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1、关于核酸的合成(3)第1页，讲稿共93张，创作于星期二RNARNA的生物合成的生物合成第二第二节节第2页，讲稿共93张，创作于星期二第3页，讲稿共93张，创作于星期二第4页，讲稿共93张，创作于星期二概概 念念转录的不对称性：转录的不对称性：在在RNARNA的合成中，的合成中，DNADNA的二条链中仅有的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，即一条链可作为转录的模板，即转录的不对称性。转录的不对称性。反义链反义链（antisense strand）及模板链及模板链(template strand)（无意义链，负链）：在（无意义链，负链）：在RNARNA的转录中，用作的转录中，用作模板的模板的DN
2、ADNA链。链。有意义链有意义链(sense strand)及编码链及编码链(coding strand)或正或正链链：在在RNARNA的转录中，不作为模板的的转录中，不作为模板的DNADNA链。链。第5页，讲稿共93张，创作于星期二第6页，讲稿共93张，创作于星期二第7页，讲稿共93张，创作于星期二RNARNA聚合酶聚合酶：大肠杆菌的大肠杆菌的RNARNA聚合酶全酶由聚合酶全酶由5 5种亚基种亚基2 2 组成组成，因子与其它部分因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与的结合不是十分紧密，它易于与2 2分分离，离，没有没有、亚基的酶称为核心酶亚基的酶称为核心酶只催化链的延长，对起始无作用。只
3、催化链的延长，对起始无作用。一、一、RNARNA聚合酶聚合酶1.1.第8页，讲稿共93张，创作于星期二行使多个功能行使多个功能寻找起始位点寻找起始位点选择选择NTPNTP检测终止信号检测终止信号第9页，讲稿共93张，创作于星期二 五种亚基的功能分别为：五种亚基的功能分别为：亚基亚基：与启动子结合功能。：与启动子结合功能。亚基亚基：含催化部位，起催化作用，催化形成磷酸二酯：含催化部位，起催化作用，催化形成磷酸二酯键。键。亚基亚基：在全酶中存在，功能不清楚。：在全酶中存在，功能不清楚。亚基：与亚基：与DNADNA模板结合功能。模板结合功能。亚基亚基：识别起始位点。：识别起始位点。第10页，讲稿共9
4、3张，创作于星期二全酶全酶核心酶核心酶第11页，讲稿共93张，创作于星期二2.2.第12页，讲稿共93张，创作于星期二第13页，讲稿共93张，创作于星期二 真核细胞的真核细胞的RNARNA聚合酶聚合酶酶类酶类分布分布产物产物-鹅膏蕈碱鹅膏蕈碱对酶的作用对酶的作用分子量分子量反应条件反应条件I核仁核仁核质核质核质核质rRNA5.8SrRNA18SrRNA28SrRNAmRNAtRNA 5SrRNA不抑制不抑制低浓度抑低浓度抑制制高浓度高浓度抑制抑制500 000700 000700 000_低离子强度低离子强度,要要求求Mg2+或或Mn2+高离子强高离子强度度高高Mn2+浓浓度度3.3.第14页
5、，讲稿共93张，创作于星期二第15页，讲稿共93张，创作于星期二RNARNA聚合酶的特点：聚合酶的特点：反应底物反应底物-NTPNTP，DNADNA为模板、为模板、Mg2+Mg2+促进聚合反应。促进聚合反应。RNARNA聚合酶聚合酶不需要引物不需要引物，合成方向，合成方向5 53 3 。4.4.第16页，讲稿共93张，创作于星期二RNARNA的转录过程的转录过程：（以大肠杆菌为例）以大肠杆菌为例）起始位点的识别起始位点的识别 转录起始转录起始 链的延伸链的延伸 转录终止转录终止二、二、RNARNA的转录过程的转录过程第17页，讲稿共93张，创作于星期二第18页，讲稿共93张，创作于星期二1 1
6、、起始位点的识别起始位点的识别 体外实验证明，不含体外实验证明，不含亚基的核心酶会随机地在一个亚基的核心酶会随机地在一个基因的两条链上启动，当有基因的两条链上启动，当有亚基时就会选择正确的起点。亚基时就会选择正确的起点。亚基起着识别亚基起着识别DNADNA分子上的起始信号（分子上的起始信号（启动子启动子指指RNARNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNADNA序列）序列）的作用。的作用。第19页，讲稿共93张，创作于星期二起点起点启动子区启动子区第20页，讲稿共93张，创作于星期二启动子区启动子区序序列列特特征征起点起点第21页，讲稿共93张，创作于星期二识别
7、识别起点起点第22页，讲稿共93张，创作于星期二启动子启动子的结构至少由三部分组成：的结构至少由三部分组成：AACTGTATATTATTGACATATAAT+1转录起始点转录起始点5335 35序列序列 10序列序列-35-35序列提供了序列提供了RNARNA聚合酶全酶识别聚合酶全酶识别的信号的信号-10-10序列是酶的紧密结合序列是酶的紧密结合位点（富含位点（富含ATAT碱基，利碱基，利于双链打开）于双链打开）第三部分是第三部分是RNARNA合成的起合成的起始点始点第23页，讲稿共93张，创作于星期二同感保守序列同感保守序列第24页，讲稿共93张，创作于星期二启动子启动子第25页，讲稿共93
8、张，创作于星期二启动子启动子起点起点第26页，讲稿共93张，创作于星期二2 2、转录起始转录起始 RNARNA聚合酶全酶扫描解链区，找到起始点，然后结合第一聚合酶全酶扫描解链区，找到起始点，然后结合第一个核苷三磷酸。加入的第一个核苷三磷酸常是个核苷三磷酸。加入的第一个核苷三磷酸常是GTPGTP或或ATPATP，很很少是少是CTPCTP，不用不用UTPUTP。所形成的所形成的启动子、全酶和核苷三磷启动子、全酶和核苷三磷酸复合物酸复合物称为称为三元起始复合物三元起始复合物，第一个核苷三磷酸一旦，第一个核苷三磷酸一旦掺入到转录起始点，掺入到转录起始点，亚基就会被释放脱离亚基就会被释放脱离核心酶核心酶
9、。第27页，讲稿共93张，创作于星期二 因子仅与起始因子仅与起始有关，有关，RNARNA的合的合成一旦开始成一旦开始，便被释放便被释放 E-35-10pppG或pppA5 55 53 33 3模板链模板链（1 1）原核生物原核生物RNARNA聚合酶聚合酶第28页，讲稿共93张，创作于星期二RNARNA聚合酶聚合酶第一个核苷三磷酸第一个核苷三磷酸常是常是GTP或或ATP第29页，讲稿共93张，创作于星期二第30页，讲稿共93张，创作于星期二RNARNA聚聚合酶合酶 因子因子GTP或或ATP第31页，讲稿共93张，创作于星期二（2 2）第32页，讲稿共93张，创作于星期二第33页，讲稿共93张，创
10、作于星期二第34页，讲稿共93张，创作于星期二PolPol第35页，讲稿共93张，创作于星期二PolPol所需的蛋白因子所需的蛋白因子第36页，讲稿共93张，创作于星期二结合蛋白结合蛋白第37页，讲稿共93张，创作于星期二3 3、RNARNA链的延伸链的延伸 DNA DNA分子和酶分子发生构象的变化，分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与核心酶与DNADNA结合比较松弛，可沿结合比较松弛，可沿DNADNA模板移动，模板移动，并按模板顺序并按模板顺序选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNARNA链链的的3 3-OHOH端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方
11、向从端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向从5 53 3第38页，讲稿共93张，创作于星期二核心酶核心酶GTP或或ATP第39页，讲稿共93张，创作于星期二核心酶核心酶第40页，讲稿共93张，创作于星期二核心酶核心酶RNARNA第41页，讲稿共93张，创作于星期二延伸延伸第42页，讲稿共93张，创作于星期二4 4、转录终止转录终止 在在DNADNA分子上分子上（基因末端）提供转录停止信号的（基因末端）提供转录停止信号的DNADNA序列称为序列称为终止子终止子（terminators),terminators),它能使它能使RNARNA聚合酶停止聚合酶停止合成合成RNARNA并释放出并释放出RNA
12、RNA。第43页，讲稿共93张，创作于星期二第44页，讲稿共93张，创作于星期二需要需要因子，因子，因子能与因子能与RNARNA聚合酶结合但不是酶的组分，聚合酶结合但不是酶的组分，它的作用是阻止它的作用是阻止RNARNA聚合酶向前移动，于是转录终止，并聚合酶向前移动，于是转录终止，并释放出已转录完成的释放出已转录完成的RNARNA链。链。不依赖于不依赖于因子。强终止子序列有两个明显的特征：因子。强终止子序列有两个明显的特征：（1 1）在终止点之前具有一段富含）在终止点之前具有一段富含G-CG-C的回文区域的回文区域。（2 2）富含）富含G-CG-C的区域之后是一连串的的区域之后是一连串的dAd
13、A碱基序列碱基序列，它们，它们转录的转录的RNARNA链的末端为一连串链的末端为一连串U U（连续连续6 6个）个）。弱终止子弱终止子：缺少回文结构缺少回文结构强终止子强终止子：有回文结构有回文结构第45页，讲稿共93张，创作于星期二依赖因子的终止因子因子第46页，讲稿共93张，创作于星期二因子参与的因子参与的RNARNA合成终止合成终止第47页，讲稿共93张，创作于星期二发夹式结构和寡聚发夹式结构和寡聚U U的共同作用使的共同作用使RNARNA从三元复合物中解从三元复合物中解离出来。离出来。第48页，讲稿共93张，创作于星期二小小 结结第49页，讲稿共93张，创作于星期二三三、RNARNA的
14、复制的复制1 1第50页，讲稿共93张，创作于星期二第51页，讲稿共93张，创作于星期二2 2第52页，讲稿共93张，创作于星期二第53页，讲稿共93张，创作于星期二两个阶段两个阶段（1 1）其单链其单链RNARNA可充当可充当mRNAmRNA，利用寄主中的核糖体合成利用寄主中的核糖体合成外外壳蛋白壳蛋白和复制酶的和复制酶的亚基。亚基。（2 2）复制酶的复制酶的亚基可与来自寄主细胞的亚基亚基可与来自寄主细胞的亚基 自动自动装配成装配成RNARNA复制酶复制酶，可进行，可进行RNARNA的复制的复制.3 3 RNA RNA的复制的复制第54页，讲稿共93张，创作于星期二 5 RNA-5 3 3
15、RNA+释放释放释放释放35 3 3 5 5 RNA+RNA+RNA-RNARNA的复制的复制第55页，讲稿共93张，创作于星期二 四、四、RNARNA的转录后加工的转录后加工 在细胞内，由在细胞内，由RNARNA聚合酶合成的原初转录物聚合酶合成的原初转录物（primary transcript）往往需要一系列的变化，包括往往需要一系列的变化，包括链的裂解、链的裂解、5 5 和和3 3 末端的切除和特殊结构的形成、核末端的切除和特殊结构的形成、核苷的修饰、以及拼接和编辑等过程，才转变为成熟的苷的修饰、以及拼接和编辑等过程，才转变为成熟的RNARNA分子。此过程总称为分子。此过程总称为RNARN
16、A的成熟的成熟或称为或称为RNARNA的转录后的转录后加工加工。第56页，讲稿共93张，创作于星期二加上特殊序列加上特殊序列第57页，讲稿共93张，创作于星期二第58页，讲稿共93张，创作于星期二1 1、mRNAmRNA前体的加工前体的加工：原核生物原核生物的的mRNAmRNA转录后转录后一般一般不需要加工，不需要加工，转录的同时即进行翻译（半寿期短）。转录的同时即进行翻译（半寿期短）。真核生物真核生物mRNAmRNA（半寿期较长）原初转录物半寿期较长）原初转录物很大，在加工过程中形成许多分子大小不等的很大，在加工过程中形成许多分子大小不等的中间物，它们被称为中间物，它们被称为核内不均一核内不
17、均一RNA（heterogeneous nuclear RNA,hnRNA)第59页，讲稿共93张，创作于星期二第60页，讲稿共93张，创作于星期二加工包括：加工包括：（1 1）hnRNAhnRNA被剪接，把内含子（被剪接，把内含子（DNADNA上非编码序列）转录序列上非编码序列）转录序列剪掉，把剪掉，把外显子外显子（DNADNA上的编码序列）转录序列上的编码序列）转录序列拼接拼接上上(真核真核生物一般为不连续基因生物一般为不连续基因)。（2 2）3 3端添加端添加polyA polyA“尾巴尾巴”；（3 3）5 5端连接端连接“帽子帽子”结构（结构（m m7 7G G5 5 pppppp5
18、5 NmpNp-NmpNp-）；）；（4 4）分子内部的核苷酸甲基化修饰。分子内部的核苷酸甲基化修饰。第61页，讲稿共93张，创作于星期二第62页，讲稿共93张，创作于星期二【例例】剪切内含子剪切内含子卵清蛋白第63页，讲稿共93张，创作于星期二第64页，讲稿共93张，创作于星期二10-30nt切除切除加尾巴加尾巴加尾巴加尾巴AAUAAAAAUAAA第65页，讲稿共93张，创作于星期二平均半衰期平均半衰期第66页，讲稿共93张，创作于星期二 2 2、tRNAtRNA前体的加工：前体的加工：原核与真核生物的原核与真核生物的tRNAtRNA转录后都需要加工。包括：转录后都需要加工。包括：（1 1）
19、内切酶切除前体上内切酶切除前体上3 3 和和5 5 端上多余的核苷酸；端上多余的核苷酸；（2 2）外切酶逐个在外切酶逐个在3 3 切去附加序列，进行修剪。切去附加序列，进行修剪。（3 3）3 3端添加端添加CCACCAOHOH序列，由核苷酰转移酶催化。序列，由核苷酰转移酶催化。（4 4）核苷的一些特定的碱基和戊糖进行修饰。核苷的一些特定的碱基和戊糖进行修饰。第67页，讲稿共93张，创作于星期二酵母酪氨酸酵母酪氨酸tRNA前体的加工前体的加工早转录本早转录本成熟成熟tRNA加工加工第68页，讲稿共93张，创作于星期二第69页，讲稿共93张，创作于星期二第70页，讲稿共93张，创作于星期二第71页
20、，讲稿共93张，创作于星期二第72页，讲稿共93张，创作于星期二第73页，讲稿共93张，创作于星期二tRNAtRNA加工过程加工过程第74页，讲稿共93张，创作于星期二P16P23P516S23S5S（一般不含甲基化）一般不含甲基化）28S18S5.8S3 3、rRNArRNA前体的加工：前体的加工：4545S S或或3838S S3737S S2626S S17S17S5.8S5.8SrRNArRNA原初原初转录物转录物研究四膜虫研究四膜虫rRNArRNA前体的拼接时发现前体的拼接时发现 ribozymeribozyme原核原核：刚转录的：刚转录的rRNArRNA为为3030S S，先在特定
21、的碱基上进行甲基化（核先在特定的碱基上进行甲基化（核糖糖2 2-羟基）修饰，后逐步裂解（核酸酶的切割）。羟基）修饰，后逐步裂解（核酸酶的切割）。真核真核：4545S S（哺乳动物）、哺乳动物）、3838S S（果蝇）、果蝇）、3737S S（酵母）酵母）第75页，讲稿共93张，创作于星期二原核生物中rRNA前体的加工甲基化作用甲基化作用专一核酸内切酶专一核酸内切酶30S前体前体17StRNA25S专一核酸外切酶专一核酸外切酶16S rRNAtRNA23S rRNA5S rRNA专一核酸外切酶专一核酸外切酶第76页，讲稿共93张，创作于星期二真真核核生生物物rRNA前前体体加加工工45s45s第
22、77页，讲稿共93张，创作于星期二五、五、第78页，讲稿共93张，创作于星期二第79页，讲稿共93张，创作于星期二吖啶吖啶/10-N/10-N杂蒽杂蒽/苯并吡啶苯并吡啶第80页，讲稿共93张，创作于星期二END第81页，讲稿共93张，创作于星期二问答题问答题 1、比较、比较DNA复制与复制与RNA转录的异同。转录的异同。2、比较、比较DNA聚合酶与聚合酶与RNA聚合酶催化作用的异同。聚合酶催化作用的异同。3、DNA复制的高度准确性是通过什么来实现的？复制的高度准确性是通过什么来实现的？4、肽链合成后的加工处理主要有哪些方式？、肽链合成后的加工处理主要有哪些方式？5、何谓基因工程？简述其基本理论
23、、基本过程及应用价值、何谓基因工程？简述其基本理论、基本过程及应用价值名词解释名词解释中心法则中心法则 半保留复制半保留复制 转录转录 反转录翻译反转录翻译有意义链反意义链内含子外显子有意义链反意义链内含子外显子冈崎片段冈崎片段 突变突变 第82页，讲稿共93张，创作于星期二1、下列有关TATA盒(Hognessbox)的叙述,哪个是正确的:A.它位于第一个结构基因处B.它和RNA聚合酶结合C.它编码阻遏蛋白D.它和反密码子结合 B 第83页，讲稿共93张，创作于星期二 2.转录需要的原料是:A.dNTPB.dNDP C.dNMP D.NTP E.NMPD第84页，讲稿共93张，创作于星期二3
24、、DNA模板链为 5-ATTCAG-3 ,其转录产物是:A.5 -GACTTA-3 B.5 -CTGAAT-3 C.5 -UAAGUC-3 D.5 -CUGAAU-3 D第85页，讲稿共93张，创作于星期二4、DNA复制和转录过程有许多相同点,下列描述哪项是错误的?A.转录以DNA一条链为模板,而以DNA两条链为模板进行复制 B.在这两个过程中合成均为5-3方向 C.复制的产物通常情况下大于转录的产物 D.两过程均需RNA引物 D第86页，讲稿共93张，创作于星期二 5、真核生物的mRNA加工过程中,5端加上（），在3端加上（），后者由（）催化。如果被转录基因是不连续的，那么，（）一定要被切除
25、，并通过（）过程将（）连接在一起。帽子结构、多聚腺苷酸尾巴、poly(A)聚合酶、内含子、拼接、外显子第87页，讲稿共93张，创作于星期二6、10位的（）区和35位的（）区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与因子相互识别而具有很高的亲和力。TATA、TTGACA第88页，讲稿共93张，创作于星期二7、原核生物 RNA 聚合酶核心酶由（）组成，全酶由（）组成。22、22第89页，讲稿共93张，创作于星期二8、下面那一项不属于原核生物mRNA的特征（）A：半衰期短 B：存在多顺反子的形式 C：5端有帽子结构 D：3端没有或只有较短的多聚（A）结构 第90页，讲稿共93张，创作于星期二9、比较RNA转录与DNA复制，下列哪些是正确的？A.都在细胞核内进行 B.转录是连续的 C.链的延长均为53 D.与模板链的碱基配对均为GC 第91页，讲稿共93张，创作于星期二10、真核细胞中的mRNA帽子结构是（）A.7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸 B.7-甲基尿嘧啶核苷三磷酸 C.7-甲基腺嘌呤核苷三磷酸 D.7-甲基胞嘧啶核苷三磷酸 第92页，讲稿共93张，创作于星期二感谢大家观看第93页，讲稿共93张，创作于星期二