現(xiàn)代分子生物學(xué)

1、第二章 染色體與DNA 本章內(nèi)容1. 染色體2. DNA的結(jié)構(gòu)3. DNA的復(fù)制4. 原核生物和真核生物DNA復(fù)制特點(diǎn)5. DNA的修復(fù)6. DNA的轉(zhuǎn)座第一節(jié) 染色體(chromosome)概念：染色體(chromosome)：原指真核生物細(xì)胞分裂中期具有一定形態(tài)特征的染色質(zhì)。現(xiàn)在這一概念已擴(kuò)大為包括原核生物及細(xì)胞器在內(nèi)的基因載體的總稱。染色質(zhì)(chromatin)：由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成，在分裂間期染色體結(jié)構(gòu)疏松，稱為染色質(zhì)。其實(shí)染色質(zhì)與染色體只是同一物質(zhì)在不同細(xì)胞周期的表現(xiàn)。常染色質(zhì)(euchromatin)：是進(jìn)行活躍轉(zhuǎn)錄的部位，呈疏松的環(huán)狀，電鏡下表現(xiàn)為淺染，易被核酸酶在一些

2、敏感的位點(diǎn)(hypersensitive sites)降解。異染色質(zhì)(heterochromatin)：在間期核中處于凝縮狀態(tài)，無轉(zhuǎn)錄活性，也叫非活動(dòng)染色質(zhì)(inactive chromatin)，是遺傳惰性區(qū)。在細(xì)胞周期中表現(xiàn)為晚復(fù)制，早凝縮，即異固縮現(xiàn)象(heteropycnosis)。原核細(xì)胞與真核細(xì)胞特征分析染色體特性：分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定能夠自我復(fù)制，使親、子代之間保持連續(xù)性能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制整個(gè)生命過程能夠產(chǎn)生可遺傳的變異真核細(xì)胞染色體的組成        DNA   

3、60;                  30%-40%        組蛋白(histone)     30%-40%        非組蛋白(NHP)     變化很大   &

4、#160;    少量RNA染色體中的蛋白質(zhì)組蛋白(histone)：一類小的帶有豐富正電荷(富含Lys、Arg)的核蛋白，與DNA有高親和力。組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，它與DNA組成核小體。 組蛋白分為H1、H2A、H2B、H3及H4。  非組蛋白(non-histone protein)：是染色體上與特異DNA序列結(jié)合的蛋白質(zhì)，所以又稱為序列特異性DNA結(jié)合蛋白。 組蛋白具有如下特性：1、進(jìn)化上的極端保守性。2、 無組織特異性。3、肽鏈上氨基酸分布的不對(duì)稱性。4、組蛋白的修飾作用。5、富含賴氨酸的組蛋白H5。非組蛋白：非組蛋白大約占組蛋白總

5、量的6070%，種類很多。（1）HMG蛋白(high mobility group protein) ，能與DNA結(jié)合(不牢固)，也能與H1作用,可能與DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)有關(guān)。（2）DNA結(jié)合蛋白 ：可能是一些與DNA的復(fù)制或轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶或調(diào)節(jié)物質(zhì)。（3）A24非組蛋白 ：與H2A差不多，位于核小體內(nèi)，功能不祥。非組蛋白的一般特性：   1.非組蛋白的多樣性；非組蛋白的量大約是組蛋白的60%70%，但它的種類卻很多，約在20-100種之間，其中常見的有15-20種。   2.非組蛋白的組織專一性和種屬專一性。DNAC值：通常指一種生物單倍體基因組DNA的

6、總量。C值反?，F(xiàn)象：真核細(xì)胞基因組的最大特點(diǎn)是它含有大量的重復(fù)序列，而且功能DNA序列大多被不編碼蛋白質(zhì)的非功能DNA所隔開，這就是著名的“C值反常現(xiàn)象”。染色體中的DNA根據(jù)DNA的動(dòng)力學(xué)研究，真核細(xì)胞DNA可分為：高度重復(fù)序列：幾百幾萬 copy。如：衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA。中度重復(fù)序列：10 幾百 copy。如：各種rDNA、tDNA及組蛋白基因。低度重復(fù)序列：2 10 copy。如：血紅蛋白。單拷貝序列：大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因和基因間間隔序列。只有一個(gè)拷貝。如：蛋清蛋白。染色體折疊DNA核小體螺線管圓筒超螺旋（1）核小體    染色質(zhì)纖維細(xì)絲是許多核

7、小體連成的念珠狀結(jié)構(gòu)。核小體(nucleosome)：DNA繞在組蛋白八聚體(H2A、H2B、H3、H4各一對(duì))核心外1.8周(146bp)，形成核小體核心顆粒。 （2）螺線管10nm的染色質(zhì)細(xì)絲盤繞成螺旋管狀的30nm纖維粗絲，通稱螺線管（solenoid）。螺線管的每一螺旋包含6個(gè)核小體，其壓縮比為6。這種螺線管是分裂間期染色質(zhì)和分裂中期染色體的基本組分。（3）上述螺線管可進(jìn)一步壓縮形成超螺旋。由30nm螺線管纏繞而成一細(xì)長(zhǎng)、中空的圓筒，直徑為4 000nm，壓縮比是40。（4）超螺旋進(jìn)一步壓縮1/5便成為染色體單體，總壓縮比是7×6×40×5，將近

8、一萬倍。原核生物基因組特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練2、存在轉(zhuǎn)錄單元    多順反子mRNA3、有重疊基因     Sanger1977在Nature上發(fā)表了X174 DNA的全部核苷酸序列，正式發(fā)現(xiàn)了重疊基因。第二節(jié) DNA的結(jié)構(gòu)一、DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)    所謂DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)，就是指4種核苷酸的連接及其排列順序，表示了該DNA分子的化學(xué)構(gòu)成?；咎攸c(diǎn)DNA分子是由兩條互相平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤繞而成的。DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。兩條鏈上的堿基通過氫鍵相

9、結(jié)合，形成堿基對(duì)，它的組成有一定的規(guī)律。這就是嘌呤與嘧啶配對(duì)，而且腺嘌呤（A）只能與胸腺嘧啶（T）配對(duì)，鳥嘌呤（G）只能與胞嘧啶（C）配對(duì)。2、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。通常情況下，DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)分兩大類：一類是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA；另一類是左手螺旋，即Z-DNA。3、DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)   DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤繞所形成的特定空間結(jié)構(gòu)。超螺旋結(jié)構(gòu)是DNA高級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式，可分為正超螺旋與負(fù)超螺旋兩大類。DNA分子的超螺旋化可以用一個(gè)數(shù)學(xué)公式來表示：L=T+W其中L為連接數(shù)（lin

10、king number），是指環(huán)形DNA分子兩條鏈間交叉的次數(shù)。只要不發(fā)生鏈的斷裂，L是個(gè)常量。T為雙螺旋的盤繞數(shù)（twisting number），W為超螺旋數(shù)（writhing number），它們是變量。 23DNA的復(fù)制 DNA的半保留復(fù)制機(jī)理 復(fù)制的起點(diǎn)、方向和速度 復(fù)制的幾種主要方式一、DNA的復(fù)制1、DNA的半保留復(fù)制    每個(gè)子代分子的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新合成的，所以這種復(fù)制方式被稱為DNA的半保留復(fù)制（semiconservative replication）。DNA的這種半保留復(fù)制保證了DNA在代謝上的穩(wěn)定性。2、復(fù)

11、制的起點(diǎn)與方向   一般把生物體的復(fù)制單位稱為復(fù)制子（replicon）。一個(gè)復(fù)制子只含一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。多復(fù)制子：DNA復(fù)制時(shí)，原核生物一般只有一個(gè)起始位點(diǎn)，而真核生物則有多個(gè)起始位點(diǎn)，因而在復(fù)制時(shí)呈現(xiàn)多復(fù)制泡，也稱為多復(fù)制子。   DNA的復(fù)制主要是從固定的起始點(diǎn)以雙向等速復(fù)制方式進(jìn)行的（圖2-18）。復(fù)制叉以DNA分子上某一特定順序?yàn)槠瘘c(diǎn)，向兩個(gè)方向等速生長(zhǎng)前進(jìn)。拓?fù)洚悩?gòu)酶I  拓?fù)洚悩?gòu)酶I解開負(fù)超螺旋，并與解鏈酶共同作用，在復(fù)制起點(diǎn)處解開雙鏈。參與解鏈的除一組解鏈酶外，還有Dna蛋白等。DNA解鏈酶（DNA helicase） 

12、DNA解鏈酶能通過水解ATP獲得能量來解開雙鏈DNA。單鏈結(jié)合蛋白（SSB蛋白 ）   SSB蛋白的作用是保證被解鏈酶解開的單鏈在復(fù)制完成前能保持單鏈結(jié)構(gòu)，它以四聚體形式存在于復(fù)制叉處，待單鏈復(fù)制后才掉下，重新循環(huán)。所以，SSB蛋白只保持單鏈的存在，并不能起解鏈的作用。3、DNA的半不連續(xù)復(fù)制 與岡崎片段DNA復(fù)制時(shí)，短時(shí)間內(nèi)合成的約1000個(gè)核苷酸左右的小片段，稱之為岡崎片段(Okazaki fragment)DNA復(fù)制過程中至少有一條鏈?zhǔn)紫群铣奢^短的片段，然后再由連接酶連成大分子DNA?，F(xiàn)在已知一般原核生物的岡崎片段要長(zhǎng)些，真核生物中的要短些。進(jìn)一步研究還證明，這種前導(dǎo)

13、鏈的連續(xù)復(fù)制和滯后鏈的不連續(xù)復(fù)制在生物界是有普遍性的，因而稱之為雙螺旋的半不連續(xù)復(fù)制。DNA鏈的延伸：DNA復(fù)制體(replisome)：在復(fù)制叉附近，形成了以兩套DNA聚合酶全酶分子、引發(fā)體和解鏈酶構(gòu)成的類似核糖體大小的復(fù)合體，稱為DNA復(fù)制體。4、滯后鏈的引發(fā)  DNA復(fù)制時(shí)，往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物，再由DNA聚合酶從RNA引物3' 端開始合成新的DNA鏈。滯后鏈的引發(fā)過程往往由引發(fā)體（primosome）來完成。引發(fā)體由6種蛋白質(zhì)n、n'、n''、Dna B、C和I共同組成，只有當(dāng)引發(fā)前體（preprimosome）

14、把這6種蛋白質(zhì)合在一起并與引發(fā)酶（primase）進(jìn)一步組裝后形成引發(fā)體，才能發(fā)揮其功效。5、鏈的終止  當(dāng)復(fù)制叉前移，遇到20bp重復(fù)性終止子序列（Ter）時(shí)，Ter-Tus復(fù)合物能阻擋復(fù)制叉的繼續(xù)前移，等到相反方向的復(fù)制叉到達(dá)后在DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶IV的作用下使復(fù)制叉解體，釋放子鏈DNA。6、復(fù)制的幾種方式(1)環(huán)狀DNA雙鏈的復(fù)制    環(huán)狀雙鏈DNA的復(fù)制可分為型、滾環(huán)型和D-環(huán)型幾種類型。(a)   型     復(fù)制的起始點(diǎn)涉及到DNA雙鏈的解旋和松開，形成兩個(gè)方向相反的復(fù)制叉 。前導(dǎo)鏈

15、DNA開始復(fù)制前，復(fù)制原點(diǎn)的核酸序列被轉(zhuǎn)錄生成短RNA鏈，作為起始DNA復(fù)制的引物。(b)   滾環(huán)型（rolling circle）    這是單向復(fù)制的特殊方式。如X174的雙鏈環(huán)狀DNA復(fù)制型（RF）就是以這種方式復(fù)制的。DNA的合成由對(duì)正鏈原點(diǎn)的專一性切割開始，所形成的自由5 端被從雙鏈環(huán)中置換出來并為單鏈DNA結(jié)合蛋白所覆蓋，使其3OH端在DNA聚合酶的作用下不斷延伸。在這個(gè)過程中，單鏈尾巴的延伸與雙鏈DNA的繞軸旋轉(zhuǎn)同步 。（c） D-環(huán)型（D-loop）   這也是一種單向復(fù)制的特殊方式。這種方式首先在動(dòng)物線粒

16、體DNA的復(fù)制中被發(fā)現(xiàn)。雙鏈環(huán)在固定點(diǎn)解開進(jìn)行復(fù)制。但兩條鏈的合成是高度不對(duì)稱的，一條鏈上迅速合成出互補(bǔ)鏈，另一條鏈則成為游離的單鏈環(huán)（即D-環(huán)）。（2）線性DNA雙鏈的復(fù)制    線性DNA復(fù)制中RNA引物被切除后，留下5'端部分單鏈DNA，不能為DNA聚合酶所作用，使子鏈短于母鏈。T4和T7噬菌體DNA通過其末端的簡(jiǎn)并性使不同鏈的3'端因互補(bǔ)而結(jié)合，其缺口被聚合酶作用填滿，再經(jīng)DNA連接酶作用生成二聯(lián)體。這個(gè)過程可重復(fù)進(jìn)行直到生成原長(zhǎng)20多倍的多聯(lián)體，并由噬菌體DNA編碼的核酸酶特異切割形成單位長(zhǎng)度的DNA分子。二、原核和真核生物DNA的復(fù)制特

17、點(diǎn)1、原核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)大腸桿菌DNA聚合酶I、II和III的性質(zhì)比較原核生物的DNA聚合酶DNA聚合酶：有35外切酶活性和53外切酶活性。保證DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性。DNA聚合酶 ：活性低，其35核酸外切酶活性可起校正作用。主要起修復(fù)DNA的作用。DNA聚合酶：7種亞單位9個(gè)亞基。只具35外切酶活性，主導(dǎo)聚合酶。Klenow fragment：用枯草桿菌蛋白酶處理大腸桿菌DNA聚合酶，獲得兩個(gè)片段，大片段分子量76000U，稱為Klenow 片段。它保留著聚合酶和35外切酶的活性，廣泛使用于DNA序列分析中。三、真核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)真核生物DNA復(fù)制的起始需要起始原點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物（ORC

18、）參與。真核生物DNA復(fù)制叉的移動(dòng)速度大約只有50bp/秒，還不到大腸桿菌的1/20。真核生物的染色體在全部完成復(fù)制之前，各個(gè)起始點(diǎn)上DNA的復(fù)制不能再開始。真核生物DNA聚合酶的特性比較  DNA復(fù)制的調(diào)控原核細(xì)胞DNA的復(fù)制調(diào)控：復(fù)制叉的多少?zèng)Q定了復(fù)制頻率的高低。真核細(xì)胞DNA的復(fù)制調(diào)控：   1.細(xì)胞生活周期水平調(diào)控   2.染色體水平調(diào)控   3.復(fù)制子水平調(diào)控真核和原核生物DNA復(fù)制的比較相同：   1.半保留復(fù)制   2.都有引發(fā)、延長(zhǎng)、終止三個(gè)階段  

19、 3.都必須有相應(yīng)功能的蛋白質(zhì)和DNA聚合酶參與區(qū)別：   1.真：多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)；原：一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)   2.真：所有復(fù)制受一種調(diào)控；原：一個(gè)復(fù)制子上有多個(gè)復(fù)制叉2.5  DNA的修復(fù)  DNA修復(fù)系統(tǒng)                          功能  

20、60;       錯(cuò)配修復(fù)                          恢復(fù)錯(cuò)配      堿基切除修復(fù)          

21、0;      切除突變的堿基    核苷酸切除修復(fù)              修復(fù)被破壞的DNA      DNA直接修復(fù)        修復(fù)嘧啶二體或甲基化DNA2.6  DNA的轉(zhuǎn)座 轉(zhuǎn)座子的分類和結(jié)構(gòu)特征 轉(zhuǎn)座作用的機(jī)制 轉(zhuǎn)座作用的遺傳學(xué)效應(yīng) 真核生物

22、中的轉(zhuǎn)座子移動(dòng)基因(Movable gene)：又稱為轉(zhuǎn)位因子(Transposable elements)，是存在于染色體DNA上可自主復(fù)制和位移的基本單位。由于它可以從染色體基因組上的一個(gè)位置轉(zhuǎn)移到另一位置，甚至在不同染色體之間躍遷，因此有時(shí)也稱為跳躍基因(Jumping gene)。原核生物的轉(zhuǎn)座因子可分為：插入序列(insertion sequence，IS)：最簡(jiǎn)單的不含有任何宿主基因的轉(zhuǎn)位因子。片段長(zhǎng)度7002500bp。復(fù)合轉(zhuǎn)座子(transposon，Tn)：是一類攜帶某些與轉(zhuǎn)座無關(guān)的抗性基因(或其它宿主基因)的轉(zhuǎn)座子。分子量2000bp。轉(zhuǎn)座噬菌體(Mu，D108)：具有轉(zhuǎn)座

23、功能的一類可引起突變的溶源性噬菌體。 插入序列的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：   1.在IS兩端含有長(zhǎng)度為1040bp反向重疊序列   2.含有一個(gè)編碼轉(zhuǎn)座酶的長(zhǎng)編碼區(qū)。   3.插入時(shí)在DNA位點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)短的(39bp)正向重復(fù)序列。復(fù)合轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：   1.兩翼為兩個(gè)相同或相似的IS序列。   2.中部為某種抗性基因。   3.IS序列一般不能單獨(dú)移動(dòng)。Conclusiona)  轉(zhuǎn)座過程是由Donor 提供Tn copy到 target site， 涉及酶切、復(fù)

24、制、重組的遺傳學(xué)過程。b)  轉(zhuǎn)座完成后，在Tn的兩端出現(xiàn)target site序列的正向重復(fù)，其長(zhǎng)度取決于staggered cutting的長(zhǎng)度。c)  轉(zhuǎn)座因子的 IR 序列是轉(zhuǎn)座酶的重要識(shí)別位點(diǎn)，與轉(zhuǎn)座，切除有關(guān)d)  Cointegrater 是轉(zhuǎn)座過程的中間體 (具有兩個(gè) Tn 和兩個(gè) replicon), 其穩(wěn)定性依 Tn不同而異，或 resolution 完成轉(zhuǎn)座過程.e)          Cointegrater 可能導(dǎo)致 Tn 和抗性的積累。 

25、   轉(zhuǎn)座作用的遺傳學(xué)效應(yīng)1.           誘變效應(yīng) （提高重組頻率、形成易變基因）2.          切除效應(yīng) (倒位、缺失、重復(fù)、footprinting)3.          雙轉(zhuǎn)座效應(yīng)（外顯子改組 exon shuffling ）4.   

26、0;      位置效應(yīng)（啟動(dòng)表達(dá)、增強(qiáng)表達(dá)）5.          轉(zhuǎn)座爆炸（激活表達(dá)、基因內(nèi)重排突變基因形成）轉(zhuǎn)位作用的機(jī)制：靶序列的復(fù)制。轉(zhuǎn)位作用的遺傳學(xué)效應(yīng)：引起插入突變；產(chǎn)生新基因；產(chǎn)生染色體畸變；引起生物進(jìn)化。轉(zhuǎn)座因子的應(yīng)用：利用轉(zhuǎn)座子分離、克隆基因；利用Tn進(jìn)行基因定位；作為基因轉(zhuǎn)移載體。真核生物中的轉(zhuǎn)座子1、玉米中的控制因子自主性因子：具有自主剪接和轉(zhuǎn)座的功能；非自主性因子：?jiǎn)为?dú)存在時(shí)是穩(wěn)定的，不能轉(zhuǎn)座，當(dāng)基因組中存在與非自主性因子同家族的

27、自主性因子時(shí)，它才具備轉(zhuǎn)座功能，成為與自主性因子相同的轉(zhuǎn)座子。AcDs體系、Spm, En轉(zhuǎn)座子。2、果蠅中的轉(zhuǎn)座子Copia類、P轉(zhuǎn)座子等。本章重點(diǎn)染色體及DNA結(jié)構(gòu)         DNA復(fù)制習(xí)題1.DNA以半保留方式進(jìn)行復(fù)制,若一完全被標(biāo)記的DNA分子,置于無放射標(biāo)記的溶液中復(fù)制兩代,所產(chǎn)生的4個(gè)DNA分子中放射性狀況如何?A.兩個(gè)分子有放射性,兩個(gè)分子無放射性    B.均有放射性C.兩條鏈中的半條具有放射性   D.兩條鏈中的一條具有放射性E.均無放射性2

28、.DNA復(fù)制時(shí)哪種酶不需要?A.DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶    B.DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶   C.連接酶D.RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶    E.拓?fù)洚悩?gòu)酶3.原核生物的DNA聚合酶:A.DNA聚合酶有7種、9個(gè)亞單位  B.DNA聚合酶有最強(qiáng)的外切核酸酶的活性     C.DNA聚合酶是真正的起復(fù)制作用的酶D.催化過程產(chǎn)生的焦磷酸是主要底物    E.用4種脫氧核苷作底物生物信息的傳遞(上)從DNA到RNA基因表達(dá)：是基因經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、

29、翻譯、產(chǎn)生有生物活性的蛋白質(zhì)的整個(gè)過程。轉(zhuǎn)錄(transcription)：以DNA為模板，按照堿基互補(bǔ)原則合成一條單鏈RNA，從而將DNA中的遺傳信息轉(zhuǎn)移到RNA中去的過程稱為轉(zhuǎn)錄。編碼鏈(coding strand)=有意義鏈模板鏈(template strand)=反義鏈不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄(asymmetric transcription)：轉(zhuǎn)錄僅發(fā)生在DNA的一條鏈上。啟動(dòng)子(promoter)：是DNA轉(zhuǎn)錄起始信號(hào)的一段序列，它能指導(dǎo)全酶與模板正確的結(jié)合，并活化酶使之具有起始特異性轉(zhuǎn)錄形式。終止子(terminator)：轉(zhuǎn)錄終止的信號(hào)，其作用是在DNA模板特異位置處終止RNA的合成。轉(zhuǎn)錄單

30、位：DNA鏈上從啟動(dòng)子直到終止子為止的長(zhǎng)度稱為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位。3.1  RNA的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄的基本過程都包括：模板識(shí)別、轉(zhuǎn)錄起始、通過啟動(dòng)子及轉(zhuǎn)錄的延伸和終止。1、模板識(shí)別階段主要指RNA聚合酶與啟動(dòng)子DNA雙鏈相互作用并與之相結(jié)合的過程。轉(zhuǎn)錄起始前，啟動(dòng)子附近的DNA雙鏈分開形成轉(zhuǎn)錄泡以促使底物核糖核苷酸與模板DNA的堿基配對(duì)。2、轉(zhuǎn)錄起始就是RNA鏈上第一個(gè)核苷酸鍵的產(chǎn)生。3、轉(zhuǎn)錄起始后直到形成9個(gè)核苷酸短鏈?zhǔn)峭ㄟ^啟動(dòng)子階段，通過啟動(dòng)子的時(shí)間越短，該基因轉(zhuǎn)錄起始的頻率也越高。4、RNA聚合酶離開啟動(dòng)子，沿DNA鏈移動(dòng)并使新生RNA鏈不斷伸長(zhǎng)的過程就是轉(zhuǎn)錄的延伸。5、當(dāng)RNA鏈延伸到轉(zhuǎn)錄

31、終止位點(diǎn)時(shí)，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯鍵，RNA-DNA雜合物分離，這就是轉(zhuǎn)錄的終止。  轉(zhuǎn)錄的基本過程RNA合成的基本特點(diǎn)：1.底物是：ATP、GTP、CTP、UTP2.在聚合酶作用下形成磷酸酯鍵3.RNA的堿基順序由DNA的順序決定4.僅以一條DNA鏈作為模板5.合成方向?yàn)?36.合成中不需要引物  轉(zhuǎn)錄機(jī)器的主要成分原核生物RNA聚合酶：      亞基 基因   相對(duì)分子量 亞基數(shù)    組分     

32、           功能   rpoA     3.65×10 4      2     核心酶          核心酶組裝，          

33、                                                 啟動(dòng)子識(shí)別 

34、  rpoB      1.51×10 5     1     核心酶      和 共同形成                         

35、60;                  RNA合成的活性中心    rpoC     1.55×10 5    1     核心酶     ？      11×10 4  

36、60;   1     核心酶             未知     rpoD   7.0×10 4       1     因子      存在多種因子，用   

37、60;                                         于識(shí)別不同的啟動(dòng)子1、RNA聚合酶  大多數(shù)原核生物RNA聚合酶的組成是相同的，大腸桿菌RNA聚合酶由

38、2個(gè)亞基、一個(gè)亞基、一個(gè)亞基和一個(gè)亞基組成，稱為核心酶。加上一個(gè)亞基后則成為聚合酶全酶（holoenzyme），相對(duì)分子質(zhì)量為4.65×105。研究發(fā)現(xiàn)，由和亞基組成了聚合酶的催化中心，它們?cè)谛蛄猩吓c真核生物RNA聚合酶的兩個(gè)大亞基有同源性。亞基能與模板DNA、新生RNA鏈及核苷酸底物相結(jié)合。因子可以極大地提高RNA聚合酶對(duì)啟動(dòng)子區(qū)DNA序列的親和力，加入因子以后，RNA聚合酶全酶識(shí)別啟動(dòng)子序列的特異性總共提高了107倍。因子的作用是負(fù)責(zé)模板鏈的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始，轉(zhuǎn)錄的起始從化學(xué)過程來看是單個(gè)核苷酸與開鏈啟動(dòng)子-酶復(fù)合物相結(jié)合構(gòu)成新生RNA的5端，再以磷酸二酯鍵的形式與第二個(gè)核苷酸相

39、結(jié)合，起始的終止反映在因子的釋放。過去認(rèn)為二核苷酸的形成就是轉(zhuǎn)錄起始的終止，實(shí)際上，只有當(dāng)新生RNA鏈達(dá)到6-9個(gè)核苷酸時(shí)才能形成穩(wěn)定的酶-DNA-RNA三元復(fù)合物，才釋放因子，轉(zhuǎn)錄進(jìn)入延伸期。真核生物RNA聚合酶  真核生物中共有3類RNA聚合酶。真核生物RNA聚合酶一般有8-14個(gè)亞基所組成，相對(duì)分子質(zhì)量超過5×105。除了細(xì)胞核中的RNA聚合酶之外，真核生物線粒體和葉綠體中還存在著不同的RNA聚合酶。線粒體RNA聚合酶只有一條多肽鏈，相對(duì)分子質(zhì)量小于7×104，是已知最小的RNA聚合酶之一，與T7噬菌體RNA聚合酶有同源性。葉綠體RNA聚合酶比較大，結(jié)構(gòu)上與

40、細(xì)菌中的聚合酶相似，由多個(gè)亞基組成，部分亞基由葉綠體基因組編碼。線粒體和葉綠體RNA聚合酶活性不受-鵝膏覃堿所抑制。  常用的轉(zhuǎn)錄抑制劑及其作用：  抑制劑          靶酶                  抑制作用   利福霉素    &#

41、160;   細(xì)菌的全酶          與亞基結(jié)合，阻止起始 鏈霉溶菌素     細(xì)菌的核心酶        與亞基結(jié)合，阻止延長(zhǎng) 放線菌素D    真核RNA聚合酶  與DNA結(jié)合，并阻止延長(zhǎng)-鵝膏蕈堿   真核RNA聚合酶      與RNA

42、聚合酶結(jié)合起始復(fù)合物的形成轉(zhuǎn)錄可被分為4個(gè)階段，即啟動(dòng)子的選擇、轉(zhuǎn)錄起始、RNA鏈的延伸和終止。原核生物中：?jiǎn)?dòng)子選擇階段包括RNA聚合酶全酶對(duì)啟動(dòng)子的識(shí)別，聚合酶與啟動(dòng)子可逆性結(jié)合形成封閉復(fù)合物（closed complex）。真核生物RNA聚合酶所形成的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物：除了RNA聚合酶之外，真核生物轉(zhuǎn)錄起始過程中至少還需要7種輔助因子參與一般情況下，該復(fù)合物可以進(jìn)入兩條不同的反應(yīng)途徑，一是合成并釋放2-9個(gè)核苷酸的短RNA轉(zhuǎn)錄物，即所謂的流產(chǎn)式起始；二是盡快釋放亞基，轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物通過上游啟動(dòng)子區(qū)并生成由核心酶、DNA和新生RNA所組成的轉(zhuǎn)錄延伸復(fù)合物。RNA聚合酶的核心酶雖可合成RNA，

43、但不能找到模板DNA上的起始位點(diǎn)。只有帶因子的全酶才能專一地與DNA上的啟動(dòng)子結(jié)合，選擇其中一條鏈作為模板，合成均一的產(chǎn)物。因子的作用只是起始而已，一旦轉(zhuǎn)錄開始，它就脫離了起始復(fù)合物，而由核心酶負(fù)責(zé)RNA鏈的延伸。因此，聚合酶全酶的作用是啟動(dòng)子的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始，而核心酶的作用是鏈的延伸。真核生物RNA Pol II的轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物真核生物轉(zhuǎn)錄起始除RNA聚合酶外，至少還需要7種輔助因子參與，如TBP，TFIIA，TFIIB，TFIID，TFIIE，TFIIF和TFIIH。3.2  啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄起始2、啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄起始  啟動(dòng)子是一段位于結(jié)構(gòu)基因5端上游區(qū)的DNA序列，能活

44、化RNA聚合酶，使之與范本DNA準(zhǔn)確地相結(jié)合并具有轉(zhuǎn)錄起始的特異性。  轉(zhuǎn)錄的起始是基因表達(dá)的關(guān)鍵階段，而這一階段的重要問題是RNA聚合酶與啟動(dòng)子的相互作用。   啟動(dòng)子區(qū)的基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄單元(transcription unit)：是一段從啟動(dòng)子開始至終止子結(jié)束的DNA序列，RNA聚合酶從轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)開始沿著模板前進(jìn)，直到終止子為止，轉(zhuǎn)錄出一條RNA鏈。轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)是指與新生RNA鏈第一個(gè)核苷酸相對(duì)應(yīng)DNA鏈上的堿基，研究證實(shí)通常為一個(gè)嘌呤。常把起點(diǎn)前面，即5末端的序列稱為上游(upstream)，而把其后面即3末端的序列稱為下游(downstream)。在啟動(dòng)子區(qū)內(nèi)有一

45、個(gè)由5個(gè)核苷酸組成的共同序列，是RNA聚合酶的緊密結(jié)合點(diǎn)，現(xiàn)在稱為Pribnow區(qū)(Pribnow box)，這個(gè)區(qū)的中央大約位于起點(diǎn)上游10bp處，所以又稱為-10區(qū)。絕大部分啟動(dòng)子都存在位于-10bp處的TATA區(qū)和-35bp處的TTGACA區(qū)。這兩段共同序列是RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合位點(diǎn)，能與因子相互識(shí)別而具有很高的親和力。Pribnow區(qū)（Pribnow box）這個(gè)區(qū)的中央大約位于起點(diǎn)上游10bp處，所以又稱為10區(qū)。TTGACA。這個(gè)區(qū)的中央大約位于起點(diǎn)上游35bp處，所以又稱為35區(qū)。10位的TATA區(qū)和35位的TTGACA區(qū)是RNA聚合酶與啟動(dòng)子的結(jié)合位點(diǎn)，能與因子相互識(shí)別而

46、具有很高的親和力。在真核生物基因中，Hogness等先在珠蛋白基因中發(fā)現(xiàn)了類似Pribnow區(qū)的Hogness區(qū)（Hogness box），這是位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游2530 bp處的共同序列TATAAA，也稱為TATA區(qū)（圖3-7）。另外，在起始位點(diǎn)上游7078 bp處還有另一段共同序列CCAAT，這是與原核生物中35 bp區(qū)相對(duì)應(yīng)的序列，稱為CAAT區(qū)（CAAT box）。在7080區(qū)含有CCAAT序列（CAAT box），在80110含有GCCACACCC或GGGCGGG序列（GC box）。  啟動(dòng)子區(qū)的識(shí)別氫鍵互補(bǔ)學(xué)說：RNA聚合酶并不直接識(shí)別堿基對(duì)本身，而是通過氫鍵互補(bǔ)的方式

47、加以識(shí)別。這種氫鍵互補(bǔ)學(xué)說較為圓滿地解釋了啟動(dòng)子功能既受DNA序列影響，又受其構(gòu)象影響這一事實(shí)。  酶與啟動(dòng)子區(qū)的結(jié)合在RNA聚合酶與啟動(dòng)子相互作用的過程中，聚合酶首先與啟動(dòng)子區(qū)閉合雙鏈DNA相結(jié)合，形成二元閉合復(fù)合物，然后經(jīng)過解鏈得到二元開鏈復(fù)合物。DNA開鏈?zhǔn)前凑誅NA模板序列正確引入核苷酸底物的必要條件。RNA聚合酶既是雙鏈DNA結(jié)合蛋白，又是單鏈DNA結(jié)合蛋白。  -10區(qū)和-35區(qū)的最佳間距在原核生物中，-35區(qū)與-10區(qū)之間的距離大約是1619bp，小于15bp或大于20bp都會(huì)降低啟動(dòng)子的活性。在細(xì)菌中常見兩種啟動(dòng)子突變，一種叫下降突變(down mutati

48、on)，如果把Pribnow區(qū)從TATAAT變成AATAAT就會(huì)大大降低其結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄水平；另一類突變叫上升突變(up mutation)，即增加Pribnow區(qū)共同序列的同一性。  增強(qiáng)子及其功能能強(qiáng)化轉(zhuǎn)錄起始的序列為增強(qiáng)子或強(qiáng)化子(enhancer)。增強(qiáng)子很可能通過影響染色質(zhì)DNA-蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或改變超螺旋的密度而改變模板的整體結(jié)構(gòu)，從而使得RNA聚合酶更容易與范本DNA相結(jié)合，起始基因轉(zhuǎn)錄。增強(qiáng)子與啟動(dòng)子的區(qū)別：1.增強(qiáng)子對(duì)于啟動(dòng)子的位置不固定，而能有很大的變動(dòng)；2.它能在兩個(gè)方向產(chǎn)生作用。一個(gè)增強(qiáng)子并不限于促進(jìn)某一特殊啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄，它能刺激在它附近的任一啟動(dòng)子。 

49、 真核生物啟動(dòng)子對(duì)轉(zhuǎn)錄的影響習(xí)慣上，將TATA區(qū)上游的保守序列稱為上游啟動(dòng)子元件(upstream promoter element，UPE)或稱上游激活序列(upstream activating sequence，UAS)。在真核生物基因中，Hogness等先在珠蛋白基因中發(fā)現(xiàn)了類似Pribnow區(qū)的Hogness區(qū)（Hogness box），這是位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)上游2530 bp處的共同序列TATAAA，也稱為TATA區(qū)。另外，在起始位點(diǎn)上游7078 bp處還有另一段共同序列CCAAT，這是與原核生物中35 bp區(qū)相對(duì)應(yīng)的序列，稱為CAAT區(qū)（CAAT box）。在7080區(qū)含有CCAAT

50、序列（CAAT box），在80110含有GCCACACCC或GGGCGGG序列（GC box）。TATA區(qū)的主要作用是使轉(zhuǎn)錄精確地起始；CAAT區(qū)和GC區(qū)主要控制轉(zhuǎn)錄起始頻率，基本不參與起始位點(diǎn)的確定。轉(zhuǎn)錄實(shí)際上是RNA聚合酶、轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子和啟動(dòng)子區(qū)各種調(diào)控元件相互作用的結(jié)果。轉(zhuǎn)錄的終止 RNA聚合酶起始基因轉(zhuǎn)錄后，它就會(huì)沿著范本53方向不停地移動(dòng)，合成RNA鏈，直到碰上終止信號(hào)時(shí)才與模板DNA相脫離并釋放新生RNA鏈。終止發(fā)生時(shí)，所有參與形成RNA-DNA雜合體的氫鍵都必須被破壞，范本DNA鏈才能與有意義鏈重新組合成DNA雙鏈。3.4  終止和抗終止不依賴于因子的終止&

51、#160;  終止位點(diǎn)上游一般存在一個(gè)富含GC堿基的二重對(duì)稱區(qū)，由這段DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA容易形成發(fā)卡式結(jié)構(gòu)。在終止位點(diǎn)前面有一段由4-8個(gè)A組成的序列，所以轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3端為寡聚U，這種結(jié)構(gòu)特征的存在決定了轉(zhuǎn)錄的終止。終止效率與二重對(duì)稱序列和寡聚U的長(zhǎng)短有關(guān)，隨著發(fā)卡式結(jié)構(gòu)（至少6bp）和寡聚U序列（至少4個(gè)U）長(zhǎng)度的增加，終止效率逐步提高。依賴于因子的終止  因子是一個(gè)相對(duì)分子質(zhì)量為2.0×105的六聚體蛋白，它能水解各種核苷酸三磷酸，實(shí)際上是一種NTP酶，它通過催化NTP的水解促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來，從而終止轉(zhuǎn)錄。 抗終止抗轉(zhuǎn)錄終止主要有

52、兩種方式：1.破壞終止位點(diǎn)RNA的莖環(huán)結(jié)構(gòu)2.依賴于蛋白質(zhì)因子的轉(zhuǎn)錄抗終止3.3  原核生物與真核生物mRNA的特征比較原核生物mRNA的特征    mRNA在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)占總RNA的2%左右（tRNA占16%，而rRNA則占80%以上）。原核生物中，mRNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯不僅發(fā)生在同一個(gè)細(xì)胞空間里，而且這兩個(gè)過程幾乎是同步進(jìn)行的，蛋白質(zhì)合成往往在mRNA剛開始轉(zhuǎn)錄時(shí)就被引發(fā)了。一個(gè)原核細(xì)胞的mRNA（包括病毒）有時(shí)可以編碼幾個(gè)多肽。  原核生物mRNA的特征1.原核生物mRNA的半衰期短2.許多原核生物mRNA以多順反子的形式存在3.原核生物

53、mRNA的5端無帽子結(jié)構(gòu)，3端沒有或只有較短的poly(A)結(jié)構(gòu)4.原核生物起始密碼子AUG上游7-12個(gè)核苷酸處有一被稱為SD序列（Shine Dalgarno sequence）的保守區(qū)，因?yàn)樵撔蛄信c16S-rRNA 3端反向互補(bǔ)，所以被認(rèn)為在核糖體-mRNA的結(jié)合過程中起作用。只編碼一個(gè)蛋白質(zhì)的mRNA稱為單順反子mRNA（monocistronic mRNA），把編碼多個(gè)蛋白質(zhì)的mRNA稱為多順反子mRNA（polycistronic mRNA）。多順反子mRNA是一組相鄰或相互重迭基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，這樣的一組基因可被稱為一個(gè)操縱子（operon），是生物體內(nèi)的重要遺傳單位。如大腸桿菌乳

54、糖操縱子轉(zhuǎn)錄成編碼3條多肽的多順反子mRNA，經(jīng)過翻譯生成半乳糖苷酶、透過酶及乙酰基轉(zhuǎn)移酶。真核生物mRNA的特征前體RNA               成熟mRNA “基因”的分子生物學(xué)定義是：產(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA所必需的全部核苷酸序列！ 真核生物mRNA的特征1. 真核生物mRNA的5端存在“帽子”結(jié)構(gòu)：pppApNpNp 。2. 絕大多數(shù)真核生物mRNA具有多聚(A)尾巴。帽子結(jié)構(gòu)帽子被扣在了mRNA的5端，并可能在幾個(gè)位置發(fā)生甲基化

55、。mRNA5端加“G”的反應(yīng)是由鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶完成的 。帽子甲基化作用帽子0：出現(xiàn)在所有真核生物中。            尿苷酸一7一甲基轉(zhuǎn)移酶         在G的7N位甲基化帽子1：除單細(xì)胞生物以外所有其他真核生物中都有的最主要的帽子。2一甲基一轉(zhuǎn)移酶第2個(gè)堿基的2OH位置上（實(shí)際上在任何修飾反應(yīng)進(jìn)行前，它是轉(zhuǎn)錄物中原來的第1個(gè)堿基）帽子2：甲基基團(tuán)可以添加到戴帽mRNA的第3堿基上。這個(gè)反應(yīng)的底物是

56、已經(jīng)具有兩個(gè)甲基基團(tuán)的帽子mRNA。2一甲基一轉(zhuǎn)移酶催化2OH位置上甲基化這種帽子通常低于戴帽群體總量的1015。二、mRNA的轉(zhuǎn)錄后修飾-帽子   1、 帽子的種類          帽子0（Cap-0）      m7GpppXpYp-（共有）          帽子1 （Cap-1）     

57、 m7GpppXmpYp-第一個(gè)核苷酸的 2-O 位上產(chǎn)生甲基化  （A    N6 位甲基化）         帽子2（Cap-2）       m7GpppXmpYm      第二個(gè)核苷酸的 2-O 位上產(chǎn)生甲基化（A、G、C、U）其中:          

58、60;     單細(xì)胞真核生物只有 Cap0          Cap1 是其余真核生物的主要帽子形式                Cap2 存在于某些真核生物中2、 帽子結(jié)構(gòu)的生成              

59、0; 甲基供體都為S腺苷甲硫氨酸（SAM）          RNA鳥苷酸轉(zhuǎn)移酶-戴帽酶（capping enzyme）3、 帽子結(jié)構(gòu)的功能           （1）  對(duì)翻譯起識(shí)別作用-為核糖體識(shí)別RNA提供信號(hào)                

60、Cap0 的全部都是識(shí)別的重要信號(hào)                 Cap1,2 的甲基化能增進(jìn)識(shí)別           （2）  增加mRNA 的穩(wěn)定性，使5端免遭外切核酸酶的攻擊      （3）  與某些RNA病毒的正鏈合成有關(guān)   

61、              （Cap1、   Cap2 ）         除帽子結(jié)構(gòu)外的Euk.mRNA內(nèi)部甲基化m6A形式Poly A尾巴3、 poly(A) 的功能               （1） 可能與核質(zhì)轉(zhuǎn)

62、運(yùn)有關(guān)        （2） 與mRNA的壽命有關(guān)               （3） 與翻譯有關(guān)                         &

63、#160;    a、 缺失可抑制體外翻譯的起始                             b、 胚胎發(fā)育中，poly(A) 對(duì)其mRNA的翻譯有影          

64、0;            響（非poly(A) 化的為儲(chǔ)藏形式）              c、對(duì)含 poly(A) 的mRNA 失去 poly(A) 可減弱其翻譯（4） poly(A) 在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中有很大應(yīng)用價(jià)值            &#

65、160; a、 也可將 oligo (dT) 與載體相連，從總體RNA中分離              純化mRNAb、 用寡聚dT（oligo (dT)）為引物，反轉(zhuǎn)錄合成 cDNA        若 干 基 本 概 念     基因表達(dá)的第一步     以D. S. DNA中的一條單鏈作為轉(zhuǎn)錄的

66、模板     在依賴DNA的RNA聚合酶的作用下     按A U，CG 配對(duì)的原則，合成RNA分子     模板單鏈 DNA的極性方向?yàn)?   5, 而非模板單鏈     DNA的極性方向與RNA鏈相同，均為5 3.     模板單鏈 DNA的極性方向?yàn)?   5, 而非模板單鏈     DNA的極性方向與RNA鏈相同，均為5 3.3.

67、5  內(nèi)含子的剪接、編輯及化學(xué)修飾一、概述     割裂基因（split gene）：指編碼某一RNA的基因中有些序列并不出現(xiàn)在成熟的RNA序列中，成熟RNA的序列在基因中被其他的序列隔開           內(nèi)含子（intron）：原初轉(zhuǎn)錄物中通過RNA拼接反應(yīng)而被去除的RNA序列或基因中與這些RNA序列相應(yīng)的DNA序列   外顯子（excon）：      

68、60;  RNA拼接（RNA  splicing）：一個(gè)基因的外顯子和內(nèi)含子共同轉(zhuǎn)錄在一條轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中，將內(nèi)含子去除而把外顯子連接起來形成成熟RNA分子的過程    拼接點(diǎn)： 5 拼接點(diǎn)或左拼接點(diǎn)（內(nèi)含子上游）            3 拼接點(diǎn)或右拼接點(diǎn)（下游）  RNA中的內(nèi)含子真核生物mRNA前體的加工：1. 5端形成特殊的帽子結(jié)構(gòu)2. 在3端切斷并加上一個(gè)poly(A)的尾巴3. 通過剪接除去轉(zhuǎn)錄來的IVS(非翻譯區(qū))4.

69、 鏈內(nèi)部核酸的甲基化內(nèi)含子的分類         中部核心結(jié)構(gòu)（central  core  structure）:在有些內(nèi)含子中，含有4個(gè)重復(fù)的保守序列，長(zhǎng)度為10 20bp，4個(gè)保守序列構(gòu)成一種二級(jí)結(jié)構(gòu)，在拼接中起重要作用  由于并非所有的內(nèi)含子都有中部核心結(jié)構(gòu)，所以有了內(nèi)含子的分類類（group ）:含有中部核心結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器基因   核基因類（group ）:不含有中部核心結(jié)構(gòu)細(xì)胞器線粒體基因內(nèi)   核基因 類（grou

70、p  ）:具有 GUAG 特征的邊界序列核基因mRNA前體 RNA基因的內(nèi)元均位于 tRNA 的反密碼環(huán)上3、拼接方式          方式一：由拼接裝置完成（核mRNA內(nèi)含子）可供識(shí)別的特異序列拼接裝置由多種蛋白質(zhì)和核蛋白組成        方式二：自我拼接（兩類內(nèi)含子 、 ）形成特定的二級(jí)結(jié)構(gòu)RNA具有催化拼接的能力       方式三：需要蛋白質(zhì)酶參

71、與的拼接（酵母tRNA）前兩種拼接都屬于轉(zhuǎn)酯反應(yīng)  RNA的剪接RNA的剪接實(shí)質(zhì)：就是要把斷裂基因的內(nèi)含子除去，連接外顯子。剪切方式：mRNA前體的剪接；自我剪接；蛋白質(zhì)剪接(tRNA)。剪接體(spliceosome)：各種參與剪接的成分形成的一個(gè)體系。Ribozyme：有酶活性的RNA。拼接機(jī)制（Splicing mehanism )  SnRNA (or ScRNA) 與拼接點(diǎn)序列間存在互補(bǔ)區(qū)域并參與剪接, 形成拼接體( spliceosome)。Spliceosome 逐級(jí)組裝， SnRNA（U1、U2、U5和U4U6）分步替代U1通過5，拼接點(diǎn)互補(bǔ)而結(jié)合

72、      U2識(shí)別并結(jié)合分支點(diǎn)A       U1和U2作用使內(nèi)元的 5端和 3端帶到 一起（U1與 3拼接點(diǎn)配對(duì)）      U1、U2、mRNA與U4U5U6復(fù)合物形成一個(gè)完整的拼接體  RNA的編輯和化學(xué)修飾RNA的編輯：是在mRNA水平上改變遺傳信息的過程。種類：?jiǎn)螇A基突變；尿苷酸的缺失和添加化學(xué)修飾：甲基化；硫代；二價(jià)鍵的飽和化；去氨基化；堿基的同分異構(gòu)化；核苷酸的替代。習(xí)題1.真核生物的TATA盒是:A.轉(zhuǎn)錄的起

73、始點(diǎn)    B.翻譯的起始點(diǎn)     C.RNA聚合酶與DNA模板穩(wěn)定結(jié)合處     D.DNA聚合酶的活性中心   E.DNA合成起始位點(diǎn)2.關(guān)于RNA的敘述,錯(cuò)誤的是:A.主要有mRNA、tRNA、rRNA三大類   B.胞質(zhì)中只有一種RNA，即mRNA     C.最小的一種RNA是tRNA    D.原核生物沒有hnRNAE.原核生物沒有snRNA3.真核細(xì)胞中mRNA

74、的加工修飾不包括:A.在mRNA 3末端加poly A尾    B.mRNA的前體是核內(nèi)hnRNAC.在mRNA 5端形成7甲基鳥苷酸帽子結(jié)構(gòu)   D.除去非結(jié)構(gòu)信息部分E.不同RNA片段之間的拼接4.絕大多數(shù)真核生物mRNA 5端有:A.帽式結(jié)構(gòu)   B.poly A    C.起始密碼子   D.啟動(dòng)子   E.SD序列5. snRNA的功能是:BA.參與DNA復(fù)制   B.參與RNA剪接   C.激活RNA聚合

75、酶   D.形成核糖體    E.是rRNA的前體6.核酶(ribozyme)的底物是:A.DNA  B.RNA  C.核糖體  D.細(xì)胞核膜   E.核蛋白7.反義核酸作用主要是:A.封閉DNA    B.封閉RNA    C.降解DNA    D.降解RNAE.封閉核糖體8.轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制過程的共同點(diǎn)是:A.需要DNA聚合酶   B.所用模板相同   C.所用原

76、料相同D.所得產(chǎn)物相同   E.需要RNA聚合酶1.真核生物mRNA轉(zhuǎn)錄后的成熟步驟主要包括 5端形成特殊的帽子結(jié)構(gòu)在3端切斷并加上一個(gè)poly(A)的尾巴通過剪接除去轉(zhuǎn)錄來的IVS(非翻譯區(qū))鏈內(nèi)部核酸的甲基化生物信息的傳遞(下)從mRNA到蛋白質(zhì)4.1  遺傳密碼三聯(lián)子    1、mRNA與蛋白質(zhì)之間的聯(lián)系是通過遺傳密碼的破譯來實(shí)現(xiàn)的  三聯(lián)子密碼及其破譯遺傳密碼(code)：mRNA中蘊(yùn)藏遺傳信息的堿基順序稱為遺傳密碼,密碼是密碼子的總和。密碼子(codon)： mRNA中每個(gè)相鄰的三個(gè)核苷酸翻譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個(gè)

77、氨基酸，這三個(gè)核苷酸就稱為一個(gè)密碼子。閱讀框(reading frame)：遺傳密碼是三個(gè)一讀，稱為閱讀框。AUG：蛋氨酸(Met)或起始密碼UAA、UAG、UGA：終止密碼UAG琥珀型(amber)密碼子UGA蛋白石(opal)密碼子UAA赭石型(ochre)密碼子三聯(lián)體密碼的破譯：以均聚物、隨機(jī)共聚物和特定序列的共聚物為模板指導(dǎo)多肽的合成核糖體結(jié)合技術(shù)  遺傳密碼的性質(zhì)1.密碼的簡(jiǎn)并性：簡(jiǎn)并(Degenracy)：由一種以上密碼子編碼同一種氨基酸的現(xiàn)象稱為簡(jiǎn)并。同義密碼子(Synonymous codons)：對(duì)應(yīng)于同一種氨基酸的密碼子稱為同義密碼子。2.密碼的普遍性與特殊性：普

78、遍性：無論在體外還是體內(nèi)，也無論是病毒、細(xì)菌、動(dòng)物還是植物，遺傳密碼均適用。特殊性：線粒體密碼子，其它例外(支原體、四膜蟲)線粒體mRNA中的密碼子：與胞漿中mRNA的密碼子有三點(diǎn)不同(哺乳動(dòng)物)：1.線粒體中UGA不代表終止密碼子，而是編碼Trp；2.由AUG和AUA二個(gè)密碼子編碼；3.AGA和AGG不是Arg的密碼子，而是終止密碼子，即UAA、UAG、AGA和AGG均為終止密碼子。密碼子與反密碼子的相互作用：反密碼子(anticodon)：指tRNA上能識(shí)別一個(gè)mRNA密碼子的位置，這個(gè)位置上的堿基與密碼子的堿基是互補(bǔ)的。所謂“擺動(dòng)假說”(Wobble hypothesis)：即密碼的第一

79、、第二堿基是必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)配對(duì)(A-U、G-C)，而第三堿基則可以有一定程度的擺動(dòng)靈活性。Wobble hypothesis：1.任意一個(gè)密碼子的前兩位堿基都與tRNA anticodon中的相應(yīng)堿基形成Watson-Crick堿基配對(duì)。2.反密碼子第一位是A或C時(shí)，只能識(shí)別一個(gè)密碼子。當(dāng)反密碼子第一位是U或G時(shí)，能識(shí)別兩個(gè)密碼子。當(dāng)Inosine(I)作為反密碼子第一位時(shí)，能識(shí)別三個(gè)密碼子。3.如果數(shù)個(gè)密碼子同時(shí)編碼一個(gè)氨基酸，凡是第一、二位堿基不相同的密碼子都對(duì)應(yīng)于各自的tRNA。4.根據(jù)上述規(guī)則，至少需要32種不同的tRNA才能翻譯61個(gè)codons(密碼子)。密碼子反密碼子配對(duì)擺動(dòng)的原則：  反密碼子5端