現(xiàn)代分子生物學(xué)總結(jié)材料(朱玉賢、新穎版)

1、實(shí)用文檔一、緒論兩個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)1、肺炎球菌在老鼠體的毒性實(shí)驗(yàn)：先將光滑型致病菌（S型）燒煮殺活性以后、以及活的 粗糙型細(xì)菌（R型）分別侵染小鼠發(fā)現(xiàn)這些細(xì)菌自然喪失了治病能力；當(dāng)他們將經(jīng)燒煮 殺死的S型細(xì)菌和活的R型細(xì)菌混合再感染小鼠時(shí)，實(shí)驗(yàn)小鼠每次都死亡。解剖死鼠， 發(fā)現(xiàn)有大量活的S型細(xì)菌。實(shí)驗(yàn)表明，死細(xì)菌DNA進(jìn)行了可遺傳的轉(zhuǎn)化，從而導(dǎo)致小鼠 死亡。2、T2噬菌體感染大腸桿菌：當(dāng)細(xì)菌培養(yǎng)基中分別帶有35S或32P標(biāo)記的氨基酸或核昔酸， 子代噬菌體就相應(yīng)含有35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)或32P標(biāo)記的核酸。分別用這些噬菌體感染沒(méi) 有放射性標(biāo)記的細(xì)菌，經(jīng)過(guò)2個(gè)噬菌體DNA復(fù)制周期后進(jìn)行檢測(cè)，子代噬菌體中幾乎

2、不含帶35s標(biāo)記的蛋白質(zhì)，但含30與以上的32P標(biāo)記。說(shuō)明在噬菌體傳代過(guò)程中發(fā)揮作 用的可能是DNA而不是蛋白質(zhì)?；虻母拍睿夯蚴钱a(chǎn)生一條多肽鏈或功能RNA分子所必需的全部核昔酸序列。染色體與DNA腺口票吟鳥(niǎo)噫吟染色體性質(zhì)：1、分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定；2、能夠自我復(fù)制，使親、子代之間保持連續(xù)性；3、能指導(dǎo) 蛋白質(zhì)的合成，從而控制生命過(guò)程；4、能產(chǎn)生可遺傳的變異。組蛋白一般特性：1、進(jìn)化上極端保守，特別是出、H4； 2、無(wú)組織特異性；3、肽鏈上氨基 酸分布的不對(duì)稱性；4、存在較普遍的修飾作用；5、富含賴氨酸的組蛋白也非組蛋白：HMG蛋白；DNA結(jié)合蛋白；A24非組蛋白真核生物基因組DNA真核細(xì)胞基因

3、組最大特點(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) 的非功能蛋白質(zhì)所隔開(kāi)。人們把一種生物單倍體基因組DNA的總量稱為C值，在真核生物中 C值一般是隨著生物進(jìn)化而增加的，高等生物的C值一般大于低等動(dòng)物，但某些兩棲類(lèi)的C 值甚至比哺乳動(dòng)物還大，這就是著名的C值反?，F(xiàn)象。真核細(xì)胞DNA序列可被分為3類(lèi)：丕 重復(fù)序列、中度重復(fù)序列、高度重復(fù)序列。真核生物基因組的特點(diǎn)：1、真核生物基因組龐大，一般都遠(yuǎn)大于原核生物的基因組；2、真 核基因組存在大量的的重復(fù)序列；3、真核基因組的大部分為非編碼序列，占整個(gè)基因組序 列的90%以上，這是真核生物與細(xì)菌和病毒之間的最主要的區(qū)別；4、真核基因組

4、的轉(zhuǎn)錄產(chǎn) 物為單順?lè)粗?、真核基因組是斷裂基因，有含子結(jié)構(gòu)；6、真核基因組存在大量的順式元 件，包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子等；7、真核基因組中存在大量的DNA多態(tài)性；8、真核基 因組具有端粒結(jié)構(gòu)。原核生物基因組的特點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練，絕大部分用來(lái)編碼蛋白質(zhì)，只有很少一部分控制基 因表達(dá)的序列不轉(zhuǎn)錄；2、存在轉(zhuǎn)錄單元，原核生物DNA序列中功能相關(guān)的RNA和蛋白質(zhì)基 因，往往叢集在基因組的一個(gè)或者幾個(gè)特定部位，形成功能單位或轉(zhuǎn)錄單元，可以被一起轉(zhuǎn) 錄為含多個(gè)mRNA的分子；3、有重疊基因，所謂重疊基因就是同一段DNA攜帶兩種或以上不 同的蛋白質(zhì)的編碼信息。DNA的結(jié)構(gòu)DNA又稱脫氧核糖核酸，是de

5、oxyr ibonucleic acid的簡(jiǎn)稱。L=T+W, L指環(huán)形DNA分子兩條鏈間交叉的次數(shù)，只要不發(fā)生斷裂，L是一個(gè)常量。T為雙螺 旋的盤(pán)繞數(shù)，W為超螺旋數(shù)。雙螺旋DNA的松開(kāi)導(dǎo)致負(fù)超螺旋，而擰緊則導(dǎo)致正超螺旋。雙螺旋堿基間距(nm)螺旋直徑(nm)每輪堿基數(shù)螺旋方向A-DNA0. 262.611右B-DNA0. 342.010右Z-DNA0.371.812左DNA的復(fù)制半保留復(fù)制：Semi -conservat i ve repl i cat ion ；半不連續(xù)復(fù)制：Semi -d i scont i nuous rep Iicat ion把生物體的復(fù)制單位稱為復(fù)制子，一個(gè)復(fù)制子只含

6、一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。歸納起來(lái)，無(wú)論是原核生物還是真核生物，復(fù)制起點(diǎn)是固定的，表現(xiàn)為固定的序列，并識(shí)別 參與復(fù)制起始的特殊蛋白質(zhì)。復(fù)制叉移動(dòng)的方向和速度雖是多種多樣的，但以雙向等速方式 為主。復(fù)制的幾種主要方式雙鏈DNA的復(fù)制大都以半包六復(fù)制方式進(jìn)行的，通過(guò)“眼”型、8型、滾環(huán)型或D-環(huán)型等 以復(fù)制叉的形式進(jìn)行。1、線性DNA雙鏈進(jìn)行雙向復(fù)制時(shí)，由于已知的DNA聚合酶和RNA聚合酶都只能從5'到3' 移動(dòng)，所以，復(fù)制叉呈眼型；2、環(huán)狀雙鏈DNA復(fù)制可分為6型' 滾環(huán)型和D-環(huán)形幾種類(lèi)型I、6型，大腸桿菌染色體DNA是環(huán)狀雙鏈DNA,它的復(fù)制是典型的6型復(fù)制，從一個(gè)起點(diǎn) 開(kāi)始，

7、同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行復(fù)制，當(dāng)兩個(gè)復(fù)制叉相遇時(shí)，復(fù)制就停止II、滾環(huán)型，是單向復(fù)制的一種特殊方式，在噬菌體中很常見(jiàn)。DNA的合成由對(duì)正鏈原點(diǎn)的 專一切割開(kāi)始，所形成的自由5'端被從雙鏈環(huán)中置換出來(lái)井為單鏈DNA結(jié)合蛋白所覆蓋， 使其3' -0H端在DNA聚合酶的作用下不斷延伸川、D-環(huán)形，也是單向復(fù)制的一種特殊方式，雙鏈環(huán)在固定點(diǎn)解開(kāi)進(jìn)行復(fù)制，但兩條鏈的合 成是高度不對(duì)稱的，最初僅以一條母鏈作為新鏈合成的模板，迅速合成出互補(bǔ)鏈，另一條鏈 則稱為游離的單鏈環(huán)。原核生物和真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)原核生物DNA復(fù)制特點(diǎn)DNA雙螺旋的解旋拓?fù)洚悩?gòu)酶(DNA topoisomerase)：消

8、除解鏈造成的正超螺旋的堆積，消除阻礙解鏈繼續(xù)進(jìn) 行的這種壓力，使復(fù)制得以延伸。拓?fù)洚悩?gòu)酶I ,催化DNA鏈的斷裂和重新連接，每次只作 用于一條鏈，不需要輔助因子如ATP等；拓?fù)洚悩?gòu)酶II能同時(shí)斷裂和連接兩條DNA鏈，通 常需要輔助因子。DNA解鏈酶(DNA heli case)：解開(kāi)雙鏈DNA (DnaB蛋白：解螺旋酶；DnaA蛋白：辨認(rèn)復(fù)制起 始點(diǎn)；DnaC蛋白：輔助DnaB在起始點(diǎn)上結(jié)合并打開(kāi)雙鏈)單鏈結(jié)合蛋白(SSB)：保證被解鏈酶解開(kāi)的單鏈在復(fù)制完成前能保持單鏈結(jié)構(gòu)DNA復(fù)制的引發(fā)所有的DNA復(fù)制都是從一個(gè)固定起點(diǎn)開(kāi)始的，而且目前所知的DNA聚合酶都只能延長(zhǎng)DNA 鏈而不能從頭合成DN

9、A鏈。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'末端開(kāi)始合成新的DNA鏈。DNA聚合酶功能DNA聚合酶IDNA聚合酶II (修復(fù))DNA聚合酶III聚合作用5' T3'有有有外切酶活性5'T 3'有無(wú)無(wú)外切酶活性3'T 5'有有有生物學(xué)活性10.0515聚合酶川部分亞基的功能亞基a60功能聚合活性3' T5'核酸外 切酶活性組建核心酶兩個(gè)B亞基形成滑動(dòng)夾子,提高酶的持 續(xù)合成能力真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)真核生物DNA復(fù)制與原核生物DNA復(fù)制有很多不同，例如，真核生

10、物每條染色體上可以有多 個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，而原核生物只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)；真核生物DNA的復(fù)制只能在分裂期進(jìn)行，原核 細(xì)胞在整個(gè)細(xì)胞周期都能進(jìn)行；真核生物的染色體在全部完成復(fù)制前，各個(gè)起點(diǎn)上DNA不能 再開(kāi)始，而在快速生長(zhǎng)的原核生物中，復(fù)制起點(diǎn)可以連續(xù)開(kāi)始新的DNA復(fù)制，表現(xiàn)雖然只有 一個(gè)復(fù)制單元，但卻可有多個(gè)復(fù)制叉。真核生物DNA復(fù)制叉的移動(dòng)速度不到大腸桿菌的1/20, 因此，人類(lèi)DNA中每隔30000300000個(gè)堿基就有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)；真核生物DNA聚合酶有 15種以上，大腸桿菌中存在的聚合酶有5種DNA復(fù)制的調(diào)控真核細(xì)胞中DNA復(fù)制有3個(gè)水平的調(diào)控：1、細(xì)胞生活水平調(diào)控，也稱限制點(diǎn)調(diào)控，決定細(xì)

11、胞停留在G1期還是進(jìn)入S期；2、染色體水平調(diào)控；3、復(fù)制子水平調(diào)控，決定復(fù)制的起始 與否。DNA的修復(fù)錯(cuò)配修復(fù)一旦復(fù)制通過(guò)復(fù)制起點(diǎn)，母鏈就會(huì)在開(kāi)始DNA合成前的幾秒至幾分鐘被甲基化，此后只要兩 條DNA鏈上堿基配對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，錯(cuò)配系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)“保存母鏈，修正子鏈”的原則，找出錯(cuò) 誤堿基所在的DNA鏈，并在對(duì)應(yīng)于母鏈甲基化腺昔酸上游鳥(niǎo)昔酸的5'位置切開(kāi)子鏈，合成 新的子鏈片段。切除修復(fù)切除修復(fù)是DNA損傷最為普遍的方式，主要分為堿基切除修復(fù)和核昔酸切除修復(fù)重組修復(fù)（復(fù)制后修復(fù)）先從同源DNA母鏈上將相應(yīng)核昔酸序列片段移至子鏈缺口，然后再用新合成的序列補(bǔ)上母鏈 空缺，主要作用是重新啟動(dòng)停滯的

12、復(fù)制叉。DNA直接修復(fù)DNA直接修復(fù)不需要切除堿基或核甘酸，最常見(jiàn)的例子是DNA光解酶把在光下或經(jīng)外線光照 射形成的環(huán)丁烷胸腺喀唾二體及6-4光化物還原成單體的過(guò)程。SOS反應(yīng)細(xì)胞DNA受到損傷或復(fù)制系統(tǒng)受到抑制的緊急情況下，細(xì)胞為求生存而產(chǎn)生的一種應(yīng)急措 施，當(dāng)DNA兩條鏈的損傷鄰近時(shí)，損傷不能被切除修復(fù)或重組修復(fù)，這時(shí)損傷處的DNA出現(xiàn) 空缺，再隨機(jī)加上核昔酸，容易造成突變。DNA的轉(zhuǎn)座DNA的轉(zhuǎn)座或稱移位，是由可移位因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排的現(xiàn)象，頻率很低。轉(zhuǎn)座子（Tn）是存在于染色體DNA上可自主復(fù)制和移位的基本單位，原核生物的轉(zhuǎn)座子包含 4類(lèi)：1、插入序列（IS； 2、類(lèi)轉(zhuǎn)座子因子；3

13、、復(fù)合轉(zhuǎn)座子，兩端由IS或類(lèi)IS構(gòu)成，帶 有某些抗藥性基因或其他宿主基因，一旦形成復(fù)合式轉(zhuǎn)座子，IS序列就不能再單獨(dú)移動(dòng)；4、 TnA轉(zhuǎn)座子家族，兩端為IR,可編碼轉(zhuǎn)座酶，解離酶和抗性物質(zhì)。真核生物中的轉(zhuǎn)座子主要包括轉(zhuǎn)座子和反轉(zhuǎn)座子。玉米細(xì)胞存在自主型和非自主型兩類(lèi)轉(zhuǎn)座 子，非自主型轉(zhuǎn)座子單獨(dú)存在時(shí)是穩(wěn)定的，不能轉(zhuǎn)座，當(dāng)基因組同時(shí)含有屬于同一家族的自 主型轉(zhuǎn)座子時(shí)，它才具備轉(zhuǎn)座功能。轉(zhuǎn)座子可分為復(fù)制型和非復(fù)制型，轉(zhuǎn)座酶和解離酶分別 作用于原始轉(zhuǎn)座子和復(fù)制轉(zhuǎn)座子。轉(zhuǎn)座作用的遺傳學(xué)效應(yīng)1、引起插入突變；2、產(chǎn)生新的基因；3、產(chǎn)生染色體畸變（DNA重復(fù)、缺失或倒位）；4、 引起生物進(jìn)化組蛋白的種類(lèi)、

14、修飾類(lèi)型及其生物學(xué)意義根據(jù)電泳性質(zhì)可以把組蛋白分為、H?A、H2B、比、兒，這些組蛋白都含有大量賴氨酸和精 氨酸。組蛋白的修飾作用包括甲基化，乙酰化，磷酸化以及ADP核糖基化等。一般來(lái)說(shuō)，組 蛋白乙?；苓x擇地使某些染色質(zhì)區(qū)域的結(jié)構(gòu)從緊密變的松弛，開(kāi)放某些基因的轉(zhuǎn)錄，增強(qiáng) 其表達(dá)水平；而組蛋白甲基化即可抑制也可增強(qiáng)基因表達(dá)，乙?；揎椇图谆揎椡?相互排斥的。簡(jiǎn)述DNA聚合酶I和KI enow的結(jié)構(gòu)和功能占DNA聚合酶I蛋白2/3的C端區(qū)域，相對(duì)分子質(zhì)量68000,具有DNA聚合酶活性和31 -5' 核酸外切酶活性，即可合成也可降解DNA,保證DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性；占DNA聚合酶I

15、蛋白1/3 的N端區(qū)域，相對(duì)分子質(zhì)量35000,具有5' T3'核酸外切酶活性，可做用于雙鏈DNA,又 可水解5'端或距5'端幾個(gè)核甘酸處的磷酸二酯鍵。DNA聚合酶I在DNA直接修復(fù)、除去 岡崎片段5'端RNA引物方面具有重要作用。Klenow大片段是用蛋白酶水解DNA聚合酶I所得的大片段區(qū)域，具有5' -3'聚合酶活性 和3' T5'核酸外切酶活性，在基因工程中有廣泛應(yīng)用，主要有：修復(fù)反應(yīng)' 制備平末端; 標(biāo)記DNA3'突出末端；雙脫氧末端終止法進(jìn)行DNA序列分析等。三、生物信息的傳遞（上）RNA轉(zhuǎn)錄的基

16、本過(guò)程模板識(shí)別真核細(xì)胞中的模板識(shí)別與原核細(xì)胞不同，真核生物RNA聚合酶不能直接識(shí)別基因的啟動(dòng)子 區(qū)，需要轉(zhuǎn)錄因子的輔助蛋白質(zhì)按特定的順序結(jié)合于啟動(dòng)子上，RNA聚合酶才能與之相合并 形成復(fù)雜的前起始復(fù)合物（PIO,以保證有效的起始轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始就是RNA鏈上第一個(gè)核甘酸鍵的產(chǎn)生，該過(guò)程不需要引物，RNA聚合酶通過(guò)啟動(dòng)子 的時(shí)間代表一個(gè)啟動(dòng)子的強(qiáng)弱，時(shí)間越短，該基因的轉(zhuǎn)錄起始頻率越高。轉(zhuǎn)錄延伸RNA聚合酶釋放。因子離開(kāi)啟動(dòng)子后，核心酶沿模板DNA鏈移動(dòng)并使新生的RNA鏈不斷延長(zhǎng) 的過(guò)程。一旦聚合酶啟動(dòng)了基因轉(zhuǎn)錄，它就會(huì)一直移動(dòng)合成RNA,直到遇到終止信號(hào)時(shí)才釋 放新生的RNA鏈。轉(zhuǎn)錄終止R

17、NA聚合酶不再形成新的磷酸二酯鍵，RNA-DNA雜合體分開(kāi)，轉(zhuǎn)錄泡瓦解。轉(zhuǎn)錄機(jī)器的主要成分RNA聚合酶RNA聚合酶以DNA雙鏈為模板（若以單鏈為模板，活性大大降低），以4種核昔三磷酸為底 物，并以Mg?，"/為輔因子，催化RNA鏈的起始、延伸和終止，不需要任何引物。原核生物RNA聚合酶大腸桿菌RNA聚合酶由兩個(gè)a亞基、一個(gè)B亞基、一個(gè)B '亞基、和一個(gè)3亞基組成核心酶, 加上一個(gè)。亞基后則成為聚合酶全酶，轉(zhuǎn)錄的起始過(guò)程需要全酶，由。因子辨認(rèn)起始點(diǎn)，延 長(zhǎng)過(guò)程僅需要核心酶催化。B和亞基組成了聚合酶的催化中心，B亞基能與模板DNA、 新生RNA鏈以及核昔酸底物相結(jié)合；。亞基的作用

18、是負(fù)責(zé)模板鏈的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始，它 是酹的別構(gòu)效應(yīng)物，使酶專一性識(shí)別模板上的啟動(dòng)子。真核生物RNA聚合酶酶定位轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物與功能對(duì)a -鵝膏覃減RNA聚合酶I核仁45SrRNA (5SrRNA)不敏感RNA聚合酶II核質(zhì)hnRNA (mRNA)敏感RNA聚合酶川核質(zhì)tRNAv 5SrRNAv snRNA存在物種特異性轉(zhuǎn)錄復(fù)合物模板的識(shí)別階段包括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，此時(shí)DNA仍處于雙鏈狀態(tài)。然后封閉復(fù)合物轉(zhuǎn)變成開(kāi)放復(fù)合物，聚合酶全酶所結(jié)合 的DNA序列中有一段雙鏈被解開(kāi)。真核生物轉(zhuǎn)錄起始至少還需要7中輔助因子參與，這些蛋 白輔助因子統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)錄因子

19、（TF）啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄起始啟動(dòng)子區(qū)的基本結(jié)構(gòu)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，能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA 準(zhǔn)確結(jié)合并具有轉(zhuǎn)錄起始的特異性。1、轉(zhuǎn)錄單元是一段從啟動(dòng)子開(kāi)始至終止子結(jié)束的DNA序列。轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)是指與新生RNA 鏈第一個(gè)核昔酸相對(duì)應(yīng)DNA鏈上的堿基，通常為噫吟。把起點(diǎn)5'末端的序列稱為上游, 把3'端稱為下游，起點(diǎn)為+1,下游方向依次為+2、+3上游方向依次為一 1、-2-2、Pribnow區(qū)（TATA box）是一個(gè)由5個(gè)核昔酸（TATAA）組成的保守序列，其中央大約位 于起點(diǎn)上游10bp處又稱一 10區(qū)3、-35序列（Sexfam

20、a box）在轉(zhuǎn)錄開(kāi)始位點(diǎn)上游一35區(qū)域也有一段保守序列，共同序列 是TTGACA,稱為一35區(qū)大部分原核生物啟動(dòng)子都存在位于70bp的TATA盒和位于-35bp的TTGACA盒，這兩個(gè)區(qū)域 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。4、Hogness區(qū)，在真核基因中發(fā)現(xiàn)，位于轉(zhuǎn)錄起始-25-35bp處的TATAAA,也稱TATA區(qū)5、CAAT區(qū)，在-70-80bp處的共同序列CCAAT,稱為CAAT區(qū)，是與原核生物中-35區(qū)相對(duì) 應(yīng)的序列啟動(dòng)子區(qū)的識(shí)別RNA聚合酶不能識(shí)別堿基本身，而是通過(guò)氫鍵互補(bǔ)的方式加以識(shí)別。RNA聚合酶與啟動(dòng)子區(qū)的結(jié)合聚合酶首先與啟動(dòng)子區(qū)閉

21、合雙鏈DNA結(jié)合，形成二元閉合復(fù)合物，然后經(jīng)過(guò)解鏈得到二元開(kāi) 鏈復(fù)合物，因此，RNA聚合酶既是雙鏈DNA結(jié)合蛋白，又是單鏈DNA結(jié)合蛋白。T0區(qū)與-35區(qū)的最佳距離在原核生物中，-35區(qū)與70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(jiàn)兩種啟動(dòng)子突變，一種叫下降突變，一種叫上升突變（增加 其共同序列的同一性）。增強(qiáng)子及其功能增強(qiáng)子是DNA上能提高轉(zhuǎn)錄起始效率的序列，可位于5'或3'末端，可能是通過(guò)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 易與模板DNA結(jié)合，起始基因轉(zhuǎn)錄，增強(qiáng)

22、子具有下列特點(diǎn)：1、遠(yuǎn)距離效應(yīng)；2、無(wú)方向性；3、順式調(diào)節(jié)，只調(diào)節(jié)位于同一染色體上的靶基因，對(duì)其他 染色體上的基因沒(méi)有作用；4、無(wú)物種和基因特異性；5、具有組織特異性；6、有相位 性，其作用和DNA的構(gòu)象有關(guān)；7、有的增強(qiáng)子可對(duì)外部信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng)；（8、大多為重 復(fù)序列，其部常有一個(gè)核心序列（G） TGGA/TA/TA/T （G）,該序列是產(chǎn)生增強(qiáng)效應(yīng)所必 需的）真核生物啟動(dòng)子對(duì)轉(zhuǎn)錄的影響真核基因啟動(dòng)子在-25-35區(qū)含有TATA序列，在-70-80區(qū)含有CCAAT序列，在-80-110 區(qū)含有GCCACACCC或GGGCGGG序列，習(xí)慣上將TATA區(qū)上游的保守序列稱為啟動(dòng)子元件（UPE） 或上

23、游激活序列（UAS）。TATA區(qū)的主要作用是使轉(zhuǎn)錄精確起始，CAAT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。盡管3種UPE序列都有重要功能，但并不是每個(gè)基 因的啟動(dòng)子區(qū)都包含這3種序列。轉(zhuǎn)錄的抑制抑制劑靶酶抑制作用類(lèi)別放射線索-D真核生物RNA聚合酶I與DNA結(jié)合，阻止延伸DNA模板功能抑制物利福霉素細(xì)菌全酶與B亞基結(jié)合，抑制起始RNA聚合酶抑制物利迪鏈霉素細(xì)菌核心酶與B亞基結(jié)合，抑制起始a -鵝膏覃堿真核生物RNA聚合酶II與RNA聚合酶II結(jié)合原核與真核生物mRNA的特征比較原核生物mRNA的特征1、原核生物mRNA半衰期短，細(xì)菌基因的轉(zhuǎn)錄與翻譯是緊密相連的；2、許多原核生

24、物mRNA 以多順?lè)醋拥男问酱嬖冢囗樂(lè)醋觤RNA是一組相鄰或相互重疊基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，這樣的一 組基因可被稱為一個(gè)操縱子；3、原核生物mRNA5'端沒(méi)有帽子結(jié)構(gòu)，3'端也沒(méi)有多聚A尾 巴或者很短,原核生物起始密碼子AUG上游7r 2個(gè)核昔酸處與一個(gè)被稱為SD序列的保守區(qū)， 該序列與16SrRNA3'端反向互補(bǔ)，被認(rèn)為在核糖體-mRNA的結(jié)合過(guò)程中起作用。真核生物mRNA特征1、真核生物mRNA5'端有帽子結(jié)構(gòu)（不包括葉綠體和線粒體mRNA）, mRNA5'端加“G”反應(yīng) 是由腺甘酸轉(zhuǎn)移髀完成的，新加上的G與mRNA鏈上所有其他核昔酸方向相反，像一頂帽子

25、扣在mRNA上，故而得名。mRNA的帽子結(jié)構(gòu)常被甲基化，第一個(gè)甲基化出現(xiàn)在所有真核細(xì)胞 的mRNA中，稱為零類(lèi)帽子，帽子結(jié)構(gòu)可能使mRNA免遭核酸酶的破壞，其甲基化是翻譯所必 需的；2、絕大多數(shù)真核生物3' -端有PolyA結(jié)構(gòu)，除組蛋白基因外，真核生物mRNA3'端 都有這個(gè)結(jié)構(gòu)，PolyA是在轉(zhuǎn)錄后加上去的（需要AAUAAA特定序列），在細(xì)胞核中的hnRNA 階段就已經(jīng)加上去。它是mRNA有細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)所必須的形式，大大提高了 mRNA在細(xì)胞 質(zhì)中的穩(wěn)定性；3、凡是編碼功能蛋白的真核基因都通過(guò)RNA聚合酶II進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，真核基因 幾乎都是單順?lè)醋觤RNA,只包含一個(gè)蛋白質(zhì)

26、信息。終止和抗終止依賴P因子的終止（窮追橫型）P因子能使RNA聚合酶在DNA模板上準(zhǔn)確地終止轉(zhuǎn)錄，它能水解各種核昔酸,是六聚體蛋白， 通過(guò)催化NTP水解促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來(lái)不依賴P因子的終止模板上存在終止轉(zhuǎn)錄信號(hào)，即在終止子，這段DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA容易形成發(fā)卡式結(jié)構(gòu)，會(huì) 導(dǎo)致RNA聚合酶暫停。在終止子有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)，1、終止位點(diǎn)上游一般存在一個(gè)富含GC 的二重對(duì)稱區(qū)；2、在終止位點(diǎn)前有一段由夕8給個(gè)A組成的序列，因此轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的3'端 為寡聚U,寡聚U的存在使雜合鏈的3'端部分出現(xiàn)不穩(wěn)定的rUdA區(qū)域，決定了轉(zhuǎn)錄的終 止。抗終止破壞終止位點(diǎn)RNA的莖-

27、環(huán)結(jié)構(gòu)；依賴于蛋白因子的轉(zhuǎn)錄抗終止含子的剪接、編輯、再編碼及化學(xué)修飾RNA中的含子由DNA轉(zhuǎn)錄生成的原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物核不均一RNA （hnRNA）即mRNA的前體，經(jīng)過(guò)加5'端帽子和31端尾巴，再經(jīng)過(guò)RNA的剪接，編碼蛋白質(zhì)外顯子部分就連接稱為一個(gè)可譯框架 (ORF),通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。mRNA前體中含子的兩端邊界存在共同的序列，這些序列結(jié) 構(gòu)可能是產(chǎn)生mRNA前體剪接的信號(hào)。多數(shù)細(xì)胞核mRNA前體中含子的5'邊界序列為GU, 31 邊界序列為AG,因此GU表示供體銜接點(diǎn)的5'端，AG代表接納體3'端，這種保守序列模 式稱為GU-AG法則，又稱Chambon法則。

28、mRNA的剪接I類(lèi)含子剪接的主要特點(diǎn)I類(lèi)含子剪接轉(zhuǎn)要是轉(zhuǎn)酯反應(yīng)，剪接反應(yīng)實(shí)際上是發(fā)生了兩次磷酸二酯鍵的轉(zhuǎn)移。第一個(gè)轉(zhuǎn) 酯反應(yīng)由一個(gè)游離的鳥(niǎo)昔或鳥(niǎo)苔酸介導(dǎo)，其3' -0H作為親核基團(tuán)攻擊5'端的磷酸二酯鍵, 從上游切開(kāi)RNA鏈；在第二個(gè)轉(zhuǎn)酯反應(yīng)中，上游外顯子的自由3' -0H作為親核基團(tuán)攻擊含 子3'位核昔酸上的磷酸二酯鍵，使含子完全被切開(kāi)，上下游兩個(gè)外顯子通過(guò)新的磷酸二酯 鍵重新連接II類(lèi)含子剪接的主要特點(diǎn)II類(lèi)含子切除體系中，轉(zhuǎn)酯反應(yīng)無(wú)需游離鳥(niǎo)昔或鳥(niǎo)昔酸，而是由含子本身的靠近3'端的腺 昔酸2' -0H作為親核基團(tuán)攻擊含子5'端的磷酸二

29、酯鍵，從上游切開(kāi)RNA后形成套索狀結(jié) 構(gòu)，再由上游外顯子的自由3' -0H作為親核基團(tuán)攻擊含子3'端的磷酸二酯鍵，使含子完 全被切開(kāi)，上下游兩個(gè)外顯子通過(guò)新的磷酸二酯鍵重新連接RNA的編輯、再編碼及化學(xué)修飾RNA的編輯RNA的編輯是某些RNA,特別是mRNA的一種加工方式，編輯的結(jié)果導(dǎo)致DNA所編碼的遺傳信 息改變，RNA的編輯雖然不是很普遍，在真核生物中也時(shí)有發(fā)生，介導(dǎo)RNA編輯的機(jī)制有兩 種：1、位點(diǎn)特異性脫氨基作用，載脂蛋白mRNA中UTA,谷氨酸受體蛋白中A-I,都屬于 脫氨基作用的結(jié)果，分別由胞喀口癥和腺噫吟脫氨酶所催化；2、尿喀咤插入或刪除，由于指 導(dǎo)RNA上存在一

30、些未能配對(duì)的腺噂吟，形成缺口，為插入尿嘴咤提供了模板，反應(yīng)完成后。 指導(dǎo)RNA從mRNA上解離下來(lái)。RNA編輯具有重要的生物學(xué)意義：1、校正作用，有些基因在突變過(guò)程中丟失的遺傳信息可 能通過(guò)RNA編輯得到修復(fù)；2、調(diào)控翻譯，通過(guò)編輯可以構(gòu)建或去除起始密碼子和終止密碼 子，是基因表達(dá)調(diào)控的一種方式；3、擴(kuò)充遺傳信息，能使基因產(chǎn)物獲得新的結(jié)構(gòu)和功能， 有利于生物進(jìn)化RNA再編碼mRNA在某些情況下不是以固定的方式被翻譯，而可以改變?cè)瓉?lái)的編碼信息，以不同的方式 進(jìn)行翻譯RNA化學(xué)修飾甲基化、去氨基化、硫代，堿基的同分異構(gòu)化、二價(jià)鍵的飽和化、核昔酸的替代 核曲核酶是指一類(lèi)具有催化功能的RNA分子，通過(guò)

31、催化靶位點(diǎn)RNA鏈中磷酸二酯鍵的斷裂，特異 性地剪切底物RNA分子，從而阻斷基因的表達(dá)，可分為兩類(lèi)：1、剪切型核酶，只剪不接；2、 剪接型核酶，如I類(lèi)和II類(lèi)含子其他SnRNA具有保守性RNA聚合酶川識(shí)別的啟動(dòng)子比較特殊，啟動(dòng)子不位于編碼基因的上游，而在編碼基因的轉(zhuǎn)錄 區(qū)外顯子的序列多保守，含子序列變化較大多順?lè)醋觾?yōu)點(diǎn)：調(diào)控方便' 基因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練；缺點(diǎn)：前面的順?lè)醋訉?duì)后面的順?lè)醋颖磉_(dá)有影響; 后面幾個(gè)順?lè)醋臃g的起始會(huì)受其上游順?lè)醋咏Y(jié)構(gòu)的調(diào)控，不能獨(dú)立進(jìn)行在mRNA前體剪接的過(guò)程中，參加剪接的外顯子可以不按其線性次序剪接，含子也可以不被 切除而保留，即一個(gè)外顯子或含子是否出現(xiàn)在成熟mRN

32、A中是可以選擇的，這種剪接方式稱 為選擇性剪接，使一個(gè)基因可以產(chǎn)生不同類(lèi)型的mRNA分子。選擇性剪接的方式有四種：1、 拼接產(chǎn)物缺失一個(gè)或幾個(gè)外顯子；2、拼接產(chǎn)物保留一個(gè)或幾個(gè)含子作為外顯子的編碼序列; 3、外顯子中存在5,或3拼接點(diǎn)，從而部分缺失該外顯子；4、含子中存在5拼接點(diǎn)或3, 拼接點(diǎn)，從而使部分含子變?yōu)榫幋a序列轉(zhuǎn)錄單位不同于基因，轉(zhuǎn)錄單位可能同時(shí)包含一個(gè)或多個(gè)基因，另外，轉(zhuǎn)錄單位還包含啟動(dòng) 子、非編碼序列等，其圍比基因廣RNA的種類(lèi)和生物學(xué)功能轉(zhuǎn)運(yùn)RNAtRNA氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)核糖體RNArRNA核蛋白組成成分信使RNAmRNA蛋白質(zhì)合成模板核不均一RNAhnRNA成熟mRNA前體小核RN

33、AsnRNA參與hnRNA剪接小胞漿RNAscRNA/7SL-RNA蛋白質(zhì)質(zhì)網(wǎng)定位合成信號(hào)識(shí) 別體的組成成分反義RNAAnRNA/micRNA對(duì)基因表達(dá)起調(diào)節(jié)作用核酶Ribozyme RNA有酶活性的RNAmRNA直接負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)的生產(chǎn)，翻譯完成后即可降解；rRNA參與核糖體組裝，是一個(gè)相對(duì)穩(wěn) 定的結(jié)構(gòu)；tRNA攜帶氨基酸到核糖體，完成一次攜帶后繼續(xù)下一輪氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)工作，所以 mRNA不如其他兩者穩(wěn)定多聚A尾的生成是在多聚A聚合酶的催化下，由ATP聚合而成，需要鎂離子或鎰離子及蛋白 質(zhì)參與作用封閉復(fù)合物：RNA聚合酶全酶與DNA組成的復(fù)合物，DNA仍處于雙鏈狀態(tài)，不能起始RNA的 合成；開(kāi)放復(fù)合

34、物：RNA聚合酶全酶所結(jié)合的DNA序列中有一小段雙鏈被解開(kāi)，形成轉(zhuǎn)錄泡，酶的 構(gòu)象也發(fā)生改變，這種由啟動(dòng)子與RNA聚合酶的復(fù)合物在這里能進(jìn)行RNA的起始合成； 三元復(fù)合物：由開(kāi)放復(fù)合物與最初的兩個(gè)NTP結(jié)合并在兩個(gè)核昔酸之間形成磷酸二酯鍵后所 形成的包括RNA聚合酶、DNA和新生RNA的復(fù)合物原始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA轉(zhuǎn)錄后的加工有三種形式：1、減少部分片段，如切除5,端前導(dǎo)序列，3, 端拖尾序列和中部的含子；2、增加部分片段：5,端加帽。3,端加PolyA,通過(guò)歸巢和編 輯加入一些堿基；3、修飾，對(duì)某些堿基進(jìn)行甲基化等核酶結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1、三個(gè)莖區(qū)形成局部的雙鏈結(jié)構(gòu)，其中含一個(gè)由1/13個(gè)保守的核昔酸構(gòu)

35、 成的催化中心；2、具有催化中心的核酶和含有剪切位點(diǎn)的底物部分共同構(gòu)成錘頭結(jié)構(gòu)，底 物部分是切割區(qū)部位兩端的核昔酸，與核酶莖I和莖川結(jié)合核酶的生物學(xué)意義：1、RNA為生物催化劑，具有重要的生物學(xué)意義；2、打破了酶是蛋白質(zhì) 的傳統(tǒng)觀念；3、在生命起源上，為先有核酸提供了依據(jù)；4、為治療有害基因、腫瘤等提供 了手段生物信息的傳遞（下）遺傳密碼三聯(lián)子性質(zhì)：1、遺傳密碼的連續(xù)性，即密碼子間沒(méi)有空格，閱讀mRNA時(shí)是以密碼子為單位，連續(xù) 閱讀，一次閱讀三個(gè)核昔酸，不能跳過(guò)任何mRNA中的核昔酸；2、遺傳密碼的簡(jiǎn)并性，除 AUG （Met）和UGG （Try）外，每個(gè)氨基酸都有一個(gè)以上的密碼子，同一氨基酸

36、的不同密碼 子稱為同義密碼子；3、遺傳密碼的通用性與特殊性，所有生物都有相同的遺傳語(yǔ)言，遺傳 密碼子是通用的，但也有少數(shù)例外。如支原體中終止密碼子被用來(lái)編碼色氨酸；4、密碼子 與反密碼子的相互作用，在密碼子與反密碼子的配對(duì)中，前兩對(duì)嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則，第 三對(duì)堿基有一定自由度，可以擺動(dòng)，當(dāng)反密碼子第一位是A或C時(shí)只能識(shí)別一種密碼子，為 G （C/U）或U（A/G）時(shí)，能識(shí)別2種密碼子，為l（A/U/C）時(shí)，能識(shí)別三種密碼子;5、密碼子 有起始密碼子和終止密碼子，起始密碼子AUG （Met）和GUG （綴氨酸），終止密碼子又稱無(wú) 義密碼子，UAA （赭石密碼）、UAG （琥珀密碼）、UGA （

37、蛋白石密碼），它們沒(méi)有相應(yīng)的tRNA 存在，只供釋放因子識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)翻譯終止。eg.（反密碼子GCU可以識(shí)別的密碼子是AGU或AGC）tRNA共性：存在經(jīng)過(guò)特殊修飾的堿基，tRNA的3'端都以CCA-OH結(jié)束，該位點(diǎn)是tRNA與相應(yīng)氨 基酸結(jié)合的位點(diǎn)，稀有堿基豐富。二級(jí)結(jié)構(gòu)：1、受體臂,主要由鏈兩端序列堿基配對(duì)形成的桿狀結(jié)構(gòu)和3'端未配對(duì)的34 個(gè)堿基組成，其3'端的最后3個(gè)堿基序列永遠(yuǎn)是CCA,最后一個(gè)堿基的3'或2'自由羥基（連接氨基酸的部位）可以被氨?；唬ㄆ溆嗍直劬蓧A基配對(duì)產(chǎn)生的桿狀結(jié)構(gòu)和無(wú)法配對(duì) 的套索狀結(jié)構(gòu)所組成）2、TWC皆是根據(jù)3個(gè)核昔酸

38、命名的，其中W表示擬尿喀咤，是tRNA 分子所擁有不常見(jiàn)核昔酸；3、反亶碼王皆是根據(jù)位于套索中央的三聯(lián)反密碼子命名的；4、 D臂是根據(jù)它含有二氧鳥(niǎo)嘴口定命名的。三級(jí)結(jié)構(gòu)：呈L形折疊，靠氫鍵維持，TWC和受體臂是倒L的一橫，反密碼子臂和D臂是 倒L的一豎，其中受體臂頂端的堿基位于L的一個(gè)端點(diǎn)，反密碼子臂的套索狀結(jié)構(gòu)生成了L 的另一個(gè)端點(diǎn)。因?yàn)閠RNA上所運(yùn)載的氨基酸必須靠近位于大亞基上的多肽合成位點(diǎn)，而反 密碼子必須與小亞基上的mRNA相配對(duì)，所以分子中兩個(gè)不同的功能基團(tuán)是最大程度分離的。 功能：運(yùn)輸?shù)墓ぞ?，運(yùn)載氨基酸，mRNA只能特異識(shí)別tRNA而不是氨基酸；解讀mRNA的遺 傳信息種類(lèi)：1、

39、起始tRNA和延伸tRNA,能特異地識(shí)別mRNA上起始密碼子的tRNA叫起始tRNA, 其他的統(tǒng)稱為延伸tRNA。原核生物的起始tRNA攜帶甲酰甲硫氨酸，真核生物的起始tRNA 攜帶甲硫氨酸；2、同工tRNA,代表同一種氨基酸的tRNA為同工tRNA；3、校正tRNA,校正tRNA分為無(wú)義突變及錯(cuò)義突變校正。無(wú)義突變：一個(gè)核昔酸的改變使 某個(gè)氨基酸的密碼子變成終止密碼子，使蛋白質(zhì)合成提前終止；錯(cuò)義突變：某個(gè)核昔酸的變 化使一種氨基酸的密碼變成另一種氨基酸的密碼。酰胺TRNA合成酶催化氨基酸與tRNA結(jié)合，既能識(shí)別tRNA,又能識(shí)別氨基酸。副密碼子決定tRNA上所攜帶的氨基酸種類(lèi)。核糖體核糖體結(jié)

40、構(gòu)核糖體蛋白：核糖體上有不止一個(gè)的活性中心，每個(gè)活性中心都有一組特殊的核糖體蛋白質(zhì) 構(gòu)成。蛋白質(zhì)本身具有催化功能，但若將它們從核糖體上分離出來(lái)，催化功能就會(huì)完全消失。核糖體RNA： 1、5SrRNA,有兩個(gè)保守序列，CGAAC是其與tRNA相互識(shí)別的序列； GCGCCGAAUGGUAGU與23SrRNA的一段序列互補(bǔ)，是5SrRNA與50S核糖體大亞基相互作用的 位點(diǎn)；2v 16SrRNA,有兩個(gè)保守序列，ACCUCCUUA是與mRNA的5'端SD序列互補(bǔ)的序列； 在靠近3'端處有一段識(shí)別23SrRNA的序列，在30S與50S亞基的結(jié)合中起作用；3、23SrRNA, 大亞基23

41、SrRNA可能與tRNA*"的結(jié)合有關(guān)；4、5. 8SrRNA,是真核生物特有的rRNA,可能與 原核生物的5SrRNA有相似的功能；5、18SrRNA及28SrRNA核糖體功能：1、合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所，選擇對(duì)信息專一的AA-tRNA,容納另一種攜帶肽鏈的 RNA,即肽酰tRNA； 2、核糖體至少包括5個(gè)活性中心，即mRNA結(jié)合部位、結(jié)合或接受AA-tRNA 部位（A位）、結(jié)合或接受肽酰tRNA的部位（P位）、肽?；撇课?、形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)肽 酶中心）。此外，還有負(fù)責(zé)肽鏈延伸的各種延伸因子的結(jié)合位點(diǎn)。核糖體小亞基負(fù)責(zé)對(duì)模板 mRNA進(jìn)行序列特異性識(shí)別，如起始部分的識(shí)別、密碼子與反密碼

42、子的作用等，mRNA的結(jié)合 位點(diǎn)也位于小亞基上；核糖體大亞基負(fù)責(zé)攜帶氨基酸及tRNA的功能，肽鍵的形成、AA-tRNA, 肽酰-tRNA的結(jié)合等，A、P位點(diǎn)、轉(zhuǎn)肽酶中心也主要位于大亞基上。蛋白質(zhì)的生物合成機(jī)制氨基酸的活化氨基酸必須在氨酰-tRNA合成酶（AARS）的作用下生成活化氨基酸AA-tRNA,活化的場(chǎng)所 是細(xì)胞質(zhì)，其中AARS具有三個(gè)位點(diǎn)，分別是tRNA識(shí)別位點(diǎn)、氨基酸識(shí)別位點(diǎn)、校正位點(diǎn)。翻譯的起始作為多肽合成起始信號(hào)的密碼子有兩個(gè)，即甲硫氨酸的密碼子和綴氨酸的密碼子，在大腸桿 菌中，起始密碼子AUG編碼的氨基酸并不是甲硫氨酸本身，而是甲酰甲硫氨酸，起始tRNA 為fMet-tRNAF

43、真核生物無(wú)甲?；鹗及被崾荕et,起始tRNA是Met-tRNA”。第一 步，30S小亞基與翻譯起始因子IF-1和IF-3結(jié)合，通過(guò)SD序列與mRNA模板結(jié)合；第二步, 在IF-2起始因子和GTP的幫助下，fMet-tRNA/,進(jìn)入小亞基的P位，tRNA上的反密碼子與 mRNA上的密碼子配對(duì)；3、帶有tRNA、mRNA和三個(gè)翻譯起始因子的小亞基復(fù)合物與50s大 亞基結(jié)合，GTP水解，釋放翻譯起始因子。肽鏈的延伸（三個(gè)延伸因子）1、后續(xù)AA-tRNA與核糖體結(jié)合：起始復(fù)合物形成以后，第二個(gè)氨酰-tRNA首先與EF-Tu -GTP 形成復(fù)合物，進(jìn)入核糖體A位，水解產(chǎn)生GDP并在EF-Ts的作用

44、下釋放GDP并使EF-Tu 結(jié)合另一分子GTP,進(jìn)入新一輪的循環(huán)；2、肽鍵的生成：在mRNA、氨酰tRNA、核糖體復(fù)合物中，氨酰tRNA占據(jù)A位，fMet-tRNAf 占據(jù)P位，在肽基轉(zhuǎn)移酶的催化下，A位上的氨酰tRNA轉(zhuǎn)移到P位，與fMet-tRNAfW 上的氨基酸生成肽鍵，起始tRNA離開(kāi)核糖體P位；3、移位：核糖體通過(guò)EFY （起移位酶作用）介導(dǎo)的GTP水解所提供的能量向mRNA模板3' 端移動(dòng)一個(gè)密碼子，使二肽基TRNA完全進(jìn)入P位，準(zhǔn)備開(kāi)始新一輪的肽鏈延伸。肽鏈的終止肽鏈延伸過(guò)程中，當(dāng)終止子密碼子出現(xiàn)在核糖體的A位時(shí),沒(méi)有相應(yīng)的AA-tRNA能與其結(jié)合, 而釋放因子（RF）能

45、識(shí)別這些密碼子并與之結(jié)合，水解P位上多肽鏈與tRNA之間的二酯鍵, 然后新生的肽鏈和tRNA從核糖體上釋放，核糖體大小亞基解體，蛋白質(zhì)合成結(jié)束。釋放因 子有兩類(lèi)，I類(lèi)釋放因子識(shí)別終止密碼子，并能催化新合成的多肽鏈從P位點(diǎn)的tRNA中水 解釋放出來(lái)；II類(lèi)釋放因子能在多肽鏈釋放后刺激I類(lèi)釋放因子從核糖體中解離出來(lái)。細(xì)菌 存在三種不同的釋放因子（RF1、RF2、RF3）,真核生物有兩種（eRF1、eRF3）。蛋白質(zhì)前體加工新生的多肽鏈大多數(shù)是沒(méi)有功能的，必須經(jīng)過(guò)加工修飾才能轉(zhuǎn)變成為有活性的蛋白質(zhì)，蛋白 質(zhì)前體的加工主要包括：N端fMet或Met的切除；二硫鍵的形成；特定氨基酸的修飾；新 生肽中非功

46、能片段的切除等。真核生物蛋白質(zhì)翻譯后的加工1、信號(hào)肽的切除：蛋白質(zhì)除游離于胞漿發(fā)揮作用外，還有一部分要分泌到細(xì)胞外和定位于 膜系統(tǒng)中起作用。被運(yùn)輸?shù)亩嚯暮行盘?hào)肽，需要被切除；2、二硫鍵的形成：在mRNA分子 中，沒(méi)有胱氨酸的密碼子，而不少蛋白質(zhì)分子中含有胱氨酸的二硫鍵，它是通過(guò)兩個(gè)半胱氨 酸的疏基氧化而成的，有的在切除肽段前就已形成；3、蛋白質(zhì)的折疊：肽鏈折疊在肽鏈合 成結(jié)束之前就已經(jīng)開(kāi)始，核糖體可以保護(hù)3040個(gè)氨基酸長(zhǎng)的肽鏈，當(dāng)肽鏈從核糖體中暴露 出來(lái)后便開(kāi)始折疊，三級(jí)結(jié)構(gòu)的形成幾乎和肽鏈合成的終止同時(shí)完成，蛋白質(zhì)的折疊是從N 端開(kāi)始的；4、糖基化作用使多肽變成糖蛋白，糖基化作用分為兩類(lèi)

47、，一是N-糖基化，二是 。-糖基化；5、非末端氨基酸的修飾：絲氨酸' 氨酸的磷酸化，賴氨酸、谷氨酸等的甲基化, 谷氨酸和天冬氨酸的峻基化；6、末端修飾：N端Met的切除；7、前體修飾：有些蛋白質(zhì)生 物合成是以前體蛋白質(zhì)或多蛋白質(zhì)形式出現(xiàn)的，經(jīng)過(guò)蛋白酶的切割，稱為較小的活性分子蛋白質(zhì)合成抑制劑主要是一些抗生素，如噫吟霉素、鏈霉素、四環(huán)素、氯霉素、紅霉素等?？股貙?duì)蛋白質(zhì)合 成的抑制作用可能是阻止mRNA與核糖體結(jié)合（氯霉素），或阻止AA-tRNA與核糖體結(jié)合（四 環(huán)素），或干擾AA-tRNA與核糖體結(jié)合而產(chǎn)生誤讀，或作為競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑抑制蛋白質(zhì)合成。 青霉素、四環(huán)素、和紅霉素只與原核細(xì)胞核

48、糖體發(fā)生作用，而氮霉素、噂口令霉素既能與原核 細(xì)胞核糖體結(jié)合又能與真核細(xì)胞核糖體結(jié)合，妨礙細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成，因此前三種抗生素廣 泛被應(yīng)用于人類(lèi)醫(yī)學(xué)蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制信號(hào)肽的特點(diǎn)：1、一般有1015個(gè)疏水氨基酸；2、常常在靠近該序列N-端疏水氨基酸區(qū) 上游帶有1個(gè)或數(shù)個(gè)帶正電荷的氨基酸；3、在其C-末端靠近蛋白酶切割位點(diǎn)處常常帶有數(shù) 個(gè)極性氨基酸，離切割位點(diǎn)最近的那個(gè)氨基酸往往帶有很短的側(cè)鏈信號(hào)肽作用：1、完整的信號(hào)肽是保證蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的必要條件；2、僅有信號(hào)肽不足以保證蛋 白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)生；3、信號(hào)序列的切除并非轉(zhuǎn)運(yùn)所必需的；4、并非所有的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白都有可降解 的信號(hào)肽線粒體蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)特征：1、通過(guò)線

49、粒體膜的蛋白質(zhì)在轉(zhuǎn)運(yùn)之前大多以前體形式存在；2、蛋白質(zhì)通過(guò)線粒體膜 的轉(zhuǎn)運(yùn)是一種需要能量的過(guò)程；3、蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，首先由外膜上的Tom受體復(fù)合蛋白識(shí)別 與Hsp或MSF等分子伴侶相結(jié)合的待轉(zhuǎn)運(yùn)多肽,通過(guò)Tom和T im組成的膜通道進(jìn)入線粒體腔。 所需能量來(lái)自線粒體Hsp70引發(fā)的ATP水解和膜電位差。前導(dǎo)肽的性質(zhì)：帶正電荷的堿性氨基酸（特別是精氨酸）含量比較豐富，分散于不帶電荷的 氨基酸之間；缺少帶負(fù)電荷的酸性氨基酸；羥基氨基酸（特別是絲氨酸）含量較高；有形成 兩親a螺旋結(jié)構(gòu)的能力葉綠體蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)葉綠體多肽在胞質(zhì)中的游離核糖體上合成后脫離核糖體并折疊成具有三級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分 子，多肽上某些

50、特定位點(diǎn)結(jié)合于只有葉綠體膜上才有的特異受體位點(diǎn)。葉綠體定位信號(hào)肽有 兩部分，一是決定蛋白質(zhì)是否進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，二是決定蛋白質(zhì)是否進(jìn)入類(lèi)囊體。蛋白質(zhì)前 體與葉綠體膜上特異性受體結(jié)合，進(jìn)入葉綠體基質(zhì)，第一部分跨膜信號(hào)被切除；在第二部分 信號(hào)肽的引導(dǎo)下，跨過(guò)類(lèi)囊體膜，第二部分信號(hào)肽也被切除，從而成為成熟的葉綠體蛋白質(zhì)。 核定位蛋白的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制NLS：核定位序列大腸桿菌蛋白質(zhì)降解通過(guò)依賴于ATP的蛋白酶（Lon）, Lon蛋白酶每切除一個(gè)肽鍵消耗2分 子ATP；真核生物蛋白質(zhì)的降解依賴于泛蛋白蛋白質(zhì)多亞基形式的優(yōu)點(diǎn)：亞基對(duì)DNA的利用來(lái)說(shuō)是一種經(jīng)濟(jì)的方法；可以減少蛋白質(zhì)合成 過(guò)程中隨機(jī)的錯(cuò)誤對(duì)蛋白質(zhì)活性

51、的影響；活性能夠非常有效和迅速地被打開(kāi)和關(guān)閉。蛋白質(zhì)由二十種氨基酸合成，其中不包括胱氨酸，很多蛋白質(zhì)中都含有二硫鍵，這是蛋白質(zhì) 合成后，通過(guò)兩個(gè)半胱氨酸的氧化作用生成的。（胱氨酸是由兩個(gè)半胱氨酸通過(guò)其側(cè)鏈流基 氧化成二硫鍵后形成的產(chǎn)物）為什么真核生物中轉(zhuǎn)錄與翻譯無(wú)法偶聯(lián)？真核生物mRNA是在細(xì)胞核合成的，而翻譯是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，因此mRNA只有被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì) 胞質(zhì)部分，才能翻譯合成蛋白質(zhì)。真核生物mRNA在開(kāi)始時(shí)是不成熟的hnRNA,需要通過(guò)一 系列加工才能成為成熟的mRNA,這些過(guò)程包括含子剪接、5'端加帽子結(jié)構(gòu)' 3'端加多聚 尾巴等，因此轉(zhuǎn)錄與翻譯無(wú)法偶聯(lián)。蛋白質(zhì)合

52、成中如何保證其魅譯的正確性1、氨基酸與tRNA的專一結(jié)合，保證了 tRNA攜帶正確的氨基酸；2、校正作用：氨酰TRNA 合成酶和tRNA的校正作用；對(duì)占據(jù)核糖體A位的氨酰-tRNA的校對(duì)；變異校對(duì)即基因校 對(duì)與基因間校對(duì)等多種校正作用可保證翻譯的正確；3、攜帶氨基酸的tRNA對(duì)mRNA的 識(shí)別，mRNA上的密碼子與tRNA上的反密碼子的相互識(shí)別；4、起始因子及延長(zhǎng)因子的作 用，起始因子保證了只有起始氨酰-tRNA能進(jìn)入核糖體P位與起始密碼子結(jié)合，延長(zhǎng)因 子的高度專一性，保證了起始tRNA攜帶的fMet不進(jìn)入肽鏈部；5、核糖體三位點(diǎn)模型的E位與A位的影響，可以防止不正確的氨酰-tRNA進(jìn)入A位，

53、從而提高翻譯的正確性原核生物與真核生物蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程的差異1、核糖體不同：原核為70s型，真核為80s型；2、模版不同：原核生物的多為多順?lè)醋樱?而真核生物多為單順?lè)醋樱?、起始氨酰-tRNA不同，原核的是fMet-tRNA： 真核生物是 Met-tRNA； 4、原核生物mRNA上有能與16SrRNA配對(duì)的SD序列，真核生物沒(méi)有；5、原核 生物起始復(fù)合物形成的過(guò)程中，30s小亞基先與翻譯起始因子I FT、IF-3結(jié)合，通過(guò)SD序 列與mRNA模板結(jié)合。而在真核生物翻譯起始過(guò)程中，GTP首先與elF2結(jié)合，增加了 elF2 與起始tRNA的親和力，然后三者結(jié)合成一個(gè)三元復(fù)合物。三元復(fù)合物直接與4

54、0S亞基結(jié)合, 40s亞基-三元復(fù)合物在elF3的存在下與mRNA結(jié)合，由ATP提供能量；6、延伸因子不一樣: 原核生物有三個(gè)延伸因子，EF-Tu、EF-Tsv EF-G,真核生物是EF7和EF-2； 7、終止因子 不同：細(xì)菌有三種分別是RF1、RF2、RF3,真核生物只有一個(gè)eRF。核定位序列的功能【見(jiàn)細(xì)胞總結(jié)】分子生物學(xué)研究法重組DNA實(shí)驗(yàn)中常用的工具酶限制性切酶識(shí)別并在特定位點(diǎn)切開(kāi)DNADNA連接酶通過(guò)磷酸二酯鍵把兩個(gè)或多個(gè)DNA片段連接成一個(gè)DNA分子DNA聚合酶I按5'到3'方向加入核甘酸，補(bǔ)平DNA雙鏈中的缺口反轉(zhuǎn)錄酶按照RNA分子中堿基序列，根據(jù)堿基互補(bǔ)原則合成D

55、NA鏈多核甘酸激酶把磷酸基團(tuán)加到多聚核苦酸鏈的5' -0H末端末端轉(zhuǎn)移酶在雙鏈核酸的3'末端加上多聚單核昔酸DNA外切酶川從DNA鏈的3'末端逐個(gè)切除單核昔酸A噬菌體DNA外切酶從DNA鏈的5'末端逐個(gè)切除單核昔酸堿性磷酸脂酶切除位于DNA鏈5'或3'末端的磷酸基團(tuán)II類(lèi)限制性切酶只由一條肽鏈構(gòu)成，僅需Mg?,，切割DNA特異性最強(qiáng)，且就在識(shí)別位點(diǎn)切斷 DNA,是分子生物學(xué)中應(yīng)用最廣的限制性切酶；I類(lèi)和川類(lèi)限制性切酶由于切割序列是隨機(jī) 的，與識(shí)別序列不統(tǒng)一，因此沒(méi)有什么應(yīng)用價(jià)值。限制性切酶有三種切割方式：對(duì)稱軸5' 側(cè)切割；對(duì)稱軸3

56、9;側(cè)切割；對(duì)稱軸處切割DNA連接酶不能連接兩條單鏈DNA分子或環(huán)化的單鏈DNA分子，被的DNA分子必須是雙螺旋 或雙螺旋DNA分子的一部分。逆轉(zhuǎn)錄酶是一種多功能酶，他具有以RNA為模版的DNA聚合酶活性和以DNA為模板的DNA 聚合酶活性以及RNaseH （降解RNA）、DNA切酶、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶、DNA解鏈酶和tRNA （作為 引物）結(jié)合的活性載體的特點(diǎn)：具有多克隆位點(diǎn)；能自我復(fù)制；基因篩選標(biāo)記；在細(xì)胞穩(wěn)定存在。質(zhì)粒除復(fù)制 起點(diǎn)外還包括以下部分：抗菌素抗性基因；多克隆位點(diǎn)；啟動(dòng)子；前導(dǎo)序列；加尾信號(hào)Southern blotting： DNA 印跡雜交； Northern blottin

57、g： RNA 印跡雜交;Western blotting：蛋白質(zhì)印跡雜交DNA序列分析常用的方法有：Sanger雙脫氧鏈終止法和Maxam-Gi I bert化學(xué)修飾法持家（管家）基因：指對(duì)所以類(lèi)型組織細(xì)胞在任何時(shí)候都需要其表達(dá)的基因，通常都是維持 細(xì)胞基本生存所必須的基因，其表達(dá)常保持在固定水平奢侈基因：只在某些特定細(xì)胞類(lèi)型中表達(dá)或者只在發(fā)育階段的某些時(shí)期表達(dá)的基因重組DNA （基因工程）的主要步驟：目的基因的獲得：目的基因與載體分子在體外進(jìn)行連接 反應(yīng)，形成重組體；將人工重組的DNA分子導(dǎo)入能進(jìn)行正常復(fù)制的寄主細(xì)胞，從而得到復(fù)制; 重組體分子的轉(zhuǎn)化子克隆的選擇和篩選基因組DNA文庫(kù)和cDN

58、A文庫(kù)的構(gòu)建原理、差異及用途基因組DNA文庫(kù)的構(gòu)建：從生物組織細(xì)胞提取出全部DNA將其切成預(yù)期大小的片段，分別與 載體連接，轉(zhuǎn)入受體細(xì)菌或細(xì)胞，形成克隆。這樣每一個(gè)細(xì)胞接受了含有一個(gè)基因組DNA 片段與載體連接的重組DNA分子，而且可以繁殖擴(kuò)增，許多細(xì)胞組成一個(gè)含有基因組各DNA 片段克隆的集合體，就稱為基因組DNA文庫(kù)，如果這個(gè)文庫(kù)足夠大，能包含該生物基因組 DNA全部的序列，就是該生物完整的基因組DNA文庫(kù)。用途：分離特定的基因片段、分析特定基因結(jié)構(gòu)、研究基因表達(dá)調(diào)控、全基因組序列測(cè)定等cDNA文庫(kù)的構(gòu)建:cDNA文庫(kù)是指某生物某發(fā)育時(shí)期所轉(zhuǎn)錄的全部mRNA經(jīng)反轉(zhuǎn)錄形成的cDNA 片段與某種載體連接而形成的克隆的集合。經(jīng)典cDNA文庫(kù)構(gòu)建的基本原理是用Oligo（dT） 作逆轉(zhuǎn)錄引物，或者用隨機(jī)引物，給所合成的cDNA加上適當(dāng)?shù)倪B接接頭，連接到適當(dāng)?shù)妮d 體中獲得文庫(kù)用途：篩選目的基因、大規(guī)模測(cè)序、基因芯片雜交等區(qū)別：1、基因組文庫(kù)包含了所有的基因，而cDNA文庫(kù)只包含表達(dá)的基因，缺乏元和調(diào)節(jié)序 列，因此在研究基因結(jié)構(gòu)時(shí)沒(méi)有多大用處；2、cDNA文庫(kù)代表了 mRNA的來(lái)源，其中一些特 定的一些轉(zhuǎn)錄本豐富而