生物化學(xué)第四章_核酸的生物合成

1、Nucleic acid Biosynthesis 第十章第十章 核酸的生物合成核酸的生物合成基基 因因 (gene)： 具有遺傳效應(yīng)的DNA片段?；?因因 組組（genome)： 某某一物種擁有的全部遺傳物質(zhì)，從分子意義上說(shuō)，一物種擁有的全部遺傳物質(zhì)，從分子意義上說(shuō)，是指是指全部全部DNADNA序列序列。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制DNARNA 中心法則中心法則(the central dogma)(the central dogma)DNA Biosynthesis第一節(jié)第一節(jié) DNADNA的生物合成的生物合成 DNADNA的生物合成的生物合成復(fù)制復(fù)制（DNA

2、DNA指導(dǎo)下的指導(dǎo)下的DNADNA合成）合成）逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)錄錄（RNARNA指導(dǎo)下的指導(dǎo)下的DNADNA的合成）的合成） 復(fù)制復(fù)制親代親代DNADNA子代子代DNADNA復(fù)制復(fù)制(replication)：以母鏈以母鏈DNADNA為模板合成子鏈為模板合成子鏈DNADNA的過(guò)程。的過(guò)程。一、一、復(fù)制復(fù)制的基本的基本規(guī)律規(guī)律 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 雙向復(fù)制雙向復(fù)制 半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制 方向性和高保真性方向性和高保真性（一）、半保留復(fù)制（一）、半保留復(fù)制 (semi-conservative replication)A TG CC GT A親代DNAA G C TTCGATCGAA G C T子代

3、DNA 全保留式全保留式 半保留式半保留式 混合式混合式 DNADNA復(fù)制的三種可能復(fù)制的三種可能方式：方式：DNADNA半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)：半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)： 按按半保留復(fù)制方式，半保留復(fù)制方式，子代子代DNADNA與親代與親代DNADNA的堿基序的堿基序列一致列一致，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性遺傳的保守性。 遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，但不遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，但不是絕對(duì)的。是絕對(duì)的。半保留復(fù)制的半保留復(fù)制的意義：意義：（二）、雙向復(fù)制（二）、雙向復(fù)制 (bidirectional replication)

4、原核生物：原核生物： 基因組是環(huán)狀基因組是環(huán)狀DNADNA； 只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)（origin） 。真核生物：真核生物： 基因組是線性的；基因組是線性的； 染色體染色體DNADNA有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)；有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)； 兩個(gè)起始點(diǎn)之間的兩個(gè)起始點(diǎn)之間的DNADNA片段稱為復(fù)制子片段稱為復(fù)制子(replicon)(replicon)。 在原核生物雙向復(fù)制中，在原核生物雙向復(fù)制中，DNADNA被描述為被描述為眼睛眼睛狀。為說(shuō)明狀。為說(shuō)明方便而做的圖為方便而做的圖為 形。形。oriC多多個(gè)起點(diǎn)復(fù)制個(gè)起點(diǎn)復(fù)制起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)35353535解鏈方向解鏈方

5、向前導(dǎo)鏈前導(dǎo)鏈(leading strand)隨從鏈隨從鏈(lagging strand)35（三）、半不連續(xù)復(fù)制（三）、半不連續(xù)復(fù)制 (semi-discontinuous replication) 岡崎片段岡崎片段(Okazaki fragment) (Okazaki fragment) ： 19681968年日本生化學(xué)者岡崎用電鏡及放射自顯影技術(shù)，年日本生化學(xué)者岡崎用電鏡及放射自顯影技術(shù)，觀察到觀察到DNADNA復(fù)制中出現(xiàn)一些不連續(xù)的片段，將這些不復(fù)制中出現(xiàn)一些不連續(xù)的片段，將這些不連續(xù)的片段稱為連續(xù)的片段稱為岡崎片段岡崎片段。 原核生物原核生物: : 1000100020002000個(gè)

6、核苷酸個(gè)核苷酸 真核生物真核生物: : 100100200200個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸（四）、高保真性（高度忠實(shí)性）（四）、高保真性（高度忠實(shí)性） 差錯(cuò)率僅為差錯(cuò)率僅為1010-9-9-10-10-10-101 1、新合成的子鏈與母鏈之間堿基配對(duì)嚴(yán)格性、新合成的子鏈與母鏈之間堿基配對(duì)嚴(yán)格性2 2、使用引物、使用引物RNARNA3 3、DNADNA聚合酶對(duì)底物專一性聚合酶對(duì)底物專一性4 4、DNADNA聚合酶的校對(duì)作用聚合酶的校對(duì)作用5 5、DNADNA修復(fù)機(jī)制修復(fù)機(jī)制 ？二、參與二、參與DNADNA復(fù)制的復(fù)制的主要酶類和蛋白質(zhì)主要酶類和蛋白質(zhì)DNADNA復(fù)制需要什么復(fù)制需要什么底物底物模板模板引物引

7、物酶酶？ （一）（一）DNA聚合酶聚合酶 （二）（二）DNA解旋酶解旋酶 （三）引物酶（三）引物酶 （四）（四）DNA連接酶連接酶 （五）單鏈結(jié)合蛋白（五）單鏈結(jié)合蛋白（SSBP） （六）拓?fù)洚悩?gòu)酶（六）拓?fù)洚悩?gòu)酶主要酶類和蛋白質(zhì)主要酶類和蛋白質(zhì) 解鏈解鏈過(guò)程中，過(guò)程中，DNADNA分子會(huì)過(guò)度擰緊、打結(jié)、纏繞、分子會(huì)過(guò)度擰緊、打結(jié)、纏繞、連環(huán)等現(xiàn)象。連環(huán)等現(xiàn)象。（一）、（一）、DNADNA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶（DNA topoisomerase）作用：改變作用：改變DNADNA分子構(gòu)象，理順分子構(gòu)象，理順DNADNA鏈，使復(fù)制能順利進(jìn)行。鏈，使復(fù)制能順利進(jìn)行。分類：拓?fù)涿阜诸悾和負(fù)涿福ㄇ袛啵ㄇ?/p>

8、斷DNADNA雙鏈中雙鏈中一股一股鏈）鏈） 拓?fù)涿竿負(fù)涿福ㄇ袛啵ㄇ袛郉NADNA分子分子兩股兩股鏈）鏈）拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用的作用拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用的作用（二）、（二）、DNADNA解旋酶解旋酶( (helicase) 又稱解鏈酶或又稱解鏈酶或reprep蛋白蛋白 利用利用ATPATP供能，作用于供能，作用于氫鍵氫鍵，使，使DNADNA雙鏈雙鏈解開成為解開成為兩條單鏈兩條單鏈。 每解開一對(duì)堿基，需消耗每解開一對(duì)堿基，需消耗2 2分子分子ATPATP。Dna BDna C解鏈方向解鏈方向（三）、單鏈結(jié)合蛋白（三）、單鏈結(jié)合蛋白（SSBPSSBP） 在復(fù)制中維持模板處于在復(fù)制中維持模

9、板處于單鏈狀態(tài)單鏈狀態(tài)并保護(hù)單鏈的完整性。并保護(hù)單鏈的完整性。（四）、引物酶（四）、引物酶(primase) 作用：作用：它以單鏈它以單鏈DNADNA為模板，以為模板，以ATPATP、GTPGTP、CTPCTP、UTPUTP為為原料，從原料，從5 5 33 方向合成出方向合成出RNARNA片段片段，即引物。，即引物。 引物引物（primer）： 由由引物酶催化生成的短鏈引物酶催化生成的短鏈RNARNA，它可為，它可為DNADNA聚合聚合提供提供 3 3-OH-OH末端末端。合成合成RNARNA引物引物（五）、（五）、DNADNA聚合酶聚合酶(DNA polymerase)聚合反應(yīng)的特點(diǎn)：聚合反

10、應(yīng)的特點(diǎn)： DNA DNA 新鏈生成需新鏈生成需引物和模板引物和模板； 新鏈的延長(zhǎng)只可沿新鏈的延長(zhǎng)只可沿5 5 3 3 方向進(jìn)行方向進(jìn)行 。聚合反應(yīng)機(jī)理聚合反應(yīng)機(jī)理3535DNADNA聚合酶聚合酶 全稱全稱：依賴：依賴DNADNA的的DNADNA聚合酶聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱：DNA-pol 原核生物的原核生物的DNADNA聚合酶：聚合酶： DNA-pol DNA-pol DNA-pol 323323個(gè)個(gè)氨基酸氨基酸 604604個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸小小片段片段 大片段大片段/Klenow 片段片段 5 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性DNAD

11、NA聚合酶活性聚合酶活性 5 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性N N 端端C C 端端木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶DNA-pol 1959 1959 年獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)年獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 奧喬亞 科恩伯格 Severo Ochoa Arthur Kornberg5 A G C T T C A G G A T A 3 | | | | | | | | | | |3 T C G A A G T C C T A G C G A C 5 3 3 5 5 外切外切酶活性酶活性 5 5 3 3 外切酶活性外切酶活性 ?3 3 5 5 外切酶活性外切酶活性5 5 - 3- 3 外切酶活性外切酶活性5 5

12、- - 3 3 核酸外切核酸外切酶水解位點(diǎn)酶水解位點(diǎn)單鏈缺口單鏈缺口5 pol II分子量分子量每個(gè)細(xì)胞的分子統(tǒng)計(jì)數(shù)每個(gè)細(xì)胞的分子統(tǒng)計(jì)數(shù)5 5 -3 -3 聚合酶作用聚合酶作用3 3 -5 -5 核酸外切酶核酸外切酶5 5 -3 -3 核酸外切酶核酸外切酶轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率pol I109，000400+1120，000100+-0 .05400，00010-20+-50比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目pol III切除切除引物引物修復(fù)修復(fù)修復(fù)修復(fù)復(fù)制復(fù)制功能功能DNA-pol DNA-pol 前導(dǎo)鏈和隨后鏈的合成方向相反，前導(dǎo)鏈和隨后鏈的合成方向相反，DNA-pol DNA-pol 是怎樣同時(shí)將兩條鏈復(fù)制出來(lái)是怎

13、樣同時(shí)將兩條鏈復(fù)制出來(lái)？前導(dǎo)鏈和隨后鏈同時(shí)合成的工作模型前導(dǎo)鏈和隨后鏈同時(shí)合成的工作模型（六）、（六）、DNADNA連接酶連接酶(DNA ligase) 在復(fù)制中起接合在復(fù)制中起接合雙鏈中單鏈缺口雙鏈中單鏈缺口的作用。的作用。POO-O-OHO5POO-O-O335DNADNA連接酶連接酶ATP（NAD+）AMP5353小結(jié)：小結(jié)：三、真核生物端粒的三、真核生物端粒的復(fù)制復(fù)制 端粒端粒（telomeretelomere）：）： 是指真核生物染色體線是指真核生物染色體線性性DNADNA分子分子末端的結(jié)構(gòu)末端的結(jié)構(gòu)部分，通常膨大成粒狀。部分，通常膨大成粒狀。功能：功能： 維持染色體的維持染色體的穩(wěn)

14、定性穩(wěn)定性 維持維持DNADNA復(fù)制的復(fù)制的完整性完整性TTTTGGGGTTTTGGGG端粒酶端粒酶(telomerase)(telomerase)： 一種一種RNA-RNA-蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)復(fù)合體復(fù)合體端粒酶的爬行端粒酶的爬行模型模型DNADNA聚合酶復(fù)制子鏈聚合酶復(fù)制子鏈進(jìn)一步加工進(jìn)一步加工抗腫瘤靶點(diǎn)抗腫瘤靶點(diǎn)端粒和端粒酶的生物學(xué)意義端粒和端粒酶的生物學(xué)意義 端粒端粒特別是特別是端粒酶端粒酶的活性與細(xì)胞的生長(zhǎng)、繁殖、衰老凋的活性與細(xì)胞的生長(zhǎng)、繁殖、衰老凋亡以及腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。亡以及腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。 體細(xì)胞體細(xì)胞幾乎沒有端粒酶活性，而端粒酶活性較高的幾乎沒有端粒酶活性，而端粒酶活性較高的

15、胚原胚原細(xì)胞細(xì)胞，端粒長(zhǎng)度未縮短。，端粒長(zhǎng)度未縮短。 腫瘤細(xì)胞腫瘤細(xì)胞端粒酶重新獲得活性，以維持端粒結(jié)構(gòu)致使染端粒酶重新獲得活性，以維持端粒結(jié)構(gòu)致使染色體穩(wěn)定而成為永生細(xì)胞。色體穩(wěn)定而成為永生細(xì)胞。 四、逆轉(zhuǎn)錄四、逆轉(zhuǎn)錄(reverse transcription) 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄酶酶RNADNA 逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶 (reverse transcriptase) 有三種活性：有三種活性： RNARNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的DNADNA聚合活性聚合活性 RNase HRNase H活性活性 DNADNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的DNADNA聚合活性聚合活性依賴依賴RNARNA的的DNADNA聚合酶聚合酶核糖核酸核糖核酸酶

16、酶H H活力活力依賴依賴DNADNA的的DNADNA聚合酶聚合酶逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期RNA衣殼衣殼被膜被膜逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)錄酶錄酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)譯轉(zhuǎn)譯進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞丟失被膜丟失被膜丟失衣殼丟失衣殼逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄RNARNAcDNA衣殼蛋白衣殼蛋白被膜蛋白被膜蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)錄研究的意義錄研究的意義 逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶和逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象，是和逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象，是分子生物學(xué)研究分子生物學(xué)研究中的重大中的重大發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)。 逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象說(shuō)明：至少在某些生物，錄現(xiàn)象說(shuō)明：至少在某些生物，RNARNA同樣兼有遺同樣兼有遺傳信息傳代與表達(dá)功能傳信息傳代與表達(dá)功能。 對(duì)對(duì)逆轉(zhuǎn)錄病毒的研究，拓寬了逆轉(zhuǎn)錄病

17、毒的研究，拓寬了2020世紀(jì)初已注意到的世紀(jì)初已注意到的病病毒致癌理論毒致癌理論。 五、五、 DNADNA損傷損傷( (突變突變) )與修復(fù)與修復(fù) 突變突變 (mutation)(mutation)： DNADNA損傷損傷 (DNA damage)(DNA damage)： （一）、（一）、突變的意義突變的意義 突變突變是是進(jìn)化、分化進(jìn)化、分化的分子基礎(chǔ)的分子基礎(chǔ) 突變突變導(dǎo)致導(dǎo)致基因型改變基因型改變 突變突變導(dǎo)致導(dǎo)致死亡死亡 突變突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)（二）、（二）、引發(fā)突變的因素引發(fā)突變的因素 自發(fā)性自發(fā)性: : 自然錯(cuò)配率約為自然錯(cuò)配率約為1010-9-91010-

18、10-10 左右。左右。 物理物理因素因素: : 如如UV (ultra violet)UV (ultra violet)、各種輻射。、各種輻射。 化學(xué)化學(xué)因素因素: : 烷化劑、堿基類似物、以及其他一些人烷化劑、堿基類似物、以及其他一些人工合成或環(huán)境中存在的化學(xué)物質(zhì)，這些誘發(fā)突變的工合成或環(huán)境中存在的化學(xué)物質(zhì)，這些誘發(fā)突變的化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì), ,稱為稱為致癌劑致癌劑。 生物生物因素因素: : 抗菌素類、黃曲霉素和病毒等?？咕仡?、黃曲霉素和病毒等。NNOOCH3RPNNOOCH3RNNOOCH3RPNNORUVOCH3胸嘧啶二聚體( T T )物理因素物理因素（三）、（三）、突變的分子改變類

19、型突變的分子改變類型錯(cuò)配錯(cuò)配 (mismatch)(mismatch)缺失缺失 (deletion)(deletion)插入插入 (insertion)(insertion)重排重排 (rearrangement)(rearrangement)框框移移( (frame-shift)frame-shift) 鐮形紅細(xì)胞貧血病人鐮形紅細(xì)胞貧血病人Hb (HbS) Hb (HbS) 亞基亞基N-val his leu thr pro val glu C 肽鏈肽鏈CAC GTG基因基因正常成人正常成人Hb (HbA)Hb (HbA)亞基亞基N-val his leu thr pro glu glu C

20、 肽鏈肽鏈CTC GAG基因基因谷谷 酪酪 蛋蛋 絲絲5 G C A G U A C A U G U C 丙丙 纈纈 組組 纈纈正常正常5 G A G U A C A U G U C 缺失缺失C C缺失引起框移突變?nèi)笔б鹂蛞仆蛔兝豪海ㄋ模?、（四）、DNADNA損傷的損傷的修復(fù)修復(fù)(repairing) 光光修復(fù)修復(fù)(light repairing) 切除修復(fù)切除修復(fù)(excision repairing) 重組修復(fù)重組修復(fù)(recombination repairing) SOSSOS修復(fù)修復(fù) 修復(fù)的主要修復(fù)的主要類型：類型：NNOOCH3RPNNOOCH3RNNOOCH3RPNNORU

21、VOCH3胸嘧啶二聚體( T T )1 1、光、光修復(fù)修復(fù)2 2、切除修復(fù)、切除修復(fù)是細(xì)胞內(nèi)最重要和有是細(xì)胞內(nèi)最重要和有效的修復(fù)機(jī)制，主要由效的修復(fù)機(jī)制，主要由DNA-pol和和連接酶連接酶完成。完成。UvrAUvrBUvrCOHPDNADNA聚合酶聚合酶OHPDNADNA連接酶連接酶NAD+E.coli的切除修復(fù)機(jī)制的切除修復(fù)機(jī)制例：例：著色性干皮病著色性干皮病(xeroderma pigmentosis(xeroderma pigmentosis，XP)XP) 是是切除修復(fù)缺陷性切除修復(fù)缺陷性的遺傳病。的遺傳病。 XPXP病人細(xì)胞對(duì)病人細(xì)胞對(duì)嘧啶二聚體嘧啶二聚體和和烷基化烷基化的清除能力降

22、低，的清除能力降低，不能修復(fù)紫外線照射引起的不能修復(fù)紫外線照射引起的DNADNA損傷，因此易發(fā)生皮膚癌。損傷，因此易發(fā)生皮膚癌。3 3、重組修復(fù)、重組修復(fù) 這是這是DNADNA的復(fù)制的復(fù)制過(guò)程中所采用的過(guò)程中所采用的一種有差錯(cuò)的修一種有差錯(cuò)的修復(fù)方式。復(fù)方式。 RNA Biosynthesis第二節(jié)第二節(jié) RNARNA的生物合成的生物合成 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 (transcription) (transcription) 生物體生物體以以DNADNA為模板合成為模板合成RNARNA的過(guò)程的過(guò)程 。 DNADNA的遺傳信息傳遞給的遺傳信息傳遞給RNARNA的過(guò)程。的過(guò)程。 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄RNADNA 5GCAG

23、TACATGTC 33 c g t g a t g t a c a g 55GCAGUACAUGUC 3NAla Val His Val C編碼鏈編碼鏈模板鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄模板模板有義鏈有義鏈反義鏈反義鏈鏈鏈鏈鏈？ 對(duì)于整個(gè)對(duì)于整個(gè)DNADNA雙鏈，每條鏈上有的區(qū)段用作雙鏈，每條鏈上有的區(qū)段用作有義有義鏈鏈，有的區(qū)段用作，有的區(qū)段用作反義鏈反義鏈。所以，具有相對(duì)意義。所以，具有相對(duì)意義。 一、一、RNARNA轉(zhuǎn)錄合成的轉(zhuǎn)錄合成的特點(diǎn)：特點(diǎn)： 一、轉(zhuǎn)錄的一、轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性不對(duì)稱性 二、轉(zhuǎn)錄的二、轉(zhuǎn)錄的連續(xù)性連續(xù)性 三、轉(zhuǎn)錄的三、轉(zhuǎn)錄的單向性單向性 四、有特定的

24、四、有特定的起始和終止位點(diǎn)起始和終止位點(diǎn) 二、二、RNARNA轉(zhuǎn)錄合成的轉(zhuǎn)錄合成的條件：條件：底物底物模板模板RNARNA聚合酶聚合酶亞RNARNA聚合酶聚合酶組成組成：a a2 2bbbbws ws = = a a2 2bbbbw w + + s s 全酶全酶 核心酶核心酶 核心酶核心酶：解開前方的：解開前方的DNADNA雙螺旋、雙螺旋、RNARNA鏈的延伸、恢鏈的延伸、恢復(fù)后面的復(fù)后面的DNADNA雙螺旋雙螺旋 s s 亞基亞基：識(shí)別：識(shí)別DNADNA上轉(zhuǎn)錄的起始部位，從而引導(dǎo)全酶上轉(zhuǎn)錄的起始部位，從而引導(dǎo)全酶結(jié)合上去結(jié)合上去大腸桿菌大腸桿菌RNARNA聚合酶全酶聚合酶全酶啟動(dòng)子啟動(dòng)子（p

25、romoter）： 三、轉(zhuǎn)錄三、轉(zhuǎn)錄合成的過(guò)程：合成的過(guò)程：RNA轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始-35區(qū)區(qū)-10區(qū)區(qū)TTGACATTAACTTTTACATATGATTTTACATATGTTTTGATATATAATCTGACGTACTGTN17N16N17N16N16N7N7N6N7N6AAAAAtrp tRNATyrlacrecAAra BAD TTGACA TATAAT共有序列共有序列The nucleotide sequences of representative E. coli promoters 三、轉(zhuǎn)錄三、轉(zhuǎn)錄合成的過(guò)程合成的過(guò)程-啟動(dòng)啟動(dòng) 三、轉(zhuǎn)錄三、轉(zhuǎn)錄合成的過(guò)程合成的過(guò)程-延伸延伸 RNA

26、-DNARNA-DNA雜交區(qū)雜交區(qū)： 三、轉(zhuǎn)錄三、轉(zhuǎn)錄合成的過(guò)程合成的過(guò)程-終止終止機(jī)制：機(jī)制： 依賴依賴Rho ()因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 非依賴非依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止A T P1 1、依賴、依賴 RhoRho因子的轉(zhuǎn)錄終止：因子的轉(zhuǎn)錄終止： Rho因子與因子與RNA3-OHRNA3-OH的的poly Cpoly C結(jié)合結(jié)合，抑制，抑制聚合酶活聚合酶活性，激活解螺旋活性。性，激活解螺旋活性。 2 2、非依賴、非依賴 RhoRho因子的轉(zhuǎn)錄終止：因子的轉(zhuǎn)錄終止： DNADNA模板近終止處，有模板近終止處，有特殊的堿基序列特殊的堿基序列，轉(zhuǎn)錄出，轉(zhuǎn)錄出RNARNA產(chǎn)物產(chǎn)物

27、形成特殊的結(jié)構(gòu)形成特殊的結(jié)構(gòu)終止轉(zhuǎn)錄。終止轉(zhuǎn)錄。發(fā)夾結(jié)構(gòu)：發(fā)夾結(jié)構(gòu)：反向堿基互補(bǔ)序列反向堿基互補(bǔ)序列末端末端PolyU：U:AU:A不穩(wěn)定不穩(wěn)定. .5UUGCAGCCUGACAAAUCAGGCUGAUGGCUGGUGACUUUUUAGUCACCAGCCUU3 RNA 5 TTGCAGCCTGACAAATCAGGCTGATGGCTGGTGACTTTTTAGTCACCAGCCTTTTT. 3 DNA UUUU. UUUU.發(fā)夾發(fā)夾(hairpin)(hairpin)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)發(fā)夾結(jié)構(gòu)終止轉(zhuǎn)錄的機(jī)理發(fā)夾結(jié)構(gòu)終止轉(zhuǎn)錄的機(jī)理 使使RNARNA聚合酶聚合酶變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓；變構(gòu)，轉(zhuǎn)錄停頓； 末端末端poly

28、U polyU 使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，使轉(zhuǎn)錄復(fù)合物趨于解離，RNARNA產(chǎn)物釋放。產(chǎn)物釋放。5 pppG5 3 3 5 RNA-pol例：例： 復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的共同點(diǎn)復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的共同點(diǎn): : DNA DNA 模板模板 堿基配對(duì)堿基配對(duì)規(guī)律規(guī)律 生成生成磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 鏈鏈延長(zhǎng)方向延長(zhǎng)方向535310-4-10-510-9-10-10差錯(cuò)率差錯(cuò)率無(wú)無(wú)有有校正功能校正功能全酶全酶9種酶和蛋白因子種酶和蛋白因子酶與蛋白因子酶與蛋白因子不需要不需要RNA為引物為引物引物引物DNA區(qū)段一條鏈不區(qū)段一條鏈不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄對(duì)稱轉(zhuǎn)錄完整兩條鏈雙向復(fù)制完整兩條鏈雙向復(fù)制模板模板NTPdDNA原料原料DNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄DNADNA復(fù)制復(fù)制區(qū)別：區(qū)別： 三、三、真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾真核生物的轉(zhuǎn)錄后修飾（Post-transcriptional Modification）（一）、（一）、真核生物真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工 5 5 端形成端形成 帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)(m7GpppGp