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文檔簡介
1、關(guān)于核酸的合成 (3)第一張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月RNA的生物合成第二節(jié)第二張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第三張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第四張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月概 念轉(zhuǎn)錄的不對稱性:在RNA的合成中,DNA的二條鏈中僅有一條鏈可作為轉(zhuǎn)錄的模板,即轉(zhuǎn)錄的不對稱性。反義鏈(antisense strand)及模板鏈(template strand) (無意義鏈,負(fù)鏈):在RNA的轉(zhuǎn)錄中,用作模板的DNA鏈。有意義鏈(sense strand)及編碼鏈(coding strand) 或正鏈:在RNA的轉(zhuǎn)錄中,不作為模板的DNA鏈。第
2、五張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第六張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第七張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月RNA聚合酶:大腸桿菌的RNA聚合酶全酶由5種亞基2 組成,因子與其它部分的結(jié)合不是十分緊密,它易于與2分離,沒有、 亞基的酶稱為核心酶只催化鏈的延長,對起始無作用。一、 RNA聚合酶1.第八張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月行使多個功能尋找起始位點選擇NTP檢測終止信號第九張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月 五種亞基的功能分別為: 亞基:與啟動子結(jié)合功能。 亞基:含催化部位,起催化作用,催化形成磷酸二酯鍵。 亞基:在全酶中存在,功能不清楚。
3、亞基:與DNA模板結(jié)合功能。 亞基:識別起始位點。 第十張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月全酶核心酶第十一張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月2.第十二張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第十三張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月 真核細(xì)胞的RNA聚合酶酶類分布產(chǎn)物-鵝膏蕈堿對酶的作用分子量反應(yīng)條件I核仁核質(zhì)核質(zhì)rRNA5.8SrRNA18SrRNA28SrRNAmRNAtRNA 5SrRNA不抑制低濃度抑制高濃度抑制500 000700 000700 000_低離子強度,要求Mg2+或Mn2+高離子強度高Mn2+濃度3.第十四張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6
4、月第十五張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月RNA聚合酶的特點: 反應(yīng)底物-NTP,DNA為模板、Mg2+促進聚合反應(yīng)。RNA聚合酶不需要引物,合成方向53 。4.第十六張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月RNA的轉(zhuǎn)錄過程:(以大腸桿菌為例) 起始位點的識別 轉(zhuǎn)錄起始 鏈的延伸 轉(zhuǎn)錄終止二、RNA的轉(zhuǎn)錄過程第十七張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第十八張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月1、起始位點的識別 體外實驗證明,不含亞基的核心酶會隨機地在一個基因的兩條鏈上啟動,當(dāng)有亞基時就會選擇正確的起點。 亞基起著識別DNA分子上的起始信號(啟動子指RNA聚合酶識別、結(jié)合和
5、開始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列)的作用。第十九張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月起點啟動子區(qū)第二十張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月啟動子區(qū)序列特征起點第二十一張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月識別起點第二十二張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月啟動子的結(jié)構(gòu)至少由三部分組成:AACTGTATATTATTGACATATAAT+1轉(zhuǎn)錄起始點5335 35序列 10序列-35序列提供了RNA聚合酶全酶識別的信號-10序列是酶的緊密結(jié)合位點(富含AT堿基,利于雙鏈打開)第三部分是RNA合成的起始點第二十三張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月同感保守序列第二十四張,PPT共
6、九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月啟動子第二十五張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月啟動子起點第二十六張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月2、轉(zhuǎn)錄起始 RNA聚合酶全酶掃描解鏈區(qū),找到起始點,然后結(jié)合第一個核苷三磷酸。加入的第一個核苷三磷酸常是GTP或ATP,很少是CTP,不用UTP。所形成的啟動子、全酶和核苷三磷酸復(fù)合物稱為三元起始復(fù)合物,第一個核苷三磷酸一旦摻入到轉(zhuǎn)錄起始點, 亞基就會被釋放脫離核心酶。第二十七張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月因子僅與起始有關(guān),RNA的合成一旦開始,便被釋放E-35-10pppG或pppA5533模板鏈(1)原核生物RNA聚合酶第二十八張,
7、PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月RNA聚合酶第一個核苷三磷酸常是GTP或ATP第二十九張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第三十張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月RNA聚合酶因子GTP或ATP第三十一張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月(2)第三十二張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第三十三張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第三十四張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月Pol第三十五張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月Pol所需的蛋白因子第三十六張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月結(jié)合蛋白第三十七張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6
8、月3、RNA鏈的延伸 DNA分子和酶分子發(fā)生構(gòu)象的變化,核心酶與DNA結(jié)合比較松弛,可沿DNA模板移動,并按模板順序選擇下一個核苷酸,將核苷三磷酸加到生長的RNA鏈的3-OH端,催化形成磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄延伸方向從53第三十八張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月核心酶GTP或ATP第三十九張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月核心酶第四十張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月核心酶RNA第四十一張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月延伸第四十二張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月4、轉(zhuǎn)錄終止 在DNA分子上(基因末端)提供轉(zhuǎn)錄停止信號的DNA序列稱為終止子(termina
9、tors),它能使RNA聚合酶停止合成RNA并釋放出RNA。 第四十三張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第四十四張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月需要因子,因子能與RNA聚合酶結(jié)合但不是酶的組分,它的作用是阻止RNA聚合酶向前移動,于是轉(zhuǎn)錄終止,并釋放出已轉(zhuǎn)錄完成的RNA鏈。不依賴于因子。強終止子序列有兩個明顯的特征:( 1 )在終止點之前具有一段富含G-C的回文區(qū)域。(2)富含G-C的區(qū)域之后是一連串的dA堿基序列,它們轉(zhuǎn)錄的RNA鏈的末端為一連串U(連續(xù)6個)。弱終止子:缺少回文結(jié)構(gòu)強終止子:有回文結(jié)構(gòu)第四十五張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月依賴因子的終止因子第四
10、十六張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月因子參與的RNA合成終止第四十七張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月發(fā)夾式結(jié)構(gòu)和寡聚U的共同作用使RNA從三元復(fù)合物中解離出來。第四十八張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月小 結(jié)第四十九張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月三、RNA的復(fù)制1第五十張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第五十一張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月2第五十二張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第五十三張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月兩個階段(1)其單鏈RNA可充當(dāng)mRNA,利用寄主中的核糖體合成外殼蛋白和復(fù)制酶的亞基。(2)復(fù)
11、制酶的亞基可與來自寄主細(xì)胞的亞基自動裝配成RNA復(fù)制酶,可進行RNA的復(fù)制. 3 RNA的復(fù)制第五十四張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月 5 RNA-5 3 3 RNA+釋放釋放35 3 3 5 5 RNA+RNA+RNA-RNA的復(fù)制第五十五張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月 四、RNA的轉(zhuǎn)錄后加工 在細(xì)胞內(nèi),由RNA聚合酶合成的原初轉(zhuǎn)錄物(primary transcript)往往需要一系列的變化,包括鏈的裂解、5和3末端的切除和特殊結(jié)構(gòu)的形成、核苷的修飾、以及拼接和編輯等過程,才轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腞NA分子。此過程總稱為RNA的成熟或稱為RNA的轉(zhuǎn)錄后加工。第五十六張,PPT共
12、九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月加上特殊序列第五十七張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第五十八張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月1、mRNA前體的加工: 原核生物的mRNA轉(zhuǎn)錄后一般不需要加工,轉(zhuǎn)錄的同時即進行翻譯(半壽期短)。 真核生物mRNA(半壽期較長)原初轉(zhuǎn)錄物很大,在加工過程中形成許多分子大小不等的中間物,它們被稱為核內(nèi)不均一RNA(heterogeneous nuclear RNA, hnRNA)第五十九張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第六十張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月加工包括:(1)hnRNA被剪接,把內(nèi)含子(DNA上非編碼序列)轉(zhuǎn)錄序列剪掉
13、,把外顯子(DNA上的編碼序列)轉(zhuǎn)錄序列拼接上(真核生物一般為不連續(xù)基因)。(2)3端添加polyA “尾巴”;(3)5端連接“帽子”結(jié)構(gòu)(m7G5ppp5NmpNp-);(4)分子內(nèi)部的核苷酸甲基化修飾。第六十一張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第六十二張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月【例】剪切內(nèi)含子卵清蛋白第六十三張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第六十四張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月10-30nt切除加尾巴加尾巴AAUAAA第六十五張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月平均半衰期第六十六張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月 2、tRNA前體
14、的加工:原核與真核生物的tRNA轉(zhuǎn)錄后都需要加工。包括:(1)內(nèi)切酶切除前體上3和5端上多余的核苷酸;(2)外切酶逐個在3切去附加序列,進行修剪。(3)3端添加CCAOH序列,由核苷酰轉(zhuǎn)移酶催化。 (4)核苷的一些特定的堿基和戊糖進行修飾。第六十七張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月酵母酪氨酸t(yī)RNA前體的加工早轉(zhuǎn)錄本成熟tRNA加工第六十八張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第六十九張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第七十張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第七十一張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第七十二張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第七十三張
15、,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月tRNA加工過程第七十四張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月P16P23P516S23S5S(一般不含甲基化)28S18S5.8S3、 rRNA前體的加工:45S或38S37S26S17S5.8SrRNA原初轉(zhuǎn)錄物研究四膜蟲rRNA前體的拼接時發(fā)現(xiàn) ribozyme原核:剛轉(zhuǎn)錄的rRNA為30S,先在特定的堿基上進行甲基化(核糖2-羥基)修飾,后逐步裂解(核酸酶的切割)。真核:45S(哺乳動物)、38S(果蠅)、37S(酵母)第七十五張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月原核生物中rRNA前體的加工甲基化作用專一核酸內(nèi)切酶30S前體17StRN
16、A25S專一核酸外切酶16S rRNAtRNA23S rRNA5S rRNA專一核酸外切酶第七十六張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月真核生物rRNA前體加工45s第七十七張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月五、第七十八張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月第七十九張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月吖啶/10-N雜蒽/苯并吡啶第八十張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月END第八十一張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月問答題 1、比較DNA復(fù)制與RNA轉(zhuǎn)錄的異同。 2、比較DNA聚合酶與RNA聚合酶催化作用的異同。3、DNA復(fù)制的高度準(zhǔn)確性是通過什么來實現(xiàn)的?
17、4、肽鏈合成后的加工處理主要有哪些方式?5、何謂基因工程?簡述其基本理論、基本過程及應(yīng)用價值名詞解釋中心法則 半保留復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 反轉(zhuǎn)錄翻譯有意義鏈反意義鏈內(nèi)含子外顯子岡崎片段 突變 第八十二張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月1、下列有關(guān)TATA盒(Hognessbox)的敘述,哪個是正確的: A.它位于第一個結(jié)構(gòu)基因處B.它和RNA聚合酶結(jié)合C.它編碼阻遏蛋白D.它和反密碼子結(jié)合 B 第八十三張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月 2. 轉(zhuǎn)錄需要的原料是: dNTPB. dNDP C. dNMP D. NTP E . NMPD第八十四張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月3、D
18、NA模板鏈為 5-ATTCAG-3 , 其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是: A. 5 -GACTTA-3 B. 5 -CTGAAT-3 C. 5 -UAAGUC-3 D. 5 -CUGAAU-3 D第八十五張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月4、 DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程有許多相同點,下列描述哪項是錯誤的? A.轉(zhuǎn)錄以DNA一條鏈為模板,而以DNA兩條鏈為模板進行復(fù)制 B. 在這兩個過程中合成均為5-3方向 C. 復(fù)制的產(chǎn)物通常情況下大于轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物 D. 兩過程均需RNA引物 D第八十六張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月 5、真核生物的mRNA加工過程中,5端加上( ),在3端加上( ),后者由( )催化。如果被轉(zhuǎn)錄基因是不連續(xù)的,那么,( )一定要被切除,并通過( )過程將( )連接在一起。帽子結(jié)構(gòu)、多聚腺苷酸尾巴、poly(A)聚合酶、內(nèi)含子、拼接、外顯子第八十七張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月6、10位的( )區(qū)和35位的( )區(qū)是RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合位點,能與因子相互識別而具有很高的親和力。 TATA、TTGACA第八十八張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月7、原核生物 RNA 聚合酶核心酶由( )組成,全酶由 ( )組成。2、2第八十九張,PPT共九十三頁,創(chuàng)作于2022年6月8、下面那一項不屬于原核生物mRNA的特征( ) A:半衰期短 B:存在多順反
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