶）聚合酶）直接修复（直接修复（Dir
20、ectRepair)n光复活酶可被可见光激活，分解光复活酶可被可见光激活，分解UV照射形成的照射形成的嘧啶二聚体。嘧啶二聚体。nO6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶能去除甲基鸟嘌呤甲基转移酶能去除O6上的甲基，上的甲基，恢复正常的鸟嘌呤。恢复正常的鸟嘌呤。UVOO6 6- -甲基鸟嘌呤甲基转移酶去除甲基鸟嘌呤甲基转移酶去除甲基鸟嘌呤甲基转移酶去除甲基鸟嘌呤甲基转移酶去除OO6 6上的甲基上的甲基上的甲基上的甲基切除修复（切除修复（ExcisionRepair）n是细胞内最重要和有效的修是细胞内最重要和有效的修复机制，主要由复机制，主要由DNA-pol和连接酶完成。和连接酶完成。n多种特异的核酸内切酶，识
21、多种特异的核酸内切酶，识别别DNA损伤部位，在其附近损伤部位，在其附近将将DNA单链切开，再由外切单链切开，再由外切酶将损伤链切除，由聚合酶酶将损伤链切除，由聚合酶以完整链为模板进行修复合以完整链为模板进行修复合成，最后有连接酶封口。成，最后有连接酶封口。重组修复重组修复稀释错误稀释错误n此过程也叫复制后修复。此过程也叫复制后修复。n重组修复中原损伤没有除去，重组修复中原损伤没有除去，若干代后可逐渐稀释。若干代后可逐渐稀释。n所需要的酶包括与重组及修所需要的酶包括与重组及修复合成有关的酶。复合成有关的酶。易错修复（易错修复（Error-Prone RepairError-Prone Repai
22、r）nSOS反应：是细胞反应：是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，为求得生存而出现的应急效应。制的紧急情况下，为求得生存而出现的应急效应。紫外线照射过的紫外线照射过的E.Coli较未照射过的较未照射过的E.Coli，接受紫外，接受紫外线照射过的线照射过的噬菌体感染时存活率高。噬菌体感染时存活率高。nSOS反应诱导的修复系统包括避免差错修复反应诱导的修复系统包括避免差错修复(errorfreerepair)和易产生差错修复和易产生差错修复.逆转录（逆转录（ReverseTranscription)n以以RNA为模板为模板,指导指导DNA合成的过程称为逆转录
23、，合成的过程称为逆转录，由逆转录酶催化进行。由逆转录酶催化进行。n1964年年Temin提出前病毒假设。提出前病毒假设。n1970年年Temin和和Baltimore同时分别从同时分别从(鸡鸡)劳氏肉瘤劳氏肉瘤病毒和小白鼠白血病病毒等致癌病毒和小白鼠白血病病毒等致癌RNA病毒中分离出病毒中分离出反转录酶反转录酶n1975年，二人获得诺贝尔奖年，二人获得诺贝尔奖RNA模板模板逆转录酶逆转录酶DNA-RNA杂化双链杂化双链RNA酶酶单链单链DNA逆转录酶逆转录酶双链双链DNA逆转录病毒的复制逆转录病毒的复制逆转录酶的酶学性质逆转录酶的酶学性质逆转录酶是多功能酶，兼有逆转录酶是多功能酶，兼有3种酶的
24、活性：种酶的活性：RNA指导的指导的DNA聚合酶活性聚合酶活性DNA指导的指导的DNA聚合酶活性聚合酶活性核糖核酸酶核糖核酸酶H的活性，专一水解的活性，专一水解RNA-DNA杂交杂交分子中的分子中的RNA。转录（转录（transcription）生物体以生物体以DNA为模板合成为模板合成RNA的过程的过程n不对称转录：不对称转录：DNA片段转录时，双链片段转录时，双链DNA中只有一条链作中只有一条链作为转录的模板。为转录的模板。n原料：四种原料：四种NTPn合成过程合成过程:无需引物，连续，方向：无需引物，连续，方向：53从头合成从头合成不对称转录不对称转录n指导指导RNA合成的合成的DNA链
25、为模板链（负链，反意链），链为模板链（负链，反意链），另一条另一条DNA链为编码链（正链，有意义链）链为编码链（正链，有意义链）nDNA链上只有部分的区段作为转录模板，且模板链并链上只有部分的区段作为转录模板，且模板链并非自始至终位于同一股非自始至终位于同一股DNA单链上单链上5GCAGTACATGTC3编码链编码链3CGTCATGTACAG5模板链模板链5GCAGUACAUGUC3mRNANAlaValHisValC蛋白蛋白质质转录转录翻译翻译n1960年发现。年发现。n全酶：全酶：2，其中，其中2为核心酶，为核心酶，因子识别因子识别转录起始位点。转录起始位点。n53聚合活性，无外切酶活性聚
26、合活性，无外切酶活性n合成起始不需引物合成起始不需引物RNA聚合酶（聚合酶（E.coli）原核生物的转录起始原核生物的转录起始n起始包括对双链起始包括对双链DNA特定部位的识别、局部特定部位的识别、局部（17bp）解链以及在最初两个核苷酸间形成磷酸二）解链以及在最初两个核苷酸间形成磷酸二酯键。酯键。n第一个核苷酸掺入的位置称为转录起点。第一个核苷酸掺入的位置称为转录起点。n识别起始位点，识别起始位点，RNApol全酶解开双链全酶解开双链DNA1020bp形成转录空泡。形成转录空泡。n在在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物。录起始复合物
27、。E.coli的启动子的启动子(promoter)n启动子：启动子：RNA聚合酶识别、聚合酶识别、结合和开始转录的一段结合和开始转录的一段DNA序列。序列。n足迹法和足迹法和DNA测序确定启动测序确定启动子序列结构。子序列结构。开始转录开始转录T T G A C AA A C T G T-35 区区PribnowboxT A T A A T Pu A T A T T A Py-10 区区1-30-5010-10-40-205 3 3 5 35序列序列5 5 RNA聚合酶保护区聚合酶保护区结构基因结构基因3 3 原核生物启动子结构原核生物启动子结构35序列，提供序列，提供RNA聚合酶聚合酶识别的
28、信号，识别的信号，pribnowbox，有助于局部解链有助于局部解链原核生物转录的延伸过程原核生物转录的延伸过程因子脱落，核心酶变构，因子脱落，核心酶变构，与模板链结合变松，沿与模板链结合变松，沿DNA滑动。滑动。转录泡随核心酶滑动而移转录泡随核心酶滑动而移动，生成的动，生成的RNA与与DNA模模板形成约板形成约12bp杂化双链，杂化双链，过长的过长的RNA脱离模板链，脱离模板链，伸出转录泡外伸出转录泡外原核生物转录的终止原核生物转录的终止提供终止信号的提供终止信号的DNA序序列，称为终止子列，称为终止子核心酶识别终止信号，核心酶识别终止信号，停止转录。停止转录。两类终止子：依赖和不两类终止子
29、：依赖和不依赖依赖因子的终止子因子的终止子顺式作用元件（顺式作用元件（cis-actingelement）n是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因是指那些与结构基因表达调控相关、能够被基因调控蛋白特异性识别和结合的特异调控蛋白特异性识别和结合的特异DNA序列。序列。n包括启动子、上游启动子元件、增强子（又称远包括启动子、上游启动子元件、增强子（又称远上游信号）、加尾信号和一些反应元件等。上游信号）、加尾信号和一些反应元件等。n存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列，顺式作用元件本身不编码任何蛋白质。顺式作用元件本身不编码任何蛋白质。反式作用因子（
30、反式作用因子（trans-actingfactor）n参与基因表达调控的因子参与基因表达调控的因子,通过与特异的靶基因通过与特异的靶基因的顺式元件结合起作用。的顺式元件结合起作用。n转录因子转录因子:与转录有关的反式作用因子与转录有关的反式作用因子n反式作用因子对基因表达的调控可正反式作用因子对基因表达的调控可正(激话激话)可负可负(阻遏阻遏)。真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶种类种类IIIIII转录产物转录产物45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA鹅膏蕈碱鹅膏蕈碱耐受耐受极敏感极敏感中度敏感中度敏感利福平利福平不敏感不敏感不敏感不敏感不敏感不敏感亚细胞定位亚细胞定位核仁
31、核仁核质核质核质核质真核生物转录启动真核生物转录启动p启动子有启动子有3类，分别由类，分别由、三种酶进行转录。三种酶进行转录。p启动子启动子由转录因子而非由转录因子而非RNA聚合酶识别聚合酶识别。、的的启动子种类有限，识别所需辅助因子也较少。启动子种类有限，识别所需辅助因子也较少。p酶酶复杂：基本上由各种顺式作用元件组合而成，复杂：基本上由各种顺式作用元件组合而成，其分布在转录起点上游约其分布在转录起点上游约200bp的范围内。的范围内。类别类别启动子启动子p涉及众多编码蛋白质的基因的表达。涉及众多编码蛋白质的基因的表达。p包括：基本启动子、起始子、上游元件、应答元件。包括：基本启动子、起始子
32、、上游元件、应答元件。基本启动子：基本启动子：TATA（Goldberg-Hogness)Box基本启动子是基本启动子是RNA聚合酶和通用因子形成前起始复合聚合酶和通用因子形成前起始复合物的主要装配点。物的主要装配点。起始子起始子TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒 增强子增强子转录起始前的上游区段转录起始前的上游区段 AATAAA切离加尾切离加尾 修饰点修饰点 外显子外显子 翻译起始点翻译起始点内含子内含子 OCT-1 OCT-1：ATTTGCAT八聚体八聚体转录起始点转录起始点POL-TFFRNA聚合酶聚合酶的转录前起始复合物的转录前起始复合物（PIC）POL-TFFHETFD-A-B-DNA
33、复合物复合物ABTBPTAFTATAABTBPTAFTATAHECTD-PPIC组装完成，组装完成，TFH使使CTD磷酸化磷酸化真核生物转录终止真核生物转录终止nmRNA3端转录出端转录出AAUAAA及富及富GU序列后，序列后，被切断，游离的被切断，游离的mRNA戴帽、加尾。戴帽、加尾。在转录中新合成的在转录中新合成的RNA往往是较大的前体分子，往往是较大的前体分子，需要经过进一步的加工修饰，才转变为具有生物学活需要经过进一步的加工修饰，才转变为具有生物学活性的、成熟的性的、成熟的RNA分子，这一过程称为转录后加工。分子，这一过程称为转录后加工。主要包括剪接、剪切和化学修饰。主要包括剪接、剪切
34、和化学修饰。转录后加工转录后加工真核真核mRNA生物转录后加工生物转录后加工n5端加帽子端加帽子n3端加尾端加尾n内部甲基化内部甲基化nRNA的拼接（的拼接（splicing）hnRNA（核内不均一核内不均一RNA）:mRNA前体前体经经加工修饰后成为成熟的加工修饰后成为成熟的mRNA。5端加帽子结构端加帽子结构（核内）（核内）5末端加帽生成末端加帽生成m7GpppG3端加端加polyA尾尾n为为mRNA的一个特怔，的一个特怔，A的数量为的数量为20200bnPolyA不是由不是由DNA编码，而是编码，而是mRNA合成合成后由后由RNA末端腺苷酸转移酶催化下加上去末端腺苷酸转移酶催化下加上去。
35、甲基化修饰甲基化修饰n甲基化发生在剪接之前，在非编码区分子含甲基化发生在剪接之前，在非编码区分子含12个个m6A真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因。些基因称为断裂基因。 断裂基因断裂基因(splitegene)DNAmRNA鸡卵清蛋白成熟鸡卵清蛋白成熟mRNA与与DNA杂交电镜图杂交电镜图外显子、内含子与外显子、内含子与RNA的拼接的拼接n外显子：在
36、断裂基因及其初级转录产物上出现，并表外显子：在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟达为成熟RNA的核酸序列。的核酸序列。n内含子：转录初级产物上通过拼接作用而被去除的内含子：转录初级产物上通过拼接作用而被去除的RNA序列或基因中与这种序列或基因中与这种RNA序列相对应的序列相对应的DNA序列序列。nRNA拼接（拼接（splicing）:hnRNA剪切内含子，拼接外剪切内含子，拼接外显子，连接为成熟显子，连接为成熟mRNA的过程。的过程。RNA拼接（拼接（splicing）n四种主要拼接方式：内含子本身四种主要拼接方式：内含子本身具有催化功能的两种自我拼接、具有催化功能的两种自我拼接、以
37、拼接体为主的拼接、以核酸内以拼接体为主的拼接、以核酸内切酶和连接酶进行的拼接切酶和连接酶进行的拼接n编码蛋白质的核基因的内含子主编码蛋白质的核基因的内含子主要通过拼接体切除，左端为要通过拼接体切除，左端为GT，右端为，右端为AG（对应（对应RNA为为GU-AG）。先在左端切开，产生的）。先在左端切开，产生的5末端与末端与3端上游形成端上游形成5,2-磷酸磷酸二酯键，构成套索结构。然后内二酯键，构成套索结构。然后内含子右端切开，两个外显子连接含子右端切开，两个外显子连接起来。起来。mRNA的拼接的拼接 套索拼接模式套索拼接模式内含子两端的序列：内含子两端的序列：5GU AG35GU可结合可结合U
38、1-snRNA分支点分支点A可结合可结合U2-snRNAU1-snRNA,U2-snRNA等形成等形成拼拼接体将内接体将内含子切除含子切除核内小分子核内小分子RNA（SnRNA，U1U6等等)与特异的蛋白质形成复合物与特异的蛋白质形成复合物-SnRNP拼接体的功能是结合内含子两端的边界序拼接体的功能是结合内含子两端的边界序列列,协助协助RNA的剪接加工。的剪接加工。内含子内含子外显子外显子其他小分子其他小分子RNA名称名称缩写缩写功能功能核内小核内小RNAsnRNA构成构成snRNP，参与参与RNA的加工和转运的加工和转运核仁小核仁小RNAsnoRNArRNA加工和修饰加工和修饰 胞质小胞质小RNAscRNA细胞内质网定位合成的信细胞内质网定位合成的信号识别体的组分号识别体的组分催化性小催化性小RNA核核酶小片段干涉小片段干涉RNAsiRNA参与某些基因表达调控参与某些基因表达调控起始起始RNAiRNADNA合成的引物合成的引物微小微小RNAmiRNA参与某些基因表达调控参与某些基因表达调控谢谢观看
