生物化學(xué)-核酸合成

1、生物化學(xué)之生物化學(xué)之核酸的生物合成核酸的生物合成上海理工大學(xué)上海理工大學(xué)醫(yī)療器械與食品學(xué)院醫(yī)療器械與食品學(xué)院任 課 教 師 ： 管 驍任 課 教 師 ： 管 驍本講主要內(nèi)容本講主要內(nèi)容1 1、DNA的生物合成（講授）的生物合成（講授）2 2、RNA的生物合成的生物合成( (自學(xué)為主）自學(xué)為主）1、復(fù)制：復(fù)制：以親代以親代DNA分子的雙鏈為模板，按照堿基分子的雙鏈為模板，按照堿基配對(duì)的原則，合成出與親代配對(duì)的原則，合成出與親代DNA分子相同的兩個(gè)雙鏈分子相同的兩個(gè)雙鏈DNA分子的過(guò)程。分子的過(guò)程。2、轉(zhuǎn)錄：轉(zhuǎn)錄：以以DNA分子中的一條鏈為模板，按堿基配分子中的一條鏈為模板，按堿基配對(duì)的原則，合成

2、出一條與模板對(duì)的原則，合成出一條與模板DNA互補(bǔ)的互補(bǔ)的RNA鏈的過(guò)程鏈的過(guò)程。3、翻譯：翻譯：將將DNA傳遞給傳遞給mRNA 的遺傳信息，根據(jù)核的遺傳信息，根據(jù)核酸鏈上每三個(gè)核苷酸決定一個(gè)氨基酸的三聯(lián)體密碼規(guī)則，酸鏈上每三個(gè)核苷酸決定一個(gè)氨基酸的三聯(lián)體密碼規(guī)則，合成出具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程。合成出具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過(guò)程?；靖拍罨靖拍钪行姆▌t中心法則 19581958年，年，CrickCrick將生物遺傳信息的這將生物遺傳信息的這種種流動(dòng)過(guò)程流動(dòng)過(guò)程稱為稱為分子遺傳的中分子遺傳的中心法則。心法則。D N AR N A蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制復(fù)制？一一、DNA的生物合成的

3、生物合成DNA在復(fù)制時(shí)，以親代在復(fù)制時(shí)，以親代DNA的每一股作模板，合成完全相的每一股作模板，合成完全相同的兩個(gè)雙鏈子代同的兩個(gè)雙鏈子代DNA，每個(gè)，每個(gè)子代子代DNA中都含有一股親代中都含有一股親代DNA鏈，這種現(xiàn)象稱為鏈，這種現(xiàn)象稱為DNA的半保留復(fù)制的半保留復(fù)制(semi-conservative replication)。一、半保留復(fù)制一、半保留復(fù)制按半保留復(fù)制方式，子代按半保留復(fù)制方式，子代DNA與親代與親代DNA的的堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺傳堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺傳信息信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性。，體現(xiàn)了遺傳的保守性。遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)

4、。遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)。半保留復(fù)制的意義半保留復(fù)制的意義1.1. 以四種以四種dNTP為底物為底物2.2. 需要模板指導(dǎo)需要模板指導(dǎo)3.3. 需要有引物需要有引物3 3- -羥基存在羥基存在4.4. DNA鏈的生長(zhǎng)方向是鏈的生長(zhǎng)方向是5 5-3-35. 5. 產(chǎn)物產(chǎn)物DNA的性質(zhì)與模板相同的性質(zhì)與模板相同 二、復(fù)制特點(diǎn)二、復(fù)制特點(diǎn) DNA在復(fù)制時(shí)，需在特定的位點(diǎn)起始，這是一在復(fù)制時(shí)，需在特定的位點(diǎn)起始，這是一些具有特定核苷酸排列順序的片段，即些具有特定核苷酸排列順序的片段，即復(fù)制起復(fù)制起始點(diǎn)始點(diǎn)(origin) 。 在原核生物中，復(fù)制起始點(diǎn)通常為一個(gè)，而在在原核生物中，復(fù)制起始

5、點(diǎn)通常為一個(gè)，而在真核生物中則為多個(gè)。真核生物中則為多個(gè)。 習(xí)慣上把兩個(gè)相鄰習(xí)慣上把兩個(gè)相鄰DNA復(fù)制起始點(diǎn)之間的距離復(fù)制起始點(diǎn)之間的距離（或（或DNA片段）定為一個(gè)片段）定為一個(gè)復(fù)制子復(fù)制子(replicon) 。 復(fù)制子是獨(dú)立完成復(fù)制的功能單位。復(fù)制子是獨(dú)立完成復(fù)制的功能單位。 DNA復(fù)制時(shí)，局部雙螺旋解開(kāi)形成兩條單鏈，復(fù)制時(shí)，局部雙螺旋解開(kāi)形成兩條單鏈，這種叉狀結(jié)構(gòu)稱為這種叉狀結(jié)構(gòu)稱為復(fù)制叉復(fù)制叉。53oriorioriori535533553復(fù)制子復(fù)制子3復(fù)制起始點(diǎn)與復(fù)制子示意圖復(fù)制起始點(diǎn)與復(fù)制子示意圖復(fù)制起始點(diǎn)、復(fù)制子與復(fù)制叉（動(dòng)畫(huà)演示）復(fù)制起始點(diǎn)、復(fù)制子與復(fù)制叉（動(dòng)畫(huà)演示）需需 要

6、要 引引 物物 參與參與DNA復(fù)制的復(fù)制的DNA聚合酶，必須以一段具聚合酶，必須以一段具有有3端自由羥基（端自由羥基（3-OH）的）的RNA作為引物作為引物(primer) ，才能開(kāi)始聚合子代，才能開(kāi)始聚合子代DNA鏈。鏈。 RNA引物的大小，在原核生物中通常為引物的大小，在原核生物中通常為50 100個(gè)核苷酸，而在真核生物中約為個(gè)核苷酸，而在真核生物中約為10個(gè)核苷個(gè)核苷酸。酸。RNA引物的堿基順序，與其模板引物的堿基順序，與其模板DNA的的堿基順序相配對(duì)。堿基順序相配對(duì)。 DNA復(fù)制時(shí)，以復(fù)制起始點(diǎn)復(fù)制時(shí)，以復(fù)制起始點(diǎn)(origin)為中心，為中心，向兩個(gè)方向進(jìn)行解鏈，形成兩個(gè)延伸方向相反

7、向兩個(gè)方向進(jìn)行解鏈，形成兩個(gè)延伸方向相反的復(fù)制叉，稱為雙向復(fù)制的復(fù)制叉，稱為雙向復(fù)制(bidirectional replication)。 但在低等生物中，也可進(jìn)行單向復(fù)制（如滾但在低等生物中，也可進(jìn)行單向復(fù)制（如滾環(huán)復(fù)制）。環(huán)復(fù)制）。雙向復(fù)制雙向復(fù)制 DNA聚合酶只能以聚合酶只能以53方向聚合子代方向聚合子代DNA鏈，即模板鏈，即模板DNA鏈的方向必須是鏈的方向必須是35。 由于由于DNA分子中兩條鏈的走向相反，因此分子中兩條鏈的走向相反，因此當(dāng)分別以兩條親代當(dāng)分別以兩條親代DNA鏈作為模板聚合子代鏈作為模板聚合子代DNA鏈時(shí)，子代鏈的聚合方向也是不同的。鏈時(shí)，子代鏈的聚合方向也是不同的。

8、半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制DNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制3 5 3 5 解鏈方向解鏈方向3 5 3 5 3 5 前導(dǎo)鏈前導(dǎo)鏈(leading strand)滯后鏈滯后鏈(lagging strand) 以以35方向的親代方向的親代DNA鏈作模板的子代鏈在復(fù)鏈作模板的子代鏈在復(fù)制時(shí)基本上是連續(xù)進(jìn)行的，其子代鏈的聚合方向制時(shí)基本上是連續(xù)進(jìn)行的，其子代鏈的聚合方向?yàn)闉?3，這一條鏈被稱為，這一條鏈被稱為前導(dǎo)鏈前導(dǎo)鏈(leading strand)。 以以53方向的親代方向的親代DNA鏈為模板的子代鏈在復(fù)鏈為模板的子代鏈在復(fù)制時(shí)則是不連續(xù)的，其鏈的聚合方向也是制時(shí)則是不連續(xù)的，其鏈的聚合方向也是53

9、，這條鏈被稱為這條鏈被稱為滯后鏈滯后鏈(lagging strand)。 前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制而滯后鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制而滯后鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的的半不連續(xù)性半不連續(xù)性。 由于親代由于親代DNA雙鏈在復(fù)制時(shí)是逐步解開(kāi)的，因雙鏈在復(fù)制時(shí)是逐步解開(kāi)的，因此，滯后鏈的合成也是一段一段的。此，滯后鏈的合成也是一段一段的。DNA在復(fù)在復(fù)制時(shí)，由滯后鏈所形成的一些子代制時(shí)，由滯后鏈所形成的一些子代DNA短鏈稱短鏈稱為為岡崎片段岡崎片段(Okazaki fragment)。 岡崎片段的大小，在原核生物中約為岡崎片段的大小，在原核生物中約為10002000個(gè)核苷酸，而在真核生物中約為個(gè)核苷酸，而

10、在真核生物中約為100個(gè)核個(gè)核苷酸。苷酸。 三、參與三、參與DNA復(fù)制的酶類(lèi)復(fù)制的酶類(lèi) DNA聚合酶聚合酶全稱：全稱：依賴依賴DNA的的DNA聚合酶聚合酶 ( DNA-dependent DNA polymerase, DDDP )簡(jiǎn)稱：簡(jiǎn)稱：DNA-pol活性：活性：1. 53 的聚合酶活性的聚合酶活性 2. 核酸外切酶活性核酸外切酶活性 DNADNA聚合酶的核酸外切酶活性聚合酶的核酸外切酶活性 5 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 5 外切酶活性外切酶活性

11、 5 3 外切酶活性外切酶活性能切除突變的能切除突變的 DNA片段。片段。能辨認(rèn)錯(cuò)配的堿基對(duì)，并將其水解。能辨認(rèn)錯(cuò)配的堿基對(duì)，并將其水解。種類(lèi)和生理功能：種類(lèi)和生理功能： 在原核生物中，目前發(fā)現(xiàn)的在原核生物中，目前發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶有三種，聚合酶有三種，分別命名為分別命名為DNA聚合酶聚合酶（pol ），DNA聚聚合酶合酶（pol ），DNA聚合酶聚合酶（pol ），這三種酶都屬于具有多種酶活性的多功能酶。這三種酶都屬于具有多種酶活性的多功能酶。 參與參與DNA復(fù)制的主要是復(fù)制的主要是pol 和和pol 。 原核生物中的三種原核生物中的三種DNADNA聚合酶聚合酶 在在真核生物真核生物中，目前

12、發(fā)現(xiàn)的中，目前發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶有五種聚合酶有五種:DNA-pol 起始引發(fā)，有引物酶活性。起始引發(fā)，有引物酶活性。參與低保真度的復(fù)制參與低保真度的復(fù)制 。DNA-pol 在線粒體在線粒體DNA復(fù)制中起催化作用。復(fù)制中起催化作用。DNA-pol 延長(zhǎng)子鏈的主要酶，有解螺旋酶活性。延長(zhǎng)子鏈的主要酶，有解螺旋酶活性。DNA-pol 在復(fù)制過(guò)程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺在復(fù)制過(guò)程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口的作用?？诘淖饔谩NA-pol 為了保證遺傳的穩(wěn)定，為了保證遺傳的穩(wěn)定，DNA的復(fù)制必須具有高的復(fù)制必須具有高保真性。保真性。DNA復(fù)制時(shí)的保真性主要與下列因素復(fù)制時(shí)的保真性主要與下列因素有關(guān)：有關(guān)：

13、1遵守嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律；遵守嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律； 2DNA聚合酶在復(fù)制時(shí)對(duì)堿基的正確選擇；聚合酶在復(fù)制時(shí)對(duì)堿基的正確選擇； 3對(duì)復(fù)制過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)行校正。對(duì)復(fù)制過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤及時(shí)進(jìn)行校正。 （二）（二）DNADNA復(fù)制的保真性復(fù)制的保真性(fidelity)(fidelity)：DNA連接酶連接酶 可催化兩段可催化兩段DNADNA片段之間磷酸二酯鍵的形成，而使兩段片段之間磷酸二酯鍵的形成，而使兩段DNADNA連接起來(lái)。連接起來(lái)。DNA 解螺旋酶解螺旋酶 在在ATPATP存在時(shí)使存在時(shí)使DNADNA雙鏈間堿基對(duì)的氫鍵斷裂，以使兩雙鏈間堿基對(duì)的氫鍵斷裂，以使兩 鏈分別作為模板進(jìn)行復(fù)制。

14、每解開(kāi)一對(duì)堿基，需消耗鏈分別作為模板進(jìn)行復(fù)制。每解開(kāi)一對(duì)堿基，需消耗2 2分子分子ATPATP。DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶 引發(fā)酶引發(fā)酶 在在DNADNA模板起始位點(diǎn)，按堿基配對(duì)原則沿模板起始位點(diǎn)，按堿基配對(duì)原則沿5533方向合方向合成成一段一段RNARNA短鏈引物短鏈引物, , 使子代使子代DNADNA鏈能夠開(kāi)始聚合。鏈能夠開(kāi)始聚合。1、Rep蛋白蛋白功能：能使功能：能使DNADNA雙鏈間的氫鍵變?nèi)?，從而使雙鏈分開(kāi)，雙鏈間的氫鍵變?nèi)酰瑥亩闺p鏈分開(kāi)，但無(wú)酶活性。與解鏈酶不是同一種蛋白質(zhì)但無(wú)酶活性。與解鏈酶不是同一種蛋白質(zhì)四、參與四、參與DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)復(fù)制的蛋白質(zhì)2、單鏈結(jié)合蛋白（、單鏈結(jié)

15、合蛋白（SSB） 作用：作用： 與分開(kāi)的兩條與分開(kāi)的兩條DNADNA單鏈結(jié)合，使解開(kāi)雙螺旋單鏈結(jié)合，使解開(kāi)雙螺旋后的后的DNADNA單鏈能夠穩(wěn)定存在，便于以其為模板復(fù)制子代單鏈能夠穩(wěn)定存在，便于以其為模板復(fù)制子代DNADNA； 保護(hù)單鏈保護(hù)單鏈DNADNA，避免核酸酶的降解。，避免核酸酶的降解。 3、引發(fā)體、引發(fā)體 引發(fā)體由引發(fā)前體與引物酶組裝而成。引發(fā)體由引發(fā)前體與引物酶組裝而成。 主要與引物預(yù)合成、復(fù)制起點(diǎn)的識(shí)別等有關(guān)。主要與引物預(yù)合成、復(fù)制起點(diǎn)的識(shí)別等有關(guān)。五、五、 DNA復(fù)制過(guò)程復(fù)制過(guò)程（一）、復(fù)制的起始（一）、復(fù)制的起始 1）解旋解鏈，形成復(fù)制叉：）解旋解鏈，形成復(fù)制叉：由拓?fù)洚悩?gòu)酶

16、和解鏈酶作用，使由拓?fù)洚悩?gòu)酶和解鏈酶作用，使DNADNA的超螺旋及雙螺的超螺旋及雙螺旋結(jié)構(gòu)解開(kāi)，堿基間氫鍵斷裂，形成兩條單鏈旋結(jié)構(gòu)解開(kāi)，堿基間氫鍵斷裂，形成兩條單鏈DNADNA。單鏈。單鏈DNADNA結(jié)合蛋白結(jié)合在兩條單鏈結(jié)合蛋白結(jié)合在兩條單鏈DNADNA上，形成復(fù)制叉。上，形成復(fù)制叉。 2）引發(fā)體組裝：）引發(fā)體組裝：由引發(fā)體識(shí)別復(fù)制起始點(diǎn)，并與其他蛋白因子以及由引發(fā)體識(shí)別復(fù)制起始點(diǎn)，并與其他蛋白因子以及引物酶一起組裝形成引發(fā)體。引物酶一起組裝形成引發(fā)體。 3）引物合成）引物合成在引物酶的催化下，以在引物酶的催化下，以DNADNA為模板，合成一段短的為模板，合成一段短的RNARNA片段，從而獲

17、得片段，從而獲得3-3-端自由羥基（端自由羥基（3-OH3-OH）引物。引物。（二）復(fù)制的延長(zhǎng)（二）復(fù)制的延長(zhǎng) 1、聚合子代、聚合子代DNA：由由DNA聚合酶催化，以聚合酶催化，以35方向的親代方向的親代DNA鏈為模鏈為模板，從板，從53方向方向聚合子代聚合子代DNA鏈。鏈。2、引發(fā)體移動(dòng)：、引發(fā)體移動(dòng)：引發(fā)體向前引發(fā)體向前移動(dòng)，解開(kāi)新的局部雙螺旋，形成新的復(fù)移動(dòng)，解開(kāi)新的局部雙螺旋，形成新的復(fù)制叉，滯后鏈重新合成制叉，滯后鏈重新合成RNA引物引物，繼續(xù)進(jìn)行鏈的延長(zhǎng)。，繼續(xù)進(jìn)行鏈的延長(zhǎng)。（三）（三） 復(fù)制的終止復(fù)制的終止（一）去除引物，填補(bǔ)缺口：（一）去除引物，填補(bǔ)缺口： 復(fù)制過(guò)程中形成的復(fù)制

18、過(guò)程中形成的RNA引物，需由引物，需由RNA酶水解去除；酶水解去除； RNA引物水解后遺留的缺口，由引物水解后遺留的缺口，由DNA聚合酶催化延長(zhǎng)聚合酶催化延長(zhǎng)缺口處的缺口處的DNA，直到剩下最后一個(gè)磷酸酯鍵的缺口。，直到剩下最后一個(gè)磷酸酯鍵的缺口。（二）連接岡崎片段：（二）連接岡崎片段： 在在DNA連接酶的催化下，生成最后一個(gè)磷酸酯鍵，將岡連接酶的催化下，生成最后一個(gè)磷酸酯鍵，將岡崎片段連接起來(lái)，形成完整的崎片段連接起來(lái)，形成完整的DNA長(zhǎng)鏈。長(zhǎng)鏈。 領(lǐng)頭鏈的合成過(guò)程領(lǐng)頭鏈的合成過(guò)程隨從鏈的合成過(guò)程隨從鏈的合成過(guò)程六、六、DNA的損傷與修復(fù)的損傷與修復(fù)一、一、DNA的損傷（突變）的損傷（突變）

19、 由自發(fā)的或環(huán)境的因素引起由自發(fā)的或環(huán)境的因素引起DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)的任何異常的改變稱為的任何異常的改變稱為DNA的損傷的損傷，也稱為，也稱為突突變變（mutation）。）。 常見(jiàn)的常見(jiàn)的DNA的損傷包括堿基脫落、堿基修的損傷包括堿基脫落、堿基修飾、交聯(lián)，鏈的斷裂，重組等。飾、交聯(lián)，鏈的斷裂，重組等。二、突變的意義二、突變的意義（一）突變是進(jìn)化、分化的分子基礎(chǔ)（一）突變是進(jìn)化、分化的分子基礎(chǔ)（二）突變導(dǎo)致基因型改變（二）突變導(dǎo)致基因型改變（三）突變導(dǎo)致死亡（三）突變導(dǎo)致死亡（四）突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)（四）突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)三、引起突變的因素：三、引起突變的因素：1自發(fā)因素：自發(fā)

20、因素：(1)自發(fā)脫堿基自發(fā)脫堿基(2)自發(fā)脫氨基自發(fā)脫氨基(3)復(fù)制錯(cuò)配復(fù)制錯(cuò)配2物理因素：物理因素： 由紫外線、電離輻射、由紫外線、電離輻射、X射線等引起的射線等引起的DNA損傷。損傷。其中，其中，X射線和電離輻射常常引起射線和電離輻射常常引起DNA鏈的斷裂，而鏈的斷裂，而常常引起常常引起的形成，如的形成，如TT，TC，CC等二聚體。這些嘧啶二聚體由于形成了共價(jià)鍵連接的等二聚體。這些嘧啶二聚體由于形成了共價(jià)鍵連接的環(huán)丁烷結(jié)構(gòu)，因而會(huì)引起復(fù)制障礙。環(huán)丁烷結(jié)構(gòu)，因而會(huì)引起復(fù)制障礙。 3化學(xué)因素：化學(xué)因素：(1) 脫氨劑：脫氨劑：如亞硝酸與亞硝酸鹽，可加速C脫氨基生成U，A脫氨基生成H。 (2)

21、烷基化劑：烷基化劑：這是一類(lèi)帶有活性烷基的化合物，可提供甲基或其他烷基，引起堿基或磷酸基的烷基化，甚至可引起鄰近堿基的交聯(lián)。(3) DNA加合劑：加合劑：如苯并芘，在體內(nèi)代謝后生成四羥苯并芘，與嘌呤共價(jià)結(jié)合引起損傷。(4) 堿基類(lèi)似物堿基類(lèi)似物(5) 斷鏈劑斷鏈劑（二）（二）DNA損傷修復(fù)的類(lèi)型：損傷修復(fù)的類(lèi)型： 1光復(fù)活光復(fù)活 光復(fù)活能夠修復(fù)任何嘧啶二聚體的損傷。光復(fù)活能夠修復(fù)任何嘧啶二聚體的損傷。 2轉(zhuǎn)甲基作用轉(zhuǎn)甲基作用 在轉(zhuǎn)甲基酶的催化下，將在轉(zhuǎn)甲基酶的催化下，將DNA上的被修飾上的被修飾的甲基去除。此時(shí)，轉(zhuǎn)甲基酶自身被甲基化而的甲基去除。此時(shí)，轉(zhuǎn)甲基酶自身被甲基化而失活。失活。 3直接

22、連接直接連接 DNA斷裂形成的缺口，可以在斷裂形成的缺口，可以在DNA連接酶連接酶的催化下，直接進(jìn)行連接而封閉缺口。的催化下，直接進(jìn)行連接而封閉缺口。1切除修復(fù)切除修復(fù)由兩種不同的酶來(lái)發(fā)動(dòng)，一種是由兩種不同的酶來(lái)發(fā)動(dòng)，一種是核酸內(nèi)切核酸內(nèi)切酶酶，另一種是，另一種是DNA糖苷酶糖苷酶。2重組修復(fù)重組修復(fù)這是這是DNA的復(fù)制過(guò)程中所采用的一種有差的復(fù)制過(guò)程中所采用的一種有差錯(cuò)的修復(fù)方式。錯(cuò)的修復(fù)方式。 3SOS修復(fù)：修復(fù)： 這是一種在這是一種在DNA分子受到較大范圍損分子受到較大范圍損傷并且使復(fù)制受到抑制時(shí)出現(xiàn)的修復(fù)機(jī)制，傷并且使復(fù)制受到抑制時(shí)出現(xiàn)的修復(fù)機(jī)制，以以SOS借喻細(xì)胞處于危急狀態(tài)。借喻細(xì)

23、胞處于危急狀態(tài)。 二二、RNA的生物合成的生物合成在生物界，在生物界，RNA合成有兩種方式：一是合成有兩種方式：一是DNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的RNA合成，此為生物體內(nèi)的主要合成，此為生物體內(nèi)的主要合成方式。另一種是合成方式。另一種是RNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的RNA合成，合成，此種方式常見(jiàn)于病毒。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的初級(jí)轉(zhuǎn)錄此種方式常見(jiàn)于病毒。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本是本是RNA前體（前體（RNA precursor），需經(jīng)加），需經(jīng)加工過(guò)程（工過(guò)程（processing）方具有生物學(xué)）方具有生物學(xué)活性?；钚?。 反應(yīng)體系：反應(yīng)體系：DNADNA模板模板,NTP,NTP,酶，酶，Mg2+,Mn2+Mg2+,Mn2+，合成方向，

24、合成方向 5353。連接方式。連接方式- 3 , 5- 3 , 5磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄-DNA-DNA片段轉(zhuǎn)錄時(shí)，雙鏈片段轉(zhuǎn)錄時(shí)，雙鏈DNADNA中只有中只有一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板，這種轉(zhuǎn)錄方式稱作一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板，這種轉(zhuǎn)錄方式稱作不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄。模板鏈模板鏈(template strand)(template strand)及反意義鏈及反意義鏈(antisense (antisense strand):strand):指導(dǎo)指導(dǎo)RNARNA合成的合成的DNADNA鏈為模板鏈，又稱反意義鏈。鏈為模板鏈，又稱反意義鏈。編碼鏈編碼鏈(coding

25、strand)(coding strand)及有意義鏈及有意義鏈(sense strand)(sense strand)：不不作為轉(zhuǎn)錄的另一條作為轉(zhuǎn)錄的另一條DNADNA鏈為編碼鏈，又稱有意義鏈。由于鏈為編碼鏈，又稱有意義鏈。由于基因分布于不同的基因分布于不同的DNADNA單鏈中，即某條單鏈中，即某條DNADNA單鏈對(duì)某個(gè)基因單鏈對(duì)某個(gè)基因是模板鏈，而對(duì)另一個(gè)基因則是編碼鏈。是模板鏈，而對(duì)另一個(gè)基因則是編碼鏈。原料：原料：四種磷酸核苷四種磷酸核苷NTP,DNANTP,DNA中的中的T T在在RNARNA合成中變?yōu)楹铣芍凶優(yōu)閁 U 合成過(guò)程合成過(guò)程: :連續(xù)連續(xù)，方向：方向：5 533從頭合成從

26、頭合成,5,5 末端的起始核苷酸常為末端的起始核苷酸常為GTPGTP或或ATPATP1、識(shí)別、識(shí)別 原核生物原核生物RNA聚合酶中的聚合酶中的因子識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，因子識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，并促使核心酶結(jié)合形成全酶復(fù)合物。并促使核心酶結(jié)合形成全酶復(fù)合物。 被辨認(rèn)的區(qū)段就是位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)被辨認(rèn)的區(qū)段就是位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)-35區(qū)的區(qū)的TTGACA序列。序列。 酶與該區(qū)結(jié)合后，即滑動(dòng)至酶與該區(qū)結(jié)合后，即滑動(dòng)至-10區(qū)的區(qū)的TATAATG序序列列（Pribnow盒）盒） ，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。，并啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。 真核生物的轉(zhuǎn)錄起始較為復(fù)雜。目前已知真核生物的轉(zhuǎn)錄起始較為復(fù)雜。目前已知RNA聚合酶聚合酶至少有六種不同的蛋白因

27、子參與至少有六種不同的蛋白因子參與轉(zhuǎn)錄復(fù)合體的形成。這些蛋白因子被稱為轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄復(fù)合體的形成。這些蛋白因子被稱為轉(zhuǎn)錄因子（因子（transcriptional factor, TF)。轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子功功 能能TFA TFB TFD TFETFF穩(wěn)定穩(wěn)定TFD結(jié)合結(jié)合促進(jìn)促進(jìn)pol 結(jié)合結(jié)合辨認(rèn)辨認(rèn)TATA盒盒ATPase 解旋酶解旋酶真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶轉(zhuǎn)錄因子及其功能轉(zhuǎn)錄因子及其功能2、起始、起始 RNA聚合酶全酶促使局部雙鏈解開(kāi)，并聚合酶全酶促使局部雙鏈解開(kāi)，并催化催化ATP或或GTP與另外一個(gè)三磷酸核苷聚與另外一個(gè)三磷酸核苷聚合，形成第一個(gè)合，形成第一個(gè)3,5-磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵。 3、延長(zhǎng)、延長(zhǎng) 因子從全酶上脫離，余下的核心酶繼續(xù)因子從全酶上脫離，余下的核心酶繼續(xù)沿沿DNA鏈移動(dòng)，按照堿基互補(bǔ)原則，不斷鏈移動(dòng)，按照堿基互補(bǔ)原則，不斷聚合聚合RNA。 4、終止、終止 RNA轉(zhuǎn)錄合成的終止機(jī)制有兩種：轉(zhuǎn)錄合成的終止機(jī)制有兩種：1）自動(dòng)終止：）自動(dòng)終止：模