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1、核酸与蛋白质的生物合成核酸与蛋白质的生物合成九江市卫生学校九江市卫生学校 邹邹 弯弯.核酸与蛋白质核酸与蛋白质 生命的物质基础生命的物质基础.第一节第一节 核酸的分子组成、结构与理化性质核酸的分子组成、结构与理化性质.是以是以核苷酸核苷酸为基本组成单位的生物大分子，为基本组成单位的生物大分子，起起携带携带和和传递遗传信息传递遗传信息的作用。的作用。核酸是从细胞核中分离得到一种含磷的酸性化合物，核酸是从细胞核中分离得到一种含磷的酸性化合物，19681968年瑞士青年医生年瑞士青年医生Fridrich MiescherFridrich Miescher 在脓细胞中首次分离在脓细胞中首次分离发现，后
2、来被证实核酸是遗传的物质基础。发现，后来被证实核酸是遗传的物质基础。脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 DNA 细胞核细胞核核糖核酸核糖核酸 RNA 细胞质细胞质储存遗传信息储存遗传信息参与遗传信息的传递和表达参与遗传信息的传递和表达.信使信使RNA(messenger RNA,mRNA)转运转运RNA(transfer RNA,tRNA)核蛋白体核蛋白体RNA(ribosomal RNA,rRNA).一，核酸的分子组成一，核酸的分子组成C、H、O、N、P（910%）碱基碱基戊糖戊糖磷酸磷酸核苷酸核苷酸核苷核苷核酸核酸嘌呤碱嘌呤碱嘧啶碱嘧啶碱核糖核糖脱氧核糖脱氧核糖(H(H3 3POPO4 4).P P
3、OHOHHOHOOHOHOO（RNARNA）12345核核 糖糖（DNADNA）脱氧核糖脱氧核糖H.嘌呤嘌呤 嘧啶嘧啶 碱基碱基腺嘌呤（腺嘌呤（A A）鸟嘌呤（鸟嘌呤（GG）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）尿嘧啶（尿嘧啶（U U）DNADNA、RNARNA均有均有DNADNA有有RNARNA有有.腺嘌呤腺嘌呤(A)(A)鸟嘌呤鸟嘌呤(G)(G).胸腺嘧啶（胸腺嘧啶（T T）尿嘧啶尿嘧啶（U U）胞嘧啶（胞嘧啶（C C）.一，核一，核 酸酸 的的 分分 子子 组组 成成(A、G、C、U)碱基碱基核糖核糖磷酸磷酸核苷键核苷键磷酸酯键磷酸酯键核苷核苷核苷酸核苷酸（RNA）(A、G
4、、C、T)碱基碱基脱氧脱氧核糖核糖核苷键核苷键脱氧脱氧核苷核苷脱氧核苷酸脱氧核苷酸（DNA）磷酸磷酸磷酸酯键磷酸酯键.由戊糖与碱基通过由戊糖与碱基通过糖苷键糖苷键连接而形成的化合物。连接而形成的化合物。糖苷键糖苷键戊糖的第戊糖的第1位位C与嘌呤碱的第与嘌呤碱的第9位位N或嘧啶或嘧啶碱的第碱的第1位位N之间脱水缩合而成。之间脱水缩合而成。.由核苷中戊糖的羟基（由核苷中戊糖的羟基（-OH）与磷酸以）与磷酸以磷酸酯键磷酸酯键连接而形成的化合物。连接而形成的化合物。NNNN9NH2OO HO HHHHCH2H1 2OPO-HOO糖苷键糖苷键酯键酯键.P28.基本成分基本成分基本单位基本单位磷酸磷酸戊糖
5、戊糖碱基碱基核苷酸核苷酸RNA磷酸磷酸核糖核糖腺嘌呤（腺嘌呤（A）（AMP）一磷酸腺苷）一磷酸腺苷鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）（GMP）一磷酸鸟苷）一磷酸鸟苷胞嘧啶（胞嘧啶（C）（CMP）一磷酸胞苷）一磷酸胞苷尿嘧啶（尿嘧啶（U）（UMP）一磷酸尿苷）一磷酸尿苷DNA磷酸磷酸脱氧脱氧核糖核糖腺嘌呤（腺嘌呤（A）（dAMP）一磷酸脱氧腺）一磷酸脱氧腺苷苷鸟嘌呤（鸟嘌呤（G）（dGMP）一磷酸脱氧鸟）一磷酸脱氧鸟苷苷胞嘧啶（胞嘧啶（C）（dCMP）一磷酸脱氧胞）一磷酸脱氧胞苷苷胸腺嘧啶胸腺嘧啶（T）（dTMP）一磷酸脱氧胸）一磷酸脱氧胸苷苷.二，核二，核 酸酸 的的 分分 子子 结结 构构(一一)核苷酸的
6、连接方式核苷酸的连接方式3 3，5 5-磷酸二酯键磷酸二酯键 一个核苷酸一个核苷酸C-3C-3上的羟基与另一个核苷上的羟基与另一个核苷酸酸C-5C-5上的磷酸脱水上的磷酸脱水缩合形成的酯键。缩合形成的酯键。55端端3 端端CGA.RNA链链:AMP、GMP、CMP、UMPDNA链链:dAMP、dGMP、dCMP、dTMP方向：方向：5 3主链骨架：磷酸和戊糖交替主链骨架：磷酸和戊糖交替二，核二，核 酸酸 的的 分分 子子 结结 构构.二，核二，核 酸酸 的的 分分 子子 结结 构构(二二)核酸的一级结构核酸的一级结构55端端3 端端CGA 多核苷酸链中核苷多核苷酸链中核苷酸的酸的排列顺序排列顺
7、序。由于各种核苷酸之由于各种核苷酸之间的差别只是碱基的不间的差别只是碱基的不同，因此，核苷酸的排同，因此，核苷酸的排列顺序也称为列顺序也称为碱基的排碱基的排列顺序列顺序。.二，核二，核 酸酸 的的 分分 子子 结结 构构(三三)核酸的空间结构核酸的空间结构.DNA双螺旋结构模型要点：双螺旋结构模型要点：DNADNA由由两条两条多多核苷酸链组成，这二核苷酸链组成，这二条链互相平行、方向条链互相平行、方向相反，（一条为相反，（一条为5 5 3 3走向，另一条为走向，另一条为3 3 5 5走向）共同走向）共同围绕同一中心轴以围绕同一中心轴以右右手螺旋手螺旋方式盘旋。方式盘旋。.DNA双螺旋结构模型要
8、点：双螺旋结构模型要点：两条链上相对应两条链上相对应的碱基按照碱基互补规的碱基按照碱基互补规律，通过氢键形成碱基律，通过氢键形成碱基配对。配对。A-T G-C 互补碱基互补碱基：每一碱基：每一碱基对中的两个碱基。对中的两个碱基。互补链互补链：DNADNA分子中分子中的两条链。的两条链。.DNA双螺旋结构模型要点：双螺旋结构模型要点：双螺旋的直双螺旋的直径为径为2nm2nm，碱基平，碱基平面与中心轴面与中心轴垂直垂直。碱基对之间距碱基对之间距离为离为0.34nm0.34nm，每，每一螺旋内含一螺旋内含1010个碱个碱基对，故基对，故螺距螺距为为3.4nm3.4nm。.DNA双螺旋结构模型要点：双
9、螺旋结构模型要点：DNA DNA分子分子中互补碱基之间的中互补碱基之间的氢键氢键（横向）和相（横向）和相邻碱基平面之间的邻碱基平面之间的碱基堆积力碱基堆积力（纵向）（纵向）是维持是维持DNADNA双螺旋双螺旋结构稳定的主要作结构稳定的主要作用力。用力。.DNA DNA在二级结构的基础上，双螺旋结构进一步在二级结构的基础上，双螺旋结构进一步盘曲形成更加复杂的结构。盘曲形成更加复杂的结构。DNA DNA的双螺旋可成的双螺旋可成开链开链或或闭链闭链环状，经进一步环状，经进一步折叠成折叠成麻花状麻花状的超螺旋结构。的超螺旋结构。.RNARNA二级结构特点：二级结构特点：1 1，RNARNA为为单链单链
10、结构（结构（DNADNA为双链结构）为双链结构）2 2，RNARNA链中可在某些节段回旋折叠形成局部双链中可在某些节段回旋折叠形成局部双链结构，也可进行碱基配对。链结构，也可进行碱基配对。A A-U GU G-C C3 3，RNARNA链中在没有碱基配对的节段形成突环。链中在没有碱基配对的节段形成突环。.四个螺旋区四个螺旋区三个环三个环 DHU DHU环环 反密码环反密码环 T T C C环环一个附加叉一个附加叉氨基酸臂氨基酸臂反密码环反密码环T T C C环环DHUDHU环环附加叉附加叉.在在二二级级结结构构基基础础上上进进一一步步折折叠叠扭扭曲曲形形成成倒倒L L型型.（一）核酸的一般性质
11、（一）核酸的一般性质 酸性酸性 紫外线最大吸收峰：紫外线最大吸收峰：260nm260nm（二）核酸的变性与复性（二）核酸的变性与复性 1 1，变性，变性 增色效应增色效应 减色效应减色效应 2 2，复性，复性 退火退火（三）核酸的分子杂交（三）核酸的分子杂交 杂交杂交 三，核三，核 酸酸 的的 理理 化化 性性 质质.第二节第二节 核核 苷苷 酸酸 代代 谢谢.合成代谢合成代谢嘌呤核苷酸（嘌呤核苷酸（AMP、GMP）嘧啶核苷酸（嘧啶核苷酸（UMP、CTP）脱氧核苷酸（脱氧核苷酸（dNDP）多磷酸核苷酸（多磷酸核苷酸（NDP、NTP）分解代谢分解代谢嘌呤核苷酸（嘌呤核苷酸（A、G）嘧啶核苷酸（嘧
12、啶核苷酸（C、U、T）核核 苷苷 酸酸 代代 谢谢 概概 况况21.核核 苷苷 酸酸 的的 来来 源源外源性外源性食物中核酸的消化吸收食物中核酸的消化吸收 内源性内源性机体细胞的自身合成机体细胞的自身合成 主要主要.一，核苷酸的合成代谢一，核苷酸的合成代谢从头合成途径：从头合成途径：利用利用氨基酸氨基酸、一碳单位一碳单位、CO2和和磷酸核糖磷酸核糖等小分子物质等小分子物质为原料，经过为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸的途径。这是一系列酶促反应，合成核苷酸的途径。这是主要合成途径主要合成途径，主要在，主要在肝脏肝脏进行。进行。补救合成途径：补救合成途径：以以游离的游离的碱基碱基或或核苷核苷为
13、为原料原料，经过简单的反应过程，合成核苷酸的，经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。途径。脑、骨髓脑、骨髓等只能进行此途径等只能进行此途径。.（2 2）合成原料）合成原料 谷氨酰胺、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、甘氨酸、5-5-磷酸核糖、一碳单位、磷酸核糖、一碳单位、COCO2 2 肝肝、小肠和胸腺的胞液。、小肠和胸腺的胞液。（1 1）合成部位）合成部位.天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺一碳单位一碳单位一碳单位一碳单位 COCO2 2甘氨当中站甘氨当中站,谷氮坐两边谷氮坐两边,左上天冬氨左上天冬氨,头顶头顶CO2还有俩一碳还有俩一碳甘氨酸甘氨酸.（3 3）合成过程）合成
14、过程2.IMP（次黄嘌呤核苷酸）的合成次黄嘌呤核苷酸）的合成3.AMP和和GMP的生成的生成1.PRPP(磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸)的生成的生成.R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶合成酶 PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸）PRPP在甘氨酸、一碳单位、在甘氨酸、一碳单位、谷氨酰胺、二氧化碳谷氨酰胺、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参及天冬氨酸的逐步参与下与下,经经9 9步反应步反应IMP AMP GMPH2N-1-R-5-P（5-磷酸核糖胺，磷酸核糖胺，PRA）谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺转移酶酰胺转移酶（次黄嘌呤核苷酸）（次黄嘌呤核苷酸）（腺嘌呤核
15、苷酸）（腺嘌呤核苷酸）（鸟嘌呤核苷酸）（鸟嘌呤核苷酸）.合成部位合成部位:胞液胞液(脑、骨髓脑、骨髓为主为主)合成特点合成特点:过程简单，耗能少。利用现成的过程简单，耗能少。利用现成的碱基或核苷合成核苷酸碱基或核苷合成核苷酸。合成过程：合成过程：腺嘌呤腺嘌呤 PRPPPRPPAMP AMP PPiPPiAPRTAPRT次黄嘌呤次黄嘌呤 PRPPPRPPIMP IMP PPiPPiHGPRTHGPRT鸟嘌呤鸟嘌呤 PRPPPRPPGMP GMP PPiPPiHGPRTHGPRT.v生理意义：（1 1）可直接利用细胞或饮食中的）可直接利用细胞或饮食中的嘌呤或嘌呤核苷，能节省嘌呤或嘌呤核苷，能节省能
16、量与氨基能量与氨基酸酸消耗；消耗；（2 2）某些器官如）某些器官如脑脑、骨髓骨髓等，缺等，缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶体系，只乏从头合成嘌呤核苷酸的酶体系，只能进行补救能进行补救合成。合成。.主要是主要是肝肝细胞胞液细胞胞液（1 1）合成部位：）合成部位：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连先合成先合成UMPUMP，再转变成，再转变成CTPCTP和和dTMPdTMP（3 3）特点：）特点：（2 2）合成原料：）合成原料：谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、COCO2 2 、5-5-磷酸核糖磷酸核糖.氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸.（4 4）合成过程）合成过程先合成嘧啶环，再
17、与先合成嘧啶环，再与PRPP连接。连接。先合成先合成UMP，再转变为其它嘧啶核苷酸。再转变为其它嘧啶核苷酸。原料原料 UMP UDPUMP UDPdTMPdTMPCTPCTP.在二磷酸核苷（在二磷酸核苷（NDPNDP，N N代表代表A A、G G、C C、U U）水平上）水平上直接还原直接还原生成二磷酸脱生成二磷酸脱氧核苷（氧核苷（dNDPdNDP）。）。NDPNADPH+H+dNDP核苷酸还原酶核苷酸还原酶dNTP磷酸激酶磷酸激酶NADP+.dUMPTMP合酶合酶N5,N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2还原酶还原酶FH4NADP+NADPH+H+dTMP.NMPNDPNTPADPATP激酶激
18、酶ADPATP激酶激酶N N代表不同的碱基代表不同的碱基.二，核苷酸的分解代谢二，核苷酸的分解代谢碱基碱基磷酸磷酸核苷酸核苷酸核苷核苷嘌呤碱嘌呤碱（A A、G G）嘧啶碱嘧啶碱磷酸核糖磷酸核糖H H2 2O O磷酸磷酸核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶尿酸尿酸C C、U UT T-丙氨酸丙氨酸-氨基异丁酸氨基异丁酸.分解部位：分解部位：肝脏、小肠及肾脏中肝脏、小肠及肾脏中GMPGMP鸟嘌呤鸟嘌呤AMPAMP次黄嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶IMPIMP人体内嘌呤碱的人体内嘌呤碱的最终代谢产物最终代谢产物.尿酸盐晶体沉积于关节、软尿酸盐晶体沉积于关
19、节、软组织、软骨及肾等处，导致组织、软骨及肾等处，导致关节炎、尿路结石及肾疾病关节炎、尿路结石及肾疾病嘌呤核苷酸代谢酶缺陷嘌呤核苷酸代谢酶缺陷体内核酸大量分解体内核酸大量分解进食高嘌呤饮食进食高嘌呤饮食肾功能障碍时肾功能障碍时血中尿酸血中尿酸 0.48mmol/L0.48mmol/L.嘧啶碱嘧啶碱1-1-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸核苷核苷 核苷酸酶核苷酸酶PPiPPi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶补救合成或补救合成或进一步分解进一步分解.胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶 H2OCO2+NH3-丙氨酸丙氨酸-氨基异丁酸氨基异丁酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基异丁酸脲基异丁酸H2O丙
20、二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoATAC肝肝尿素尿素甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATAC糖异生糖异生.第三节第三节 核核 酸酸 的的 生生 物物 合合 成成.核核 酸酸 的的 生生 物物 合合 成成.生生 物物 学学 的的 中中 心心 法法 则则复复制制转录转录 翻译翻译 逆转录逆转录（亲代（亲代 子代）子代）.复制：复制：以亲代以亲代DNADNA为模板，根据碱基配对的原则，为模板，根据碱基配对的原则，在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNADNA的过程。的过程。转录：转录：以以DNADNA为模板，按照碱基配对原则合成为模
21、板，按照碱基配对原则合成RNARNA，即将，即将DNADNA所含的遗传信息传给所含的遗传信息传给RNARNA，形成一，形成一条与条与DNADNA链互补的链互补的RNARNA的过程。的过程。翻译：翻译：亦叫转译，以亦叫转译，以mRNAmRNA为模板，将为模板，将mRNAmRNA的的密码解读成蛋白质的氨基酸顺序的过程。密码解读成蛋白质的氨基酸顺序的过程。反转录：反转录：以以RNARNA为模板，在逆转录酶的作用下，为模板，在逆转录酶的作用下，生成生成DNADNA的过程。的过程。中心法则几个基本概念中心法则几个基本概念.一一，DNA的的生生物物合合成成.DNADNA遗传信息的载体遗传信息的载体（一一）
22、DNA的的复复制制.DNA DNA复制时，首先复制时，首先是是DNA DNA 的双螺旋结构的双螺旋结构松解，两条链之间的松解，两条链之间的氢键断裂，然后氢键断裂，然后DNADNA分子中的每一条链为分子中的每一条链为模板，通过碱基配对，模板，通过碱基配对，合成两个新的合成两个新的DNADNA分分子。这种复制方式称子。这种复制方式称为为半保留复制半保留复制。亲代亲代DNADNA.模板模板：亲代：亲代DNA(DNA(双链双链)原料：原料：d dN NTPTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP)引物引物：提供提供3-OH3-OH末端的末端的寡核苷酸寡核苷酸
23、 引物（引物（RNARNA)。参与参与复制复制的主要酶类的主要酶类（重点重点）参与参与复制的其他蛋白质因子复制的其他蛋白质因子：单单链链DNADNA结合蛋白（结合蛋白（SSBPSSBP）.参与复制的主要酶类参与复制的主要酶类聚合作用：聚合作用：催化催化dNTPdNTP通过通过3 3-5-5磷酸二酯键磷酸二酯键 聚合成聚合成DNADNA多核苷酸链。多核苷酸链。引物：引物：3-OH 3-OH末端的末端的RNARNA引物引物方向：方向：5 3 5 3核酸外切酶活性核酸外切酶活性3 53 5外切酶活性外切酶活性:识别并切除不配对核苷酸识别并切除不配对核苷酸5 35 3外切酶活性外切酶活性:去除去除RN
24、ARNA引物和突变基因引物和突变基因 .参与复制的主要酶类参与复制的主要酶类 是是RNARNA聚合酶，合成短片段的聚合酶，合成短片段的RNARNA引引物，为物，为DNADNA复制提供复制提供3OH3OH末端，末端，由由ATPATP供能，打开供能，打开DNADNA双链间的氢键双链间的氢键,解开双螺旋。解开双螺旋。.参与复制的主要酶类参与复制的主要酶类 作用：使作用：使DNADNA解旋变成松弛状态，以解决解旋变成松弛状态，以解决DNADNA复制过程中造成复制过程中造成DNADNA分子打结、缠绕及连分子打结、缠绕及连环的现象。环的现象。.参与复制的主要酶类参与复制的主要酶类 若双链若双链DNADNA
25、中一条链有切口，一端中一条链有切口，一端是是3-OH3-OH，另一端是，另一端是5-5-磷酸基，连磷酸基，连接酶可催化这两端形成接酶可催化这两端形成磷酸二酯键磷酸二酯键，而使切口连接。而使切口连接。.DNADNA复制的起点复制的起点 原核生物从一个固定的起始点开始，同原核生物从一个固定的起始点开始，同时向两个方向进行的，称为时向两个方向进行的，称为双向复制双向复制单击画面继续复制复制（1）复制的起始复制的起始.复制叉的形成复制叉的形成 复制开始后由复制开始后由于于DNADNA双链解开，在双链解开，在两股单链上进行复两股单链上进行复制，形成在显微镜制，形成在显微镜下可看到的叉状结下可看到的叉状结
26、构。构。单击画面继续.起始的过程起始的过程打开打开DNADNA超螺旋超螺旋打开双螺旋打开双螺旋防止复螺旋防止复螺旋单链结合蛋白单链结合蛋白解链酶解链酶引物复合体引物复合体引物酶引物酶拓扑异构酶拓扑异构酶合成合成.拓扑异构酶拓扑异构酶解链酶解链酶单链结合蛋白单链结合蛋白DNA聚合酶聚合酶引物酶及引发体引物酶及引发体DNA连接酶连接酶引物引物DNA双链双链 5 3 5 3（1）复制起始的过程复制起始的过程.拓扑异构酶拓扑异构酶解链酶解链酶单链结合蛋白单链结合蛋白DNA聚合酶聚合酶引物酶及引发体引物酶及引发体DNA连接酶连接酶引物引物拓扑异构酶拓扑异构酶与与DNA双链双链结合，解开结合，解开超螺旋。
27、超螺旋。5 3 5 3（1）复制起始的过程复制起始的过程.拓扑异构酶拓扑异构酶解链酶解链酶单链结合蛋白单链结合蛋白DNA聚合酶聚合酶引物酶及引发体引物酶及引发体DNA连接酶连接酶引物引物解链酶解开解链酶解开DNA双螺旋双螺旋 5 3 5 3（1）复制起始的过程复制起始的过程.拓扑异构酶拓扑异构酶解链酶解链酶单链结合蛋白单链结合蛋白DNA聚合酶聚合酶引物酶及引发体引物酶及引发体DNA连接酶连接酶引物引物单链结合蛋白单链结合蛋白防止复螺旋防止复螺旋 5 3 5 3（1）复制起始的过程复制起始的过程.拓扑异构酶拓扑异构酶解链酶解链酶单链结合蛋白单链结合蛋白DNA聚合酶聚合酶引物酶及引发体引物酶及引发
28、体DNA连接酶连接酶引物引物引物酶合成引物引物酶合成引物 5 3 5 3（1）复制起始的过程复制起始的过程.1.DNA聚合酶把新生链的第一个脱氧核聚合酶把新生链的第一个脱氧核苷酸加到引物的苷酸加到引物的3-OH上，开始新生链的合成上，开始新生链的合成过程。过程。AG T AC T A A T DNA DNA 聚合酶聚合酶ACGACGTT引物引物（2）复制的延长复制的延长.AG T AC T A A T AGCGACGGTTT T 组成组成 DNA 的脱氧核糖核苷酸一个个连接起来的脱氧核糖核苷酸一个个连接起来3,5-磷酸二酯键磷酸二酯键引物引物.AG T AC T A A T GCGACGGTT
29、T TA引物引物.AG T AC T A A T GCGACGTTGT TA引物引物.AG T AC T A A T GCGACGTGT TAA引物引物.AG T AC T A A T GCGACGGT TAA T引物引物.AG T AC T A A T GCGACGGT TAA TA引物引物.AG T AC T A A T GCGCGGT TAA TA T引物引物.AG T AC T A A T GGCGGT TAA TA T C引物引物.AG T AC T A A T GGCGGT TAA TA T CDNA模板链模板链DNA新链新链引物引物.领头链领头链随从链随从链冈崎片段冈崎片段 53
30、 5 3领头链：领头链：合成方向与解链方合成方向与解链方向相同，向相同，5 5 3 3，可连续，可连续合成的新链。合成的新链。随从链：随从链：合成方向与解链方合成方向与解链方向相反，不能连续合成，而是向相反，不能连续合成，而是按按5 5 3 3，方向合成一段，方向合成一段较短的较短的DNADNA片段后，需待模片段后，需待模板解链到足够长度再合成另一板解链到足够长度再合成另一段的链。段的链。冈崎片段：冈崎片段：随从链上不连随从链上不连续的续的DNADNA片段。片段。.复制有终止信号复制有终止信号5 3外切酶活性外切酶活性水解引物水解引物DNADNA聚合活性聚合活性填补空隙填补空隙DNA连接酶连接
31、酶连接缺口。连接缺口。（3）复制的终止复制的终止.（二二）反反 转转 录录定义：定义：以以RNARNA为模为模板合成板合成DNADNA，遗传，遗传信息从信息从RNARNA传递到传递到DNADNA分子中的过程分子中的过程称为反转录。称为反转录。模板：模板：RNARNA酶：酶：反转录酶（存在于反转录酶（存在于所有致癌所有致癌RNARNA病毒中）病毒中）原料：原料：dNTPdNTP方向：方向：5 5 3 3依赖依赖RNA的的DNA聚合酶聚合酶核糖核酸核糖核酸酶酶H活力活力依赖依赖DNA的的DNA聚合酶聚合酶.二，二，RNA的生物合成的生物合成.1 1，模板：模板：DNADNA双链双链 模板链（有意义
32、链）模板链（有意义链）编码链（反意义链）编码链（反意义链）2 2，原料：原料：4 4种种NTPNTP（ATPATP、GTP GTP、CTP CTP、UTP UTP）3 3，参与转录的酶：参与转录的酶：RNARNA聚合酶（聚合酶（特点特点）4 4，参与转录的其他物质：参与转录的其他物质：转录因子、终止转录因子、终止因子等因子等.3 3，R RN NA A聚聚合合酶酶的的特特点点 以以DNADNA为模板为模板 以以4 4种种NTPNTP为原料为原料 遵循碱基配对原则：遵循碱基配对原则：A-U T-A G-CA-U T-A G-C延长方向：延长方向：5 5 3 3 需要需要MnMn2+2+或或MgM
33、g2+2+不需要引物不需要引物 缺乏缺乏3 3 5 5外切酶活性，所以外切酶活性，所以没有校正功能没有校正功能TGGCAATACCGUUADNARNA转转录录.RNARNA转录由转录由起始起始、延长延长、终止终止三个阶段组成。三个阶段组成。起始起始：RNARNA聚合酶在聚合酶在 亚基的引导下结合于启动亚基的引导下结合于启动子；子；DNADNA双链局部解开；在模板链上通过碱基配双链局部解开；在模板链上通过碱基配对合成最初对合成最初RNARNA链链延长延长：核心酶沿着核心酶沿着DNADNA链由链由3 53 5的方向移的方向移动，转录区间的动，转录区间的DNADNA双链解螺旋，而转录完的区双链解螺旋
34、，而转录完的区间间DNADNA又恢复双螺旋结构又恢复双螺旋结构终止终止：核心酶到达终止子，核心酶到达终止子，RNARNA与核心酶从与核心酶从DNADNA上脱落上脱落.模板链模板链编码链编码链正超螺旋正超螺旋负超螺旋负超螺旋.第第 四四 节节 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成（翻译翻译）.蛋蛋白白质质生生物物合合成成体体系系n n 氨基酸氨基酸 蛋白质蛋白质mRNA、tRNA、rRNA酶、蛋白质因子、酶、蛋白质因子、ATP、GTP蛋白质的生物合成（蛋白质的生物合成（翻译翻译）：）：根据根据mRNAmRNA分子中的遗传信息合成多肽分子中的遗传信息合成多肽链的过程，使多核苷酸链中链的过程，使多核苷酸
35、链中核苷酸核苷酸的排列顺的排列顺序转换为多肽链中序转换为多肽链中氨基酸氨基酸的排列顺序。的排列顺序。.蛋蛋白白质质生生物物合合成成体体系系 原料：原料：2020种种氨基酸氨基酸 三种三种RNARNA的作用的作用 mRNA mRNA：模板：模板 rRNA rRNA：合成场所：合成场所 tRNA tRNA：氨基酸：氨基酸的的“搬运工具搬运工具”蛋白质因子：启动、延长、终止因子蛋白质因子：启动、延长、终止因子 酶酶:氨基酰氨基酰-tRNA-tRNA合成酶合成酶 、转肽酶、转肽酶 能量：能量：ATPATP、GTPGTP 无机离子无机离子 ：MgMg2+2+K K+.一，三种一，三种RNA的作用的作用.
36、mRNAmRNArRNArRNAtRNAtRNA.mRNA mRNA带有带有DNADNA分子的分子的遗传信息遗传信息，是蛋，是蛋白质生物合成的白质生物合成的直接模板直接模板。.UAAUAAUAGUAGUGAUGA6464种种密码子密码子6161种种:代表代表2020种不同的氨基酸；种不同的氨基酸；位于位于mRNAmRNA分子中部时，代表蛋氨酸密码子分子中部时，代表蛋氨酸密码子位于位于mRNAmRNA分子分子55端时，代表起始密码子端时，代表起始密码子AUGAUG代表终止密码子，位于代表终止密码子，位于mRNAmRNA分子分子33端。端。数量：数量：6464（4 43 3）.第一碱基第一碱基（5
37、 5/-端）端）第第 二二 碱碱 基基第三碱基第三碱基（3 3/-端）端）终止终止终止终止*在在mRNAmRNA起始部位的起始部位的AUGAUG为起始信号为起始信号.mRNA mRNA分子中三联体密码是按分子中三联体密码是按53方向排列的；方向排列的；起始密码起始密码 5 5末端，终止密码末端，终止密码 3 末端，末端，中间为信息区。中间为信息区。tRNAtRNA的的反反密密码码需需要要通通过过碱碱基基互互补补与与mRNAmRNA上上的的遗遗传传密密码码反反向向配配对对结结合合，但但反反密密码码与与密密码码间间不不严严格格遵遵守常见的碱基配对规律，称为守常见的碱基配对规律，称为摆动配对摆动配对
38、。.UtRNA反密码子反密码子第第1位碱基位碱基IUGACmRNA密码子密码子第第3位碱基位碱基U,C,AA,G U,C UG.64-3=61 64-3=61个代表个代表2020种氨基酸，种氨基酸，除蛋除蛋氨酸和色氨酸外，一个氨基酸一般都有氨酸和色氨酸外，一个氨基酸一般都有2-42-4个密码，多的有个密码，多的有6 6个密码。个密码。一个密码只代表一种氨基酸一个密码只代表一种氨基酸.从正确起点开始至终止信号，密码子的排列是连续从正确起点开始至终止信号，密码子的排列是连续的，既不存在间隔（无标点），也无重叠。在的，既不存在间隔（无标点），也无重叠。在mRNAmRNA分子分子上插入或删去一个碱基，
39、会使该点以后的读码发生错误，上插入或删去一个碱基，会使该点以后的读码发生错误，称为移码，由这种情况引起的突变称为移码突变。称为移码，由这种情况引起的突变称为移码突变。生物界在蛋白质的生物合成中都共用一套遗传密码。生物界在蛋白质的生物合成中都共用一套遗传密码。.氨基酸受臂氨基酸受臂反密码环反密码环1 1，转运氨基酸，转运氨基酸形式：氨基酰形式：氨基酰tRNAtRNA2 2，辨认密码：，辨认密码：tRNAtRNA分子上的反密码分子上的反密码.mRNAmRNArRNArRNAtRNAtRNA.rRNA+蛋白质蛋白质 核蛋白体核蛋白体（大亚基、小亚基）大亚基、小亚基）A A位位：结合氨基酰结合氨基酰t
40、RNAtRNA的的氨氨 基酰位基酰位P P位位：结合肽酰结合肽酰tRNAtRNA的的肽酰位肽酰位E E位位：空载空载tRNAtRNA的的排出位排出位转肽酶转肽酶：可催化肽链从：可催化肽链从P P位位 转移到转移到A A位位转肽酶转肽酶.二，蛋白质的生物合成过程二，蛋白质的生物合成过程mRNAmRNA中中碱基碱基的排列顺序的排列顺序蛋白质中的蛋白质中的氨基酸氨基酸的排列顺序的排列顺序.氨基酸氨基酸+ATP+tRNAATP+tRNA氨基酰氨基酰-tRNAtRNA合成酶合成酶氨基酰氨基酰-tRNA+AMP+PPitRNA+AMP+PPi.大亚基大亚基mRNAmRNA蛋氨酰蛋氨酰-tRNA-tRNA小
41、亚基小亚基IF-1IF-1，2 2，3 3GTPGTP.核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离IF-3IF-3IF-1IF-1115.核蛋白体大小亚基分离核蛋白体大小亚基分离116.mRNAmRNA在小亚基定位结合在小亚基定位结合S-D117.起始氨基酰起始氨基酰tRNAtRNA结合到小亚基结合到小亚基S-D118.核蛋白体大亚基结合形成起始复合物核蛋白体大亚基结合形成起始复合物IF-2GDPPPiIF-3IF-3IF-1IF-1119.TuTsGTP 是指根据是指根据mRNAmRNA下一组遗传密码指导，使氨下一组遗传密码指导，使氨基酰基酰tRNAtRNA进入核蛋白体进入核蛋白体A A位。位
42、。.fMetGTPTuGDPTsGTPfMetfMet.E位位fMetfMet是是转肽酶转肽酶催化的肽键形成的过程催化的肽键形成的过程.E位位fMetfMet 在转位酶的作用下，消耗在转位酶的作用下，消耗GTP，促进核蛋白体，促进核蛋白体向向mRNA的的3移动，使肽酰移动，使肽酰tRNA和和mRNA相对位相对位移进入核蛋白体移进入核蛋白体P位，而卸载的位，而卸载的tRNA进入进入E位位.E位位fMetfMetAA3AA3TuGTP.进位进位转肽转肽移位移位消耗消耗GTPGTP.RFRF 核蛋白体移位后，当核蛋白体移位后，当mRNAmRNA在受位上出现终止密码（在受位上出现终止密码（UAAUAA
43、、UAGUAG、UGCUGC）时，终止因子能识别密码而进入受位与之结合，）时，终止因子能识别密码而进入受位与之结合，从而阻止了氨基酰从而阻止了氨基酰-tRNA-tRNA的进位，多肽链合成终止。的进位，多肽链合成终止。.二，蛋白质的生物合成二，蛋白质的生物合成 蛋白质的生物合成是一个耗能的过程，蛋白质的生物合成是一个耗能的过程，多肽链中每增加一个氨基酸单位要消耗多肽链中每增加一个氨基酸单位要消耗4 4个个高能磷酸键。高能磷酸键。蛋白质合成需要大量能量。婴幼儿、蛋白质合成需要大量能量。婴幼儿、恢复期病人体内蛋白质合成旺盛，应供给恢复期病人体内蛋白质合成旺盛，应供给大量的能量，以利于体内蛋白质的合成。大量的能量，以利于体内蛋白质的合成。.在一条在一条mRNAmRNA链上可以同时合成多条相同链上可以同时合成多条相同的多肽链，这就大大提高了翻译的效率。的多肽链，这就大大提高了翻译的效率。.Thank you!Thank you!.1 1，分子病，分子病镰刀形红细胞性贫血镰刀形红细胞性贫血.二，蛋白质的生物合成二，蛋白质的生物合成.