生物化學(xué) 第10章 遺傳信息的傳遞_第1頁
生物化學(xué) 第10章 遺傳信息的傳遞_第2頁
生物化學(xué) 第10章 遺傳信息的傳遞_第3頁
生物化學(xué) 第10章 遺傳信息的傳遞_第4頁
生物化學(xué) 第10章 遺傳信息的傳遞_第5頁
已閱讀5頁,還剩67頁未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

遺傳信息的傳遞

基因(gene)

DNA分子上為生物活性物質(zhì)編碼的功能片段中心法則(centraldogma)遺傳信息傳遞方向的規(guī)律第1節(jié)DNA的生物合成

DNA的復(fù)制、反轉(zhuǎn)錄、修復(fù)在新合成的子代DNA分子中一條鏈來自親代,而另一條鏈則是新合成的產(chǎn)物,這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制

一、DNA的復(fù)制(一)DNA復(fù)制的方式半保留復(fù)制

semiconservativereplication

AGAACTTAGTCTTGAATCAGAACTTAGTCTTGAATCAGAACTTAGTCTTGAATC親代子代(二)參與DNA復(fù)制的物質(zhì)模板親代DNA的兩條單鏈底物

dATP

、dGTP

、dCTP

、dTTPDNA聚合酶解旋、解鏈酶類引物酶DNA連接酶解旋、解鏈酶類解鏈酶(helicase)解開DNA雙鏈中氫鍵,消耗ATP單鏈DNA結(jié)合蛋白(single-strandedDNA-bindingprotein)與DNA單鏈結(jié)合,維持復(fù)制中模板的單鏈狀態(tài)防止核酸酶對DNA單鏈進(jìn)行水解,保護(hù)單鏈完整拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase)復(fù)制前:松弛DNA超螺旋,克服扭結(jié)現(xiàn)象復(fù)制后:形成超螺旋(需ATP供能)引物酶(primase)DNA復(fù)制時(shí)需要合成一小段RNA作為引物(primer)引物酶催化合成引物合成原料:ATP、GTP、CTP、UTP合成方向5’→3’DNA聚合酶(DNApolymerase)DNA聚合酶的作用特點(diǎn):按堿基互補(bǔ)規(guī)律,以5/→3/方向延伸DNA鏈原核DNA聚合酶①polⅠ:3′→5′外切酶活性,參與DNA修復(fù)校正5′→3′外切酶、聚合酶活性,②polⅡ:功能尚不清楚,聚合酶Ⅰ、III缺失時(shí)暫時(shí)起作用③polⅢ:復(fù)制時(shí)起主要作用的酶具3/-5/核酸外切酶活性,校正作用真核DNA聚合酶α、β、γ、δ、ε五種5′→3′聚合活性α兼有引物酶的作用DNA連接酶(DNAligase)連接DNA的3’-OH和另一DNA鏈的5’-磷酸形成3/,5/-磷酸二酯鍵(三)DNA的復(fù)制過程1、起始階段形成復(fù)制叉引物酶催化合成RNA引物DNA復(fù)制示意圖拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶5/3/3’5’5’單鏈DNA結(jié)合蛋白引物酶RNA引物5’3’3’(三)DNA的復(fù)制過程2、延長階段A--T、G--C堿基配對規(guī)則領(lǐng)頭鏈和隨從鏈岡崎片段DNA復(fù)制示意圖拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶5/3/3/5/3/5/DNA聚合酶Ⅲ單鏈DNA結(jié)合蛋白DNA聚合酶Ⅰ領(lǐng)頭鏈隨從鏈DNA連接酶岡崎片段引物酶RNA引物(三)DNA的復(fù)制過程3、終止階段水解引物DNA連接酶連接缺口二、反轉(zhuǎn)錄(reversetranscription)概念:以RNA為模板合成DNA的過程酶:反轉(zhuǎn)錄酶

以RNA為模板合成DNA

水解RNA-DNA雜交鏈以DNA為模板合成DNA反轉(zhuǎn)錄酶----------------------------------------RNaseH----------------------------------------+----------------------------------------------------------------------------------------------------------------cDNA整合入宿主細(xì)胞DNA分子中病毒RNARNA-cDNA

雜交體cDNA雙股cDNA宿主細(xì)胞DNA分子整合了cDNA的宿主細(xì)胞DNA分子反轉(zhuǎn)錄酶意義:擴(kuò)充了中心法則基因工程重要的工具酶反轉(zhuǎn)錄過程三、DNA的修復(fù)合成

(一)DNA損傷的類型點(diǎn)突變(pointmutation)(堿基錯(cuò)配)轉(zhuǎn)換(transition):AG或CT

顛換(transversion):嘌呤堿嘧啶堿移碼突變(frameshiftmutation)缺失或插入1個(gè)或幾個(gè)核苷酸二聚體形成(二)DNA損傷的修復(fù)光修復(fù)切除修復(fù)重組修復(fù)SOS修復(fù)光修復(fù)紫外輻射DNA鏈上兩個(gè)胸腺嘧啶殘基間形成二聚體光修復(fù)酶切除修復(fù)

主要修復(fù)方式核酸內(nèi)切酶DNApolⅠ,DNAligase重組修復(fù)

見于DNA損傷

范圍較大時(shí)第2節(jié)

RNA的生物合成轉(zhuǎn)錄

生物體以DNA為模板合成RNA的過程一、參與轉(zhuǎn)錄的主要物質(zhì)模板底物RNA聚合酶終止因子轉(zhuǎn)錄模板轉(zhuǎn)錄的模板:某條DNA單鏈中的某一區(qū)段模板鏈:DNA雙鏈中被轉(zhuǎn)錄的那條鏈編碼鏈:與模板鏈對應(yīng)的另一條鏈DNA5′……GGAGTACATGTC…3′(編碼鏈,+,)

3′……CCTCATGTACAG…5′(模板鏈,-,)↓(轉(zhuǎn)錄)5′……GGAGUACAUGUC……3′

mRNA

↓(翻譯)

N……Ala…Val…His…Val…C多肽

5/3/3/5/不對稱轉(zhuǎn)錄:

1、DNA分子上只有一條鏈可轉(zhuǎn)錄2、模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上RNA合成方向:5/→3/不對稱轉(zhuǎn)錄(asymmetrictranscription)底物RNA聚合酶的底物(RNA合成的原料):

ATP、GTP、CTP、UTPRNA聚合酶全酶=核心酶+σ因子二、轉(zhuǎn)錄過程轉(zhuǎn)錄起始2、轉(zhuǎn)錄延長3、轉(zhuǎn)錄終止(原核生物)②催化形成第一個(gè)3/,5/-磷酸二酯鍵(第一個(gè)核苷酸總是GTP或ATP)①σ因子識(shí)別、結(jié)合啟動(dòng)子-10核苷酸——TATAAT(Pribnow盒)富含AT-35核苷酸——TTGACA啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄起始(transcriptioninitiation)核心酶催化按堿基互補(bǔ)配對(A-UT-AC-G)原則沿5/-3/方向延伸RNA鏈2、轉(zhuǎn)錄延長(transcriptionelongation)終止不依賴ρ因子的終止依賴ρ因子的終止terminator3、轉(zhuǎn)錄終止(transcriptiontermination)不依賴ρ因子的終止1、GC豐富,重復(fù)序列2、形成發(fā)夾樣結(jié)構(gòu)依賴ρ因子的終止三、轉(zhuǎn)錄后的加工轉(zhuǎn)錄過程中的5/端加帽與3/端加尾的修飾5’端加帽7-甲基鳥苷三磷酸

3’端加尾多聚腺苷酸非均一核RNA(hnRNA)

:轉(zhuǎn)錄生成的初級(jí)mRNAhnRNA的拼接

切除內(nèi)含子(intron),拼接外顯子(exon)非編碼序列編碼序列(一)mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工(二)tRNA轉(zhuǎn)錄后的加工1、剪切2、堿基的化學(xué)修飾3、添加氨基酸臂(3’端CCA-OH)(三)rRNA前體的加工

DNA和RNA生物合成的比較

復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板

DNA兩條鏈模板鏈原料

dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶產(chǎn)物雙鏈DNAmRNAtRNArRNA配對A-TG-CA-UT-AG-C第3節(jié)

蛋白質(zhì)的生物合成翻譯

生物體以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程一、參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)RNA(mRNAtRNArRNA)原料:氨基酸酶其他因子(蛋白質(zhì)因子、ATP和GTP、無機(jī)離子)

1、mRNA——翻譯的直接模板CAACUGCAGACAUAUAUGAUACAAUUUGAUCAGUAU5/3/-Gln-Leu-Gln-Thr-Tyr-Met-Ile-Gln-Phe-Asp-Gln-Tyr-(一)RNAmRNA分子上沿5/-3/方向,每三個(gè)連續(xù)的核苷酸組成一個(gè)三聯(lián)體,稱密碼子或遺傳密碼共有64種

61種編碼20種氨基酸起始密碼:AUG

編碼甲硫氨酸3種UAA、UAG、UGA終止密碼

遺傳密碼:遺傳密碼表第一堿基(5/-端)第二堿基第三堿基(3/-端)終止終止**在mRNA起始部位的AUG為起始信號(hào)簡并性方向性擺動(dòng)性通用性連續(xù)性遺傳密碼的特點(diǎn)多種密碼子編碼同一種氨基酸同義密碼第1、2位第3位決定密碼的特異性擺動(dòng)方向性:5/——3/擺動(dòng)性:密碼子的第3位和反密碼子的第1位不嚴(yán)格互補(bǔ)通用性:適用于所有物種連續(xù)性:各密碼子連續(xù)無中斷簡并性:擺動(dòng)性沿5/-3/方向連續(xù)閱讀插入堿基缺失堿基移碼突變連續(xù)性:2、tRNA——轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具Ser5’Tyr5’密碼子與反密碼子的配對反密碼子識(shí)別密碼子(tRNA)(mRNA)3、核糖體——蛋白質(zhì)合成的場所rRNA+蛋白質(zhì)核糖體(核蛋白體)大亞基小亞基小亞基結(jié)合mRNAS-D序列5’3’小亞基大亞基P位:結(jié)合肽酰-tRNA的部位A位:結(jié)合氨基酰-tRNA的部位E位:卸載tRNA的排出部位(二)蛋白質(zhì)合成的重要酶類氨基酰-tRNA合成酶轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)位酶(三)其他因子其他蛋白質(zhì)因子:起始因子(IF)延長因子(EF)釋放因子(RF)Mg2+、K+等無機(jī)離子。能源物質(zhì)二、蛋白質(zhì)生物合成的過程mRNA中堿基的排列順序蛋白質(zhì)中的氨基酸的排列順序翻譯起始延長終止進(jìn)位成肽轉(zhuǎn)位

(一)氨基酸的活化氨基酸+ATP+tRNA氨基酰-tRNA合成酶氨基酰-tRNA+AMP+PPi(二)核糖體循環(huán)——起始階段起始復(fù)合體大亞基mRNA甲酰甲硫氨酰-tRNA小亞基IF-1,2,3GTP(二)核糖體循環(huán)——延長階段進(jìn)位成肽轉(zhuǎn)位1、延長因子(EF)、轉(zhuǎn)肽酶、轉(zhuǎn)位酶2、GTP條件:過程:進(jìn)位

延伸因子(EF)催化

GTP供能成肽轉(zhuǎn)肽酶催化轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位酶催化(二)核糖體循環(huán)——終止階段A位上出現(xiàn)終止密碼(UAA、UAG、UGA),在釋放因子(RF)、GTP及轉(zhuǎn)肽酶作用下,多肽鏈水解(三)蛋白質(zhì)生物合成后的加工肽鏈N-端(甲酰甲硫氨酸)的切除個(gè)別氨基酸的化學(xué)修飾羥基化、甲基化

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論