13 第十三章 核酸生物合成.ppt

第1页：第十三章 核酸的生物合成

第十三章 核酸的生物合成

• 第十三章核酸的生物合成

第2页：DNA的生物合成

DNA的生物合成

• 主要内容
• DNA的生物合成
• RNA的生物合成

第3页：遗传学的中心法则

遗传学的中心法则

• DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；

通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。

DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。

第4页：反中心法则

反中心法则

反中心法则

在RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA分子中。 因此，在这些生物体中，遗传信息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代，通过反转录将遗传信息传递给DNA，再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就称为反中心法则。

第5页：信息分子的复制

信息分子的复制

• 与表达DNAmRNA蛋白质反转录复制复制翻译转录

第6页：复制：指以亲代DNA分子为模板合成

复制：指以亲代DNA分子为模板合成

复制(replication)：指以亲代DNA分子为模板合成出子代DNA分子的过程。

转录(transcription)：以DNA分子为模板合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程。

第7页：反转录

反转录

• (reverse transcription)

以RNA为模板将遗传信息传给DNA的过程。

第8页：艾滋病—“现代瘟疫”

艾滋病—“现代瘟疫”

艾滋病的英文缩写AIDS的全称为获得性免疫缺陷综合症（acquiredimmunedeficiencysyndrome）。

引起艾滋病的元凶是一种人类免疫缺陷病毒(humanimmune-deficiencyvirus,HIV)

• HIV的结构

第9页：HIV基因组进入人体后

HIV基因组进入人体后

HIV基因组（RNA）进入人体后,专门识别T淋巴细胞(主要免疫细胞,具有抗感染作用)，在逆转录酶的作用下，以HIV的RNA为模板，产生了与RNA互补的DNA链。

• 再合成DNA互补链,与人染色体基因整合,形成前病毒DNA.(潜伏期)
• (被激活时)前病毒DNA转录生成新的RNA片段，同时合成衣壳蛋白等，
• 在宿主细胞中，新合成的RNA、逆转录酶及蛋白质等又装配生成更多的病毒颗粒，

它们以出芽的方式从宿主细胞中释放出来，又去攻击其他的T淋巴细胞。

第10页：DNA的生物合成

DNA的生物合成

• DNA的半保留复制

半保留复制假说的提出：1953年，Watson & Crick在DNA双螺旋基础上提出。

第11页：DNA复制的假设

DNA复制的假设

• 有3种可能：1）全保留式；
• 半保留式；

混合式。

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第12页：实验证明：方法：将E.Coli培养

实验证明：方法：将E.Coli培养

• 在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中生长；
• 提取其DNA ；

进行氯化铯密度梯度离心。

再移至14N培养基中生长、提取DNA、离心分析。

第13页：结果：证实了DNA复制时

结果：证实了DNA复制时

亲代分子分为二个亚单位（两条链），分别构成子代分子的一半，且经过多代仍保持完整性。

第14页：DNA的概念

DNA的概念

• 意义：1）半保留复制保证了遗传的稳定性；

DNA是处于不断变异和发展之中。

• ＤＮＡ复制

第15页：DNA复制的起点和方向

DNA复制的起点和方向

• 实验：用3H标记的dT得到含3H的DNA；

放射自显影。

• 推测：若放射性在两端—双向；
• 若在一端—单向；

第16页：细菌染色体DNA的概念

细菌染色体DNA的概念

• 实验证明：

细菌染色体DNA是双向复制，大多是一个起点。

第17页：复制起点

复制起点

• 原核生物：1个起点;
• 真核生物：多起点；
• 方向：多为双向

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第18页：复制叉：细菌为环状DNA

复制叉：细菌为环状DNA

复制起始于单个位点，双向，半保留，每个复制泡（眼）包括2个复制叉(DNA 的两条链在起始点分开形成)。

• 方向：5’→3’

第19页：复制叉

复制叉

（本页内容以图示为主，文字要点较少）

第20页：大肠杆菌E.Coli

大肠杆菌E.Coli

• 大肠杆菌的复制原点叫做oriCoriC起点
• 有固定起点；
• 特殊蛋白识别起点；
• 起点为100-200bp的区域;

以复制叉形式完成复制。

第21页：原核细胞DNA的复制

原核细胞DNA的复制

• （DNA指导的DNA合成）
• 大肠杆菌的DNA聚合酶(DNApolymerase,DNApol)：
• 催化形成新的磷酸二酯键；

有外切酶活性。

第22页：COLiDNA聚合酶Ⅰ

COLiDNA聚合酶Ⅰ

• E.COLiDNA聚合酶Ⅰ
• 需要原料：
• 4种dNTP；
• DNA模板；
• 与模板互补的一段DNA引物；
• Mg2+；
• Zn 2+（酶活性部位）；

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第23页：DNA聚合酶Ⅰ功能

DNA聚合酶Ⅰ功能

催化dNTP加到DNA链的3’-OH末端（方向5’→3’）。

• 5’→3’外切酶活性，可切除引物；
• 3’→ 5’外切酶活性，可纠错；

第24页：DNA聚合酶Ⅱ

DNA聚合酶Ⅱ

• 反应需Mg2+、NH4+ ；
• 反应同酶1,聚合活力很低；
• 具3’→ 5’外切酶活性；
• DNA聚合酶Ⅲ：
• 主要负责DNA链延伸；
• 具3’→ 5’外切酶活性；

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第25页：DNA聚合酶Ⅰ

DNA聚合酶Ⅰ

DNA聚合酶Ⅱ DNA聚合酶Ⅲ亚基数目1（单体酶）＞1（多亚基酶）＞1（多亚基酶）5’3’聚合活性+ 中+ 很低+ 很高3‘5’外切活性+ + +（保护DNA复制的忠实性fidelity）5‘3’外切活性+ --主要是对DNA损伤的修复；

以及在DNA复制时切除RNA引物并填补其留下的空隙。

修复紫外光引起的DNA损伤DNA 复制的主要聚合酶，还具有3’-5‘外切酶的校对功能，提高DNA复制的保真性

第26页：COLi的DNA

COLi的DNA

E.聚合酶功能Ⅰ Ⅱ Ⅲ5’→3’聚合作用+ + +5’→3’外切酶作用+ －－3’→5’外切酶作用+ + +聚合核苷酸数/min 600 30 9000分子数/细胞400 100 10

DNApolⅢ主要负责DNA链延伸。

第27页：双链DNA复制的分子

双链DNA复制的分子

• 机制（DNA半不连续复制）：1）冈崎片段和半不连续复制①问题的提出
• 已知DNA两条链反向且都能作为模板；
• 已知DNApol聚合方向5’→3’；
• 冈崎等提出DNA的不连续复制模型，认为：

5’→ 3’走向的DNA是由许多5’→3’方向合成的DNA片段连接而成的。

第28页：②实验

②实验

• 放射自显影；

电子显微镜观察。

冈崎片段：以5’→ 3 ’走向DNA为模板合成的小片段。

约1000-2000bp。

第29页：DNA的概念

DNA的概念

• ③结论：

DNA是半不连续合成的。

前导链（leading strand):以3’→5’链为模板，新生链以5’→3’方向连续合成；

后随链(lagging strand):冈崎片段:以5’→3’链为模板链，DNApol以5’→3’方向合成小片段DNA即。

由冈崎片段连接成的DNA链为后随链。

第30页：RNA引物①问题提出

RNA引物①问题提出

• ：已知DNApol只能在3’-OH上延伸，什么提供了3’-OH？
• ②实验证明：DNA合成实验需NTP；
• 新合成的DNA链中有RNA；

RNA酶水解证明。

第31页：③RNA引物酶

③RNA引物酶

• （RNA primase)
• 为多聚体；
• 功能：

催化引物合成：在DNA一定部位合成并与其互补，合成方向5’→3’。

第32页：④RNA引物（RNA primer)

④RNA引物（RNA primer)

引物酶合成的引物为十几个核苷酸。

冈崎片段引物的合成不需要特异的起始部位。

第33页：⑤过程：A、引物酶沿复制

⑤过程：A、引物酶沿复制

叉反方向合成后随链引物。

B、DNApol Ⅲ在引物上延伸（前导链和后随链）。

C、完成DNA合成后，DNApol Ⅰ用其5’→3’外切酶活性除去引物。

D、DNA连接酶将两个冈崎片段连接起来。

• DNApol ⅢDNApol Ⅰ

第34页：DNA连接酶：作用：催化相邻的二个

DNA连接酶：作用：催化相邻的二个

• DNA连接酶（ligase）：作用：催化相邻的二个DNA片段间的连接，条件：①两片段相邻；

②两片段需与同一互补链结合;③反应耗能。

第35页：后随链生成包括

后随链生成包括

• 起始：RNA引物的合成；
• 延长：从引物3’端添加dNTP，合成DNA，

终止：切除RNA引物，连接各片段。

第36页：模板DNA前导链模板解旋酶引物后滞链

模板DNA前导链模板解旋酶引物后滞链

模板DNpolymerase连接酶冈崎片段已连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双链的分离

第37页：与此相关的酶

与此相关的酶

DNA解链酶(DNAhelicase)：使复制叉前方DNA双螺旋解开一小段。

每解1个bp需耗2个ATP。

单链结合蛋白（Single Strand Bindingprotein,SSB）：几分子的SSB与已分开的DNA链紧密结合，以防两链重新结合。

此时，复制酶系统结合在模板链上，进行半不连续复制。

第38页：DNA旋转酶

DNA旋转酶

• （拓扑异构酶Ⅱ,topoisomerase)

兼内切酶和连接酶活力。

DNA拓扑异构酶Ⅱ，可引入负超螺旋，消除复制叉前进时带来的扭曲张力。

• 有ATP时，可使DNA成超螺旋；
• 反之，呈松弛态；

第39页：DNA聚合酶的校对作用

DNA聚合酶的校对作用

依赖于3个聚合酶的3’末端外切酶活性，进行校对和纠错。

多种蛋白质参与，从而保证了复制的准确性。

第40页：总结：原核细胞DNA的复制

总结：原核细胞DNA的复制

• 合成所需材料：①模板DNA②原料；
• 合成引物所需NTP；
• 合成DNA所需的dNTP③酶和pr：
• 合成方向：5’→3’；
• 模板链解读方向：3’→ 5’

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第41页：合成步骤：解旋：由拓扑异构酶Ⅱ解除超螺旋

合成步骤：解旋：由拓扑异构酶Ⅱ解除超螺旋

• 解链：由DNA解链酶催化，SSB与单链DNA结合，防止双链间氢键再形成；
• 识别起点：由DNA指导的引物酶完成；
• 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个核苷酸链；

第42页：DNA链延长：在引物3’-OH基上

DNA链延长：在引物3’-OH基上

按碱基互补原则经DNA聚合酶（主要是酶Ⅲ）催化DNA链从5’→3’延伸。

• 前导链为连续的；

后滞链为不连续的冈崎片段。

第43页：按碱基互补原则

按碱基互补原则

• 由DNA聚合酶（主要是酶Ⅰ）催化，切去RNA引物；

按碱基互补原则，沿5’→3’方向，补齐缺口。

• 切除引物，补齐缺口：

第44页：连接封口：由DNA连接酶催化

连接封口：由DNA连接酶催化

将补齐缺口的3’-OH基与下一个冈崎片段的5’-P以磷酸二酯键连接起来（消耗NAD+），最终形成完整的、与模板互补的DNA新链。

第45页：校正并修复DNA：由DNA

校正并修复DNA：由DNA

聚合酶校正并切除错配，再按5’→3’方向加上正确核苷酸。

至此，原核细胞DNA合成完毕。

第46页：DNA聚合酶具有模板依赖性

DNA聚合酶具有模板依赖性

• 如何决定DNA复制的准确性？

①、DNA聚合酶具有模板依赖性，复制时dNTP按A-T、G-C碱基配对规律对号入座，使子代DNA与亲代DNA核苷酸顺序相同，但有大约10-4的错配。

②、DNA聚合酶I、Ⅱ、Ⅲ均有3’→5’的外切酶活性，有纠正错配的校正作用，使错配减至10-6。

③、再经错配修复机制，使错配减至10-9以下。

第47页：真核细胞DNA的复制

真核细胞DNA的复制

• ：（DNA指导的DNA合成）
• 真核生物与原核类似，但更复杂，不同之处：

DNA模板上有多个起点，即真核细胞DNA复制由多个复制子共同完成。

第48页：复制DNA：α→后滞链

复制DNA：α→后滞链

• 有5种DNA聚合酶，各具功能；
• 复制DNA：α→后滞链；
• δ→前导链；
• 修复DNA：β、ε；
• 复制线粒体DNA：γ；

引物合成：α。

第49页：真核细胞内有五种DNA

真核细胞内有五种DNA

在聚合酶（与细菌DNA聚合酶的性质基本相同：底物、模板、引物、方向）αβγδ ε定位细胞核细胞核线粒体细胞核细胞核3‘-5’外切--+ + +酶活性功能引物合成修复作用线粒体DNA的复制核DNA的复制修复作用

第50页：反转录作用：反转录：以RNA为模板

反转录作用：反转录：以RNA为模板

反转录作用：（RNA指导的DNA合成）反转录（逆转录revers transcription）：以RNA为模板，4种dNTP为底物，合成与模板互补的DNA的过程。

这与通常转录过程中遗传信息从DNA到RNA的方向相反，故称~。

反转录酶：RNA指导的DNA聚合酶（RNA-directed DNApolymerase),催化逆转录反应的酶。

第51页：HIV的复制

HIV的复制

（本页内容以图示为主，文字要点较少）

第52页：反转录作用的生物

反转录作用的生物

• 学意义：1）发展了中心法则；

第53页：反转录病毒可改建成理想的信息载体

反转录病毒可改建成理想的信息载体

• 有助于对RNA病毒致癌机理的了解；
• 有助于研究疾病的起因、寻找防治途径；
• 反转录病毒可改建成理想的信息载体，用于肿瘤和遗传病的基因治疗；

用于分子生物学的研究：合成基因、测序。

第54页：DNA的损伤与修复概念

DNA的损伤与修复概念

DNA的损伤：一些理化因素：UV（紫外线）、电离辐射和化学诱变剂可使细胞DNA受到损伤而引起生物突变或致死。

• UV造成的基因改变嘧啶二聚体的形成

第55页：细胞的修复机制：1）光复活修复

细胞的修复机制：1）光复活修复

：可见光激活了光复活酶，它能分开由于UV照射形成的嘧啶二聚体，而恢复原来状态。

第56页：暗修复：在一系列酶作用下

暗修复：在一系列酶作用下

暗修复(切除修复)：在一系列酶作用下，将DNA受损部分切掉，并以完整链为模板，合成被切部分，从而使DNA恢复正常。

第57页：细菌的限制-修饰系统

细菌的限制-修饰系统

• 限制性核酸内切酶（限制酶）：特异性强，可在DNA特异位点切开；

第58页：细菌碱基修饰：概念：在DNA

细菌碱基修饰：概念：在DNA

特定短碱基序列上产生某专一性修饰，在整个细胞周期中保持完整，使得内切酶可识别而不能断裂。

如：修饰甲基化酶。

第59页：被修饰的碱基可逃避宿主限制酶作用

被修饰的碱基可逃避宿主限制酶作用

• 可用以保护自身DNA，而外源DNA被分解；

被修饰的碱基可逃避宿主限制酶作用。

• 应用：
• 用于分子生物学研究：碱基测序、制定基因图谱的工具；

用于基因重组。

第60页：利用限制酶进行基因重组

利用限制酶进行基因重组

（本页内容以图示为主，文字要点较少）

第61页：基因重组与DNA“克隆”1

基因重组与DNA“克隆”1

、基因重组：将不同DNA片段按设计方案定向地连接起来，并在特定受体细胞中与载体一起复制表达，使受体细胞得到新性状。

第62页：DNA克隆：将目的DNA

DNA克隆：将目的DNA

插入基因载体后，在细菌细胞中生长而扩增百万倍以上.这种以单一DNA片段复制成许多相同DNA片段的过程称~。

第63页：聚合酶链式反应

聚合酶链式反应

（PCR）技术与DNA扩增概念：1985年Mullis发明的一种体外模拟自然DNA复制的核酸扩增技术。

1993年获得诺贝尔奖原理：提供两个寡核苷酸引物能与互补DNA链上的侧翼序列杂交，利用PCR即能合成某一序列的大量拷贝。

第64页：PCR技术就的概念

PCR技术就的概念

• 聚合酶链式反应（PCR）

PCR技术就是在体外中通过酶促反应有选择地大量扩增（包括分离）一段目的基因的技术。

• 加入4种物质：
• 作为模板的DNA序列；
• 与被分离的目的基因两条链各自5’端序列相互补的DNA引物（20个左右碱基的短DNA单链）；
• TaqDNA聚合酶；

dNTP（dATP, dTTP, dGTP和dCTP）。

第65页：聚合酶链式反应

聚合酶链式反应

• （PCR）
• 变性、退火、延伸三步曲
• 变性：双链DNA解链成为单链DNA
• 退火：部分引物与模板的单链DNA的特定互补部位相配对和结合
• 延伸：以目的基因为模板，合成互补的新DNA链

第66页：聚合酶链式反应

聚合酶链式反应

• （PCR）
• 每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加一倍
• 30轮循环可获得——230（1.07×109)个基因片段

第67页：广泛用于克隆、测序、产生特异

广泛用于克隆、测序、产生特异

• 广泛用于克隆、测序、产生特异突变、医学诊断和法医.

第68页：RNA的生物合成

RNA的生物合成

RNA(ribonucleic acid)的生物合成储存于DNA中的遗传信息需通过转录和翻译而得到表达。

转录的产物有：信使RNA（messenger RNA, mRNA）核糖体RNA（ribosome RNA, rRNA）转移RNA（transfer RNA, tRNA）

第69页：转录方式

转录方式

• 对称转录----DNA两条链都作为模板.
• 不对称转录----DNA一条链作为模板,另一条链不作为模板
• 反向转录----以RNA作为模板合成DNA

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第70页：转录（DNA指导下的RNA合成）

转录（DNA指导下的RNA合成）

• 概述：1）转录与DNA复制的相似之处：
• 均以DNA为模板；
• 都需依赖DNA的聚合酶；
• 都是生成3’，5’磷酸二酯键；
• 合成的方向都是5’→3’；

遵从碱基配对规律。

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第71页：模板链：DNA双链中只一条链可做转录

模板链：DNA双链中只一条链可做转录

• 模板：

模板链：(大多数情况)DNA双链中只一条链可做转录模板(拷贝），此链称~或反义(-)链。

编码链：无转录功能的DNA链称为~或正义（+）链。

第72页：转录的不对

转录的不对

即转录的可选择性。

• 包括：①一条链可转录，另一条链不能转录；
• ②模板链可不在同一链上；

③按细胞需要“开放或关闭”。

第73页：RNA聚合酶

RNA聚合酶

• （RNApolymerase, RNpol)
• 作用条件：4种NTP；
• Mg2+或Mn2+的存在；
• DNA模板；

反应方向：5’→3’。

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第74页：催化的反应：不需引物

催化的反应：不需引物

在单核苷酸的3’-OH上逐个加核苷酸。

第75页：原核细胞的RNA聚合酶

原核细胞的RNA聚合酶

• 4种亚基组成，各亚基功能不同；

同一种酶催化3种RNA的合成。

亚基每分子酶所含数目分子量（KD）功能大肠杆菌RNA聚合酶组分α 2 37 结合调控序列，决定特定基因的转录β 1 151 结合底物，形成磷酸二酯键β’ 1 155 结合DNA模板σ 1 70 识别起始点启动子，发动合成

第76页：原核生物

原核生物

的RNApol全酶与DNA的结合全酶：具有α2ββ’σ亚基的RNApol。

核心酶：没有σ亚基的RNApol。

第77页：真核细胞的RNA聚合酶

真核细胞的RNA聚合酶

3种酶，亚基复杂。

真核生物RNA聚合酶类型部位转录产物对鹅膏蕈碱的敏感度Ⅰ 核仁28S,18S,5.8S rRNA 不敏感Ⅱ 核质mRNA, 病毒RNA, hnRNA 高度敏感Ⅲ 核质tRNA, 5SrRNA 中度敏感

第78页：转录产物结构特点：5’端

转录产物结构特点：5’端

• 和3’端有不编码序列；

第79页：原核细胞的转录包括：起始、延伸、终止

原核细胞的转录包括：起始、延伸、终止

• 2

第80页：起始：A、启动子：DNA上的一段序列

起始：A、启动子：DNA上的一段序列

，为转录开始的位点。

包括：上游的-35序列和-10(Pribnow box)序列。

图中+1为DNA模板上被转录成RNA的第一个核苷酸，即转录起始位点。

第81页：起始过程：三步：A、全酶与启动子结合

起始过程：三步：A、全酶与启动子结合

• B、DNA局部解开双螺旋；
• 基因起点DNARNA聚合酶

第82页：形成磷酸二酯键

形成磷酸二酯键

RNA链从5’端开始，在全酶作用下ATP或GTP与第2个NTP间形成磷酸二酯键。

第83页：延伸：a、合成开始后

延伸：a、合成开始后

,σ亚基释放，然后都由核心酶催化。

b、核心酶沿模板移动，选择NTP，暂时形成DNA-RNA杂交链。

• 基因3'端模板链合成方向基因5'端RNA

第84页：RNpol向前移动

RNpol向前移动

c、，DNA解链酶向前推进，RNA链延长。

• RNA链的延长合成方向5’3’

第85页：方向：RNpol沿模板链

方向：RNpol沿模板链

d、3’→ 5’,RNA合成方向5’→ 3’。

速度：25-50b/s。

第86页：终止信号：富含GC

终止信号：富含GC

• 终止：

终止信号：富含GC的回文序列和随后一段富含AT的结构。

RNpol到达终止位点，聚合反应停止。

• 释放RNA分子RNA聚合酶脱离

第87页：不需ρ因子的终止a 、发夹结构

不需ρ因子的终止a 、发夹结构

A、的形成：DNA上的回文序列使RNA产物3’端自身碱基互补，形成发夹结构，杂合链趋于解体。

b 、产物的寡聚U片段促进RNA 从DNA上脱落：杂交链中A-U间氢键相对较弱，新生RNA易从模板上脱落，不需ρ因子即可终止。

第88页：不需ρ因子的终止

不需ρ因子的终止

（本页内容以图示为主，文字要点较少）

第89页：需ρ因子终止ρ因子是一个6聚体蛋白

需ρ因子终止ρ因子是一个6聚体蛋白

• b、，其功能：1）终止因子；

NTPase活性：3）解旋酶活性。

• 过程：1）在RNA存在下，水解NTP产能，使ρ因子与RNApol结合；

解旋酶活性使RNA：DNA杂合链拆开，释放RNA，酶和ρ因子一起从DNA上脱落下来。

第90页：需ρ因子终止

需ρ因子终止

（本页内容以图示为主，文字要点较少）

第91页：

第92页：蛋白质编码基因多的概念

蛋白质编码基因多的概念

• 真核细胞的转录作用1）特点；

其基因家族是多拷贝的基因重复组成，故一个基因上可同时进行多个转录过程，产生多条RNA链。

蛋白质编码基因多是不连续的，编码部分（外显子）被不编码基因（内含子）隔断。

第93页：多起点转录南非爪蟾的卵母细胞

多起点转录南非爪蟾的卵母细胞

• rRNA的合成

第94页：转录过程：A、起始

转录过程：A、起始

• 启动子：具-25的TATA框（TATA box）；

有些无TATA框，以看家基因（housekeeping genes)起始转录。

转录因子(transcription factor Ⅱ ，TFⅡ)：由多种蛋白质组成，与启动子装配成复合物，协助聚合酶Ⅱ结合，起始转录。

第95页：与RNpolⅡ结合，形成起始前复合物

与RNpolⅡ结合，形成起始前复合物

• TF与启动子结合；
• 各种TF辨认拼接；

与RNpolⅡ结合，形成起始前复合物（PIC）。

• 顺序：TATA→ → → → →PIC
• 起始过程：D A B 酶/F E

第96页：与原核类似

与原核类似

• B、延伸；
• 与原核类似：
• 以反义链为模板；

RNApolⅡ催化RNA3’-OH对新进入的NTP的α磷酸基进行亲核攻击，RNA以5 ’→3’合成。

• 产物称原始转录产物新链mRNA老链mRNARNA聚合酶

第97页：终止

终止

转录终止与转录后修饰密切相关。

第98页：转录过程的抑制剂：1）放线菌素D

转录过程的抑制剂：1）放线菌素D

：插入DNA的dG-dC间，与G形成氢键，使DNA变形、失去模板功能，从而阻止RNpol沿模板链移动而抑制RNA延长。

此为原核和真核生物RNpol的专一抑制剂。

• 放线菌素D

第99页：口丫啶acridine

口丫啶acridine

:为具扁平芳香族发色团的染料，可插入双链DNA相邻bp间，使DNA复制时缺失或增添一个核苷酸，从而导致移码突变，也可抑制RNA的起始和质粒DNA的复制。

第100页：利福平

利福平

• （利福霉素B的衍生物）

与RNpol的β亚基结合，抑制原核细胞RNA的合成。

第101页：α-鹅膏蕈碱

α-鹅膏蕈碱

分离自鬼笔鹅膏的一种八肽化合物，通过RNpol Ⅱ抑制真核生物RNA合成。

第102页：转录产物的加工

转录产物的加工

在专一酶作用下，切除多余部分或修饰，才成为“成熟的”RNA。

此过程称为转录后加工。

涉及：帽化、聚腺苷酸化、RNA剪接、碱基修饰等过程。

第103页：mRNA的加工：原核生物

mRNA的加工：原核生物

的mRNA转录后一般不需要加工，转录的同时即进行翻译（半寿期短）。

亦有少数多顺反子的mRNA需要核酸酶切成小单位，然后再翻译。

第104页：多顺反子:为多条多肽链编码

多顺反子:为多条多肽链编码

• 的mRNA.
• 单顺反子:为一条多肽链编码的mRNA.

第105页：真核mRNA的加工

真核mRNA的加工

• 5’-5’磷酸二酯键A、帽化；

5’端加上甲基化的鸟嘌呤帽。

• 意义：免遭核酸酶水解；

pr合成起始中发挥作用。

第106页：聚腺苷酸化：过程：切去转录

聚腺苷酸化：过程：切去转录

• B、生成的过长的一段RNA；

由多聚腺苷酸聚合酶以ATP为前体，在3 ’端加上约100-200个腺苷酸尾巴(polyA)。

• 意义：免遭核酸酶水解；

增加翻译效率。

第107页：剪接

剪接

即精确切除内含子序列的过程。

snRNA：富含u，部分序列与剪接点处序列互补，可识别剪接点。

这些为催化性RNA，称核酶。

snRNP：snRNA与几种辅助蛋白组成。

• 分别命名为U1,U2…..

剪接体：snRNP与hnRNA组成。

第108页：2’，5’磷酸二酯键形成，释放外显子1

2’，5’磷酸二酯键形成，释放外显子1

• 剪接体形成；

2’，5’磷酸二酯键形成，释放外显子1。

外显子1的3’-OH亲核攻击外显子2的5’-P，形成磷酸二酯键，释放套索。

第109页：核糖体RNA前体的加工

核糖体RNA前体的加工

• ：A、原核rRNA加工
• 30S前体甲基化；
• 断裂生成17S、25S中间产物；

RNA酶剪切形成16S、23S rRNA。

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第110页：真核rRNA加工

真核rRNA加工

• 甲基化
• 剪切

第111页：线性rRNA具有许多反向互补序列

线性rRNA具有许多反向互补序列

• 发现：四膜虫rRNA剪接不需任何蛋白质；

线性rRNA具有许多反向互补序列，可形成局部双螺旋。

• 核苷酸断裂点核酶的槌头结构

第112页：意义：对研究生命起源和进化有重大

意义：对研究生命起源和进化有重大

• 发展了酶的概念；

可人工设计酶。

第113页：破坏对人类不利的基因

破坏对人类不利的基因

• 用于核酸剪切；
• 用于破坏RNA病毒；

破坏对人类不利的基因。

第114页：tRNA前体的加工

tRNA前体的加工

• 不同tRNA的加工方式不同，一般经：A、除去3’、5’多余核苷酸；
• B、有些在3’加CCA序列；

第115页：RNA复制在某些生物

RNA复制在某些生物

RNA复制（RNA指导的RNA合成）在某些生物中，RNA还可是遗传信息的携带者，并可通过复制合成与自身相同的RNA分子。

• 有以下方式：
• 反转录病毒的RNA合成：RNA→DNA→RNA

以病毒RNA为模板的RNA合成：RNA→RNA在依赖于RNA的RNA聚合酶（RNA复制酶）催化下完成。

第116页：多核苷酸磷酸化酶：以一种NDP或4

多核苷酸磷酸化酶：以一种NDP或4

多核苷酸磷酸化酶（无模板的RNA合成）：以一种NDP或4种NDP为底物，在多核苷酸磷酸化酶（与RNA合成有关的酶系）作用下，合成类似RNA的聚合物，同时放出磷酸的过程。

• 酶特点：1）只在细菌中发现；
• 是与RNA合成有关的酶，3）以一种NDP或4种NDP为底物；

在细胞内的功能可能是分解RNA。

第117页：核酸的应用

核酸的应用

应用：在实验室制备各种RNA聚合物。

• 研究核酸结构和特点；
• 推断各aa的密码；

设计核酶。

• 多核苷磷酸化酶
• nNDP (NMP)n+nPi

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