生物化學(xué)-11-遺傳代謝

11-遺傳代謝王強(qiáng)第十一章核酸代謝第十一章核酸代謝第一部分核酸的降解和核苷酸代謝第二部分DNA的復(fù)制和修復(fù)第三部分RNA的生物合成和加工第四部分遺傳密碼，蛋白質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運(yùn)第一節(jié)核酸的降解核酸降解的一般順序1.磷酸二酯酶(核酸酶),將核酸降解為核苷酸2.磷酸單酯酶(核苷酸酶),將核苷酸降解為核苷和磷酸3.核苷水解或核苷磷酸化酶,將核苷降解為含氨堿基第一節(jié)核酸的降解AMP和GMP的降解至尿酸的途徑：

1.AMP和GMP經(jīng)水解除去磷酸分別形成腺苷和鳥(niǎo)苷

2.腺苷經(jīng)腺苷脫氨酶催化脫氨形成次黃嘌呤核苷，同樣AMP也可以在AMP脫氨酶的作用下脫氨生成IMP

3.IMP水解生成次黃嘌呤核苷

4.次黃嘌呤核苷再經(jīng)磷酸解形成次黃嘌呤，鳥(niǎo)苷磷酸解生成鳥(niǎo)嘌呤

5.次黃嘌呤被氧化形成黃嘌呤，然后黃嘌呤氧化形成尿酸。動(dòng)物嘌呤代謝終產(chǎn)物哺乳動(dòng)物（靈長(zhǎng)類除外）、腹足類硬骨魚大多數(shù)魚類、兩棲類、淡水瓣鰓類甲殼類、咸水瓣鰓類尿酸尿囊素尿囊酸尿素氨鳥(niǎo)嘌呤/黃嘌呤靈長(zhǎng)類，短毛狗，鳥(niǎo)類、爬蟲類、軟體動(dòng)物、海鞘類、昆蟲蜘蛛、豬第一節(jié)核酸的降解

嘧啶堿的分解第二節(jié)核苷酸生物合成所有的有機(jī)生物體都能從基本原料合成嘌呤和嘧啶核苷酸---從頭合成。但是大多數(shù)生物也能利用降解產(chǎn)生的和從食物吸收的現(xiàn)成嘌呤和嘧啶合成核苷酸---補(bǔ)救合成?；熕幬锖涂股氐淖饔冒悬c(diǎn)是核苷酸的合成途徑。（一）嘌呤核糖核苷酸的合成123487659（一）嘌呤核糖核苷酸的合成核苷酸的生物合成都是先合成單磷酸核苷酸。各種嘌呤類核苷酸的前體是次黃嘌呤核苷酸(IMP)。而各種嘧啶核苷酸則是從尿嘧啶核苷酸(UMP)衍生出來(lái)的。IMP是由次黃嘌呤堿基和核糖-5-磷酸組成的。UMP是由尿嘧啶堿基和核糖-5-磷酸組成的。IMP和UMP的從頭合成是次黃嘌呤堿基和尿嘧啶堿基的合成。IMP是在核糖-5-磷酸的基礎(chǔ)上合成次黃嘌呤環(huán)結(jié)構(gòu)的，而UMP則是先合成尿嘧啶堿基，然后再連接5-磷酸核糖。但無(wú)論那種連接方式，使用的都是核糖-5-磷酸的活化形式5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。PRPP是在PRPP合成酶催化下由核糖-5-磷酸和ATP合成的。首先核糖-5-磷酸與ATP反應(yīng)，焦磷酸基團(tuán)從ATP轉(zhuǎn)移到核糖-5-磷酸的C-1，形成5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP），是a-構(gòu)型。核糖-5-磷酸來(lái)自戊糖磷酸途徑。（一）嘌呤核糖核苷酸的合成概述1.次黃嘌呤核苷酸的從頭合成

嘌呤核苷酸的從頭合成開(kāi)始于PRPP，產(chǎn)物是次黃嘌呤核苷酸。分兩個(gè)階段,共涉及到10步反應(yīng)。反應(yīng)所用的酶都存在于胞液中。

2.AMP和GMP的生物合成

合成的次黃嘌呤核苷酸可以轉(zhuǎn)換成AMP或GMP，每次轉(zhuǎn)換都需兩步酶促反應(yīng)。3.通過(guò)補(bǔ)救途徑合成嘌呤核苷酸核酸降解形成的大部分嘌呤可以通過(guò)核苷酸合成的補(bǔ)救途徑再循環(huán)。在低濃度的PRPP條件下，補(bǔ)救途徑反應(yīng)比從頭合成途徑反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生。

3.通過(guò)補(bǔ)救途徑合成嘌呤核苷酸PRPP是補(bǔ)救途徑中核糖-5-磷酸的供體，腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化腺嘌呤與PRPP形成AMP和PPi,無(wú)機(jī)焦磷酸酶催化PPi水解，使反應(yīng)不可逆。次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化類似的反應(yīng)，生成IMP和GMP。4.嘌呤核苷酸生物合成的調(diào)節(jié)（二）嘧啶核糖核苷酸的合成嘧啶核苷酸的合成是先形成嘧啶環(huán)，再添加5-磷酸核糖氨甲酰磷酸和天冬氨酸是嘧啶環(huán)6個(gè)碳原子的供體1、尿嘧啶核苷酸(UMP)和胞嘧啶核苷酸(CTP)的從頭合成2.嘧啶補(bǔ)救合成的兩條途徑(三)脫氧核糖核苷酸的合成第十一章核酸代謝第一部分核酸的降解和核苷酸代謝第二部分DNA的復(fù)制和修復(fù)第三部分RNA的生物合成和加工第四部分遺傳密碼，蛋白質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運(yùn)第二部分DNA的復(fù)制和修復(fù)第二部分DNA的復(fù)制和修復(fù)中心法則第二部分DNA的復(fù)制和修復(fù)T4噬菌體DNA大腸桿菌DNA第二部分DNA的復(fù)制和修復(fù)真核細(xì)胞的染色體第二部分DNA的復(fù)制和修復(fù)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制1953年,Watson和Crick提出DNA的半保留復(fù)制機(jī)制1958年,Meselson和Stahl同位素標(biāo)記證明半保留復(fù)制第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制DNA復(fù)制的起點(diǎn)和方式：復(fù)制子(replicon):基因組能進(jìn)行獨(dú)立復(fù)制的單位,含有復(fù)制起點(diǎn)(origin),可能也有復(fù)制終點(diǎn)(terminus)。原核生物的DNA是環(huán)形的，通常具有1個(gè)復(fù)制起點(diǎn)真核生物的DNA是線形的，通常具有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)兩種主要復(fù)制方式雙向復(fù)制：大多數(shù)復(fù)制從起點(diǎn)開(kāi)始向2個(gè)方向同時(shí)復(fù)制，有2個(gè)復(fù)制叉單向復(fù)制：少數(shù)復(fù)制從起點(diǎn)向一個(gè)方向復(fù)制，只有1復(fù)制叉復(fù)制叉第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制單鏈環(huán)狀DNA主要采用滾環(huán)式復(fù)制5′3′3′5′復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制終點(diǎn)第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制不管是DNA還是RNA，核苷酸鏈的合成方向都是5’→3’因此DNA兩條鏈在沿復(fù)制叉移動(dòng)時(shí)，子鏈合成的方向是相反的第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制DNA聚合反應(yīng)總覽第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制DNA復(fù)制的酶系解旋解鏈酶拓?fù)洚悩?gòu)酶(解超螺旋酶)：解開(kāi)DNA超螺旋解鏈酶(解螺旋酶)：解開(kāi)堿基對(duì)之間的氫鍵,形成2股單鏈單鏈DNA結(jié)合蛋白：結(jié)合于單股DNA鏈,阻止DNA復(fù)性引物酶：合成一小段RNA引物,用于DNA聚合酶延長(zhǎng)子鏈DNA聚合酶：在5’端有RNA(或DNA)的前提下,延長(zhǎng)DNA子鏈連接酶：在隨后鏈合成過(guò)程中,將不連續(xù)的DNA子鏈片段連接第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制拓?fù)洚悩?gòu)酶解開(kāi)超螺旋拓?fù)洚悩?gòu)酶I(TopoI)催化DNA鏈的斷裂和重新連接每次只作用于一條鏈，即催化瞬時(shí)的單鏈的斷裂和連接不需要能量拓?fù)洚悩?gòu)酶II(TopoII)能同時(shí)斷裂并連接雙股DNA鏈通常需要能量TopoII有兩個(gè)亞基：①DNA旋轉(zhuǎn)酶，功能為引入負(fù)超螺旋，在原本核生物中發(fā)現(xiàn)②轉(zhuǎn)變超螺旋DNA(正超螺旋和負(fù)超螺旋)成為沒(méi)有超螺旋的松弛形式,在原核生物和真核生物中都有第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制解鏈酶和SSB的作用解鏈酶(helicase,解螺旋酶)：能斷裂互補(bǔ)堿基間的氫鍵，使DNA雙鏈分離形成“復(fù)制叉”。單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB)：結(jié)合于已經(jīng)解開(kāi)的DNA單鏈上，防止雙螺旋再形成(阻止DNA復(fù)性)。第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制引物酶合成RNA引物DNA聚合酶不能從頭合成子鏈，只能延長(zhǎng)子鏈子鏈的合成必須要有現(xiàn)成的5’端核苷酸引物存在引物是由引物酶催化合成,引物酶是一種特殊的RNA聚合酶引物是一小段RNA，在此基礎(chǔ)上，DNA聚合酶延長(zhǎng)子鏈第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制DNA聚合酶延長(zhǎng)子鏈DNA聚合酶不能從頭合成子鏈,只能延長(zhǎng)子鏈DNA聚合酶有多種DNA聚合酶有多種活性第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制在DNA聚合酶的作用下子鏈的正確延長(zhǎng)第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制DNA聚合酶水解引物,并添補(bǔ)縫隙第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制連接酶連接兩個(gè)岡崎片段第一節(jié)DNA的復(fù)制:半保留復(fù)制DNA復(fù)制酶系(小結(jié)）撲異構(gòu)酶、解鏈酶、引物酶、DNA聚合酶和DNA連接酶的綜合作用DNA的復(fù)制過(guò)程復(fù)制的起始DNA解旋、解鏈，形成復(fù)制叉:拓?fù)洚悩?gòu)酶、解鏈酶及單鏈DNA結(jié)合蛋白R(shí)NA引物合成:依賴單鏈模板,由引物酶催化合成一小段RNA引物特點(diǎn):原核環(huán)形DNA通常只有一個(gè)起點(diǎn)，雙向復(fù)制；真核線性DNA通多個(gè)起始點(diǎn)，形成多個(gè)復(fù)制叉復(fù)制的延長(zhǎng)子鏈延長(zhǎng):引物合成后,由poLIII(真核為DNAδ或α)催化,在引物3’-OH末端逐一添加與模板鏈對(duì)應(yīng)互補(bǔ)的脫氧核苷二磷酸半不連續(xù)合成:前導(dǎo)鏈:鏈的延長(zhǎng)方向與解鏈方向相同,為連續(xù)合成滯后鏈:鏈的延長(zhǎng)方向與解鏈方向相反,為不連續(xù)合成(岡崎片段)復(fù)制的終止水解引物及填補(bǔ)空隙連接酶連接岡崎片段形成完整雙鏈DNA分子DNA的復(fù)制導(dǎo)致端粒酶的縮短逆轉(zhuǎn)錄這是一種特殊的DNA復(fù)制方式，主要存在于逆轉(zhuǎn)錄病毒中。逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組是RNA分子，在感染期間，RNA分子可以逆轉(zhuǎn)錄為DNA分子。DNA在轉(zhuǎn)錄生產(chǎn)病毒RNA，或者與宿主DNA分子整合，使病毒潛伏于宿主后代中。將逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA轉(zhuǎn)換成DNA的最關(guān)鍵酶是逆轉(zhuǎn)錄酶。該酶具有RnaseH活性（降解RNA活性）和DNA聚合酶活性。HIV病毒逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程第二節(jié)DNA的損傷修復(fù)DNA分子的自發(fā)性損傷1.堿基錯(cuò)配：盡管DNA聚合酶具有校對(duì)修復(fù)功能，但仍存在極少量的錯(cuò)配2.自發(fā)性化學(xué)變化：堿基異構(gòu)，堿基脫氨基，脫嘌呤與脫嘧叮，堿基修飾，鏈斷裂等物理因素引發(fā)的損傷3.紫外線、電離輻射、DNA鏈斷裂、交聯(lián)化學(xué)因素引發(fā)的損傷4.烷化劑對(duì)DNA的損傷：堿基烷基化、堿基脫落、斷鏈、交聯(lián)5.堿基類似物、修飾劑對(duì)DNA的損傷：人工促突變劑、抗癌藥物，亞硝酸鹽等致癌物第二節(jié)DNA的損傷修復(fù)DNA損傷的后果DNA分子的改變:點(diǎn)突變、缺失、插入、倒位、易位、鏈斷裂DNA損傷的結(jié)果：致死性；喪失某些功能；改變基因型而不改變表現(xiàn)型；發(fā)生了有利于特種生存的結(jié)果，使生物進(jìn)化。DNA的修復(fù)機(jī)制錯(cuò)配修復(fù)：識(shí)別新鏈中的錯(cuò)配堿基，經(jīng)切除后重新合成子鏈片段直接修復(fù)：不切除堿基，用修復(fù)酶直接修復(fù)受損堿基，使之恢復(fù)正常切除修復(fù)：在復(fù)制前對(duì)錯(cuò)誤堿基進(jìn)行切除，然后重新缺口片段重組修復(fù)：在復(fù)制后利用另一模板鏈進(jìn)行重組，互補(bǔ)合成缺口片段SOS修復(fù)：大面積損傷時(shí)修復(fù)機(jī)制，會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤堿基，但能增加存活率第二節(jié)DNA的損傷修復(fù)錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)誤的DNA復(fù)制會(huì)導(dǎo)致新合成的鏈與模板鏈之間的產(chǎn)生錯(cuò)誤的堿基配對(duì)。這樣的錯(cuò)誤可以通過(guò)E.coli中的3個(gè)蛋白質(zhì)(MutS、MutH和MutL)校正。該修復(fù)系統(tǒng)只校正新合成的DNA，因?yàn)樾潞铣蒁NA鏈的GATC序列中的A（腺苷酸殘基）開(kāi)始未被甲基化。GATC中A甲基化與否常用來(lái)區(qū)別新合成的鏈（未甲基化）和模板鏈（甲基化）。這一區(qū)別很重要，因?yàn)樾迯?fù)酶需要識(shí)別兩個(gè)核苷酸殘基中的哪一個(gè)是錯(cuò)配的，否則如果將正確的核苷酸除去就會(huì)導(dǎo)致突變。錯(cuò)配修復(fù)一些蛋白質(zhì)可以識(shí)別和修復(fù)某種損傷的核苷酸和錯(cuò)配的堿基，這些蛋白可以連續(xù)監(jiān)測(cè)DNA。胸腺嘧啶二聚體就可以通過(guò)直接修復(fù)機(jī)制修復(fù)。胸腺嘧啶二聚體是紫外線輻射造成的。在所有原核生物和真核生物中都存在一種光激活酶，在可見(jiàn)光存在下，這種酶可以結(jié)合胸腺嘧啶二聚體引起的扭曲雙螺旋部位，催化兩個(gè)胸腺嘧啶堿基再生，正常的A-T堿基對(duì)重新形成，然后光復(fù)活酶從已修復(fù)好的DNA上脫落。第二節(jié)DNA的損傷修復(fù)切除修復(fù)胸腺嘧啶二聚體這樣的損傷也可以通過(guò)核苷酸切除系統(tǒng)修復(fù)。修復(fù)系統(tǒng)中的主要酶ABC切除核酸酶。首先ABC切除核酸酶從損傷部位的兩側(cè)切去含有損傷的DNA鏈。然后，解旋酶除去內(nèi)切酶切點(diǎn)之間的DNA片段，有時(shí)DNA片段由外切酶降解，產(chǎn)生單鏈缺口。最后,在DNA聚合酶的催化下按照互補(bǔ)鏈填充缺口，切口最后通過(guò)DNA連接酶連接。

第二節(jié)DNA的損傷修復(fù)重組修復(fù)重組修復(fù)第二節(jié)DNA的損傷修復(fù)SOS修復(fù)(應(yīng)急修復(fù))第三節(jié)DNA的突變（一）突變的類型堿基對(duì)的置換(substitution)①堿基種類改變：轉(zhuǎn)換：C與T轉(zhuǎn)換，G與C轉(zhuǎn)換顛換：嘧叮與嘌呤顛換②三聯(lián)體密碼改變錯(cuò)義突變:一種Aa密碼轉(zhuǎn)變成另一種Aa密碼無(wú)義突變：Aa轉(zhuǎn)變?yōu)榻K止密碼移碼突變(frameshiftmutation)：由于堿基的插入，缺失造成閱讀框改變第三節(jié)DNA的突變(二)誘變劑對(duì)DNA的作用1.堿基類似物(baseanalog)2.堿基修飾劑(basemodifier)(二)誘變劑對(duì)DNA的作用3.嵌入染料(intercalatingdye)4.紫外線(vltraviolet)和電離輻射(ionizingradiation)第十一章核酸代謝第一部分核酸的降解和核苷酸代謝第二部分DNA的復(fù)制和修復(fù)第三部分RNA的生物合成和加工第四部分遺傳密碼，蛋白質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運(yùn)第三部分RNA生物合成與加工第三部分RNA生物合成與加工DNA復(fù)制：以DNA為模板合成DNA，遺傳信息自上上代細(xì)胞向下一代細(xì)胞傳遞。轉(zhuǎn)錄：以DNA為模板合成RNA，遺傳信息自DNA轉(zhuǎn)錄至RNA分子。翻譯：以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)，遺傳信息表達(dá)至蛋白質(zhì)。逆轉(zhuǎn)錄：以ＲＮＡ為模板合成ＤＮＡ。（ＲＮＡ病毒、真核細(xì)胞的端粒酶）ＲＮＡ復(fù)制：以ＲＮＡ為模板合成ＲＮＡ。（ＲＮＡ病毒）DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的對(duì)比DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的對(duì)比DNA全程復(fù)制、RNA片段轉(zhuǎn)錄復(fù)制是為了保留物種的全部的遺傳信息,因此是全程復(fù)制而轉(zhuǎn)錄是有選擇的,時(shí)間和空間不同,轉(zhuǎn)錄基因存在差異不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄在DNA雙鏈上，一股鏈可轉(zhuǎn)錄，另一股鏈不轉(zhuǎn)錄模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上3’3’5’5’DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄的對(duì)比DNA復(fù)制時(shí)雙鏈完全解開(kāi)成2條單鏈,兩條鏈均作為模板RNA轉(zhuǎn)錄時(shí)只是DNA雙鏈的局部解開(kāi)，以其中的一條鏈為模板第一節(jié)DNA指導(dǎo)下RNA的合成(轉(zhuǎn)錄)(一)DNA指導(dǎo)RNA聚合酶大腸桿菌(原核生物)RNA聚合酶的核心酶是由5個(gè)蛋白亞基組成的，分別被命名為α2ββ'和ω亞基。其中β亞基是催化亞基。大腸桿菌RNA聚合酶全酶還含有第六個(gè)亞基，稱之σ亞基，與核心的RNA聚合酶瞬時(shí)結(jié)合，其功能是識(shí)別模板上的啟動(dòng)子，使RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合。一旦延伸開(kāi)始，σ亞基就脫離聚合酶。

(一)DNA指導(dǎo)RNA聚合酶

真核生物存在著三種不同的RNA聚合酶：RNA聚合酶I（RNApolI）、RNA聚合酶II（RNApolII）和RNA聚合酶III（RNApolIII）。每一種聚合酶都含有很多亞基。真核生物的RNA聚合酶由8-14個(gè)亞基聚合而成，分子量500kD左右沒(méi)有類似于原核RNA聚合酶的σ識(shí)別亞基真核RNA轉(zhuǎn)錄需轉(zhuǎn)錄因子，啟動(dòng)子和RNA聚合酶構(gòu)成起始復(fù)合體才能進(jìn)行轉(zhuǎn)錄線粒體與葉綠體RNA聚合酶似于細(xì)菌線粒體基因是通過(guò)核編碼的線粒體RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄過(guò)程轉(zhuǎn)錄分為4個(gè)階段：模板識(shí)別、轉(zhuǎn)錄起始、轉(zhuǎn)錄延伸、轉(zhuǎn)錄終止①模板識(shí)別：原核生物：在σ亞基引導(dǎo)下，RNA聚合酶結(jié)合于啟動(dòng)子，局部雙鏈解開(kāi)，形成轉(zhuǎn)錄泡(指DNA雙鏈解旋后形成的大約15個(gè)核苷酸的單鏈區(qū))

真核生物：轉(zhuǎn)錄因子識(shí)別啟動(dòng)子，RNA聚合酶在起點(diǎn)處結(jié)合復(fù)合體②轉(zhuǎn)錄起始在模板鏈上通過(guò)堿基配對(duì)合成最初的RNA鏈③延伸階段

σ亞基脫離，核心酶向前移動(dòng)，RNA鏈延長(zhǎng)，是沿著5ˊ至3ˊ方向進(jìn)行的

④終止階段

RNA聚合酶到達(dá)基因轉(zhuǎn)錄終點(diǎn)

RNA和RNA聚合酶自DNA脫離(二)啟動(dòng)子和轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)子是指RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合和開(kāi)始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。轉(zhuǎn)錄因子是RNA聚合酶起始轉(zhuǎn)錄需要的輔助因子（蛋白質(zhì)），作用：或是識(shí)別DNA的順式作用位點(diǎn)，或是識(shí)別其他因子，或是識(shí)別RNA聚合酶。足跡法測(cè)定啟動(dòng)子（三）終止子和終止因子終止子：提供轉(zhuǎn)錄停止信號(hào)的DNA序列。終止因子(terminationfactor)：協(xié)助RNA聚合酶識(shí)別終止信號(hào)的輔助因子（蛋白質(zhì)）。通讀(readthrough)：有些終止子的作用可被特異的因子所阻止，使酶得以越過(guò)終止子繼續(xù)轉(zhuǎn)錄?？菇K止因子(antiterminationfactor)：引起抗終止作用的蛋白質(zhì)。原核生物有2種終止方式：依賴ρ因子的終止方式和不依賴ρ因子的終止方式（三）終止子和終止因子一種是蛋白依賴性的終止，即一個(gè)終止蛋白ρ與RNA聚合酶復(fù)合體相互作用恰好終止在一個(gè)發(fā)卡環(huán)處，發(fā)卡環(huán)是在新合成的轉(zhuǎn)錄鏈上形成的。蛋白ρ是一個(gè)ATP依賴性的RNA-DNA解旋酶，其功能是破壞了RNA-DNA雜化體，導(dǎo)致延伸復(fù)合體的解離，使合成的RNA鏈釋放出來(lái)。大腸桿菌E.coli（三）終止子和終止因子另一種是蛋白非依賴性的終止作用，其特征是也有一個(gè)類似的發(fā)卡結(jié)構(gòu)，在多數(shù)轉(zhuǎn)錄終止情況下，發(fā)卡下游處的模板鏈上恰好存在一串腺苷酸，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)錄鏈應(yīng)是一串尿苷酸。所以轉(zhuǎn)錄終止也許是當(dāng)延伸復(fù)合體停止在發(fā)卡結(jié)構(gòu)處時(shí)，使得A-U配對(duì)堿基的RNA-DNA雜化體不穩(wěn)定，導(dǎo)致復(fù)合體的解體而終止轉(zhuǎn)錄。大腸桿菌不依賴ρ因子終止不依賴ρ因子和依賴ρ因子終止的區(qū)別(四)RNA生物合成的抑制劑真核生物系統(tǒng)中的基因轉(zhuǎn)錄類似于原核生物的轉(zhuǎn)錄機(jī)制。然而真核生物的轉(zhuǎn)錄更復(fù)雜，這主要是由于遺傳信息量的增加，而且需要有選擇地進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。放線菌素D和利福霉素等一些抗生素是RNA合成的抑制劑。放線菌素D（ActinomycinD）來(lái)自鏈霉菌，它有一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)，可以使它嵌入雙鏈DNA中。放線菌素D中的吩惡嗪酮環(huán)插入到相鄰的G-C堿基對(duì)之間，結(jié)構(gòu)中的環(huán)狀多肽占據(jù)了DNA雙螺旋的空間，阻塞了轉(zhuǎn)錄的延伸。即使在很低的濃度下，放線菌素D都能有效地抑制原核生物和真核生物轉(zhuǎn)錄的延伸過(guò)程。放線菌素D是一個(gè)非常有用的研究轉(zhuǎn)錄過(guò)程的生物化學(xué)工具，因?yàn)樗鼘?duì)DNA復(fù)制或蛋白質(zhì)翻譯的影響很小。向細(xì)胞內(nèi)加入低濃度的放線菌素D，就有可能確定被研究的細(xì)胞過(guò)程是否需要基因轉(zhuǎn)錄。

(四)RNA生物合成的抑制劑利福霉素（Rifamycin）是另一個(gè)非常有用的抗生素，也是從鏈霉菌分離出來(lái)的。利福霉素通過(guò)直接與細(xì)菌中的RNA聚合酶的β亞基結(jié)合來(lái)抑制RNA合成，特異地抑制第一個(gè)磷酸二酯鍵的形成。放線菌素D是抑制轉(zhuǎn)錄的延伸，而不抑制轉(zhuǎn)錄的起始。由于利福霉素不抑制真核生物的RNA聚合酶，所以一個(gè)合成的利福霉素衍生物利福平已用作為臨床的抗結(jié)核菌藥。第二節(jié)RNA的轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄生成的RNA，稱初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物（前體RNA，RNA前體）無(wú)論是原核生物或真核生物，初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物都必須經(jīng)過(guò)一定程度的加工、修飾才能表現(xiàn)其生物學(xué)功能，此過(guò)程稱轉(zhuǎn)錄后加工常見(jiàn)形式是去除或添加核苷酸、剪切拼接等原核生物轉(zhuǎn)錄后加工相對(duì)簡(jiǎn)單原核生物的mRNA通常是邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯，除少數(shù)外，一般不進(jìn)行加工修飾但穩(wěn)定的RNA（tRNA和rRNA）需經(jīng)過(guò)一系列加工才成為活性分子真核生物轉(zhuǎn)錄后加工較復(fù)雜

RNA轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞核內(nèi)，而翻譯在細(xì)胞質(zhì)，因此真核細(xì)胞是先轉(zhuǎn)錄，后翻譯

hnNRA經(jīng)加帽，加尾，切除內(nèi)含子，拼接外顯子才形成mRNARNA還通過(guò)不同的加工方式，表達(dá)不同的信息（一）原核生物中RNA的加工原核生物rRNA前體的加工（一）原核生物中RNA的加工原核生物tRNA前體的加工E.coli的轉(zhuǎn)動(dòng)RNA有60個(gè)基因,其加工包括:內(nèi)切酶在兩端切斷,大腸桿菌RNA酶P是5’成熟酶外切酶從3’修剪,除去附加順序。RNA酶D是3’成熟酶3’端加上CCA-OH,由轉(zhuǎn)運(yùn)RNA核苷酰轉(zhuǎn)移酶催化核苷的修飾:修飾成份包括甲基化堿基和假尿苷,修飾酶具有高度特異性。甲基化對(duì)堿基和序列都有嚴(yán)格要求，一般以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體。真核生物的tRNA加工與大腸桿菌相似。（一）原核生物中RNA的加工原核生物的mRNA前體加工細(xì)菌mRNA多數(shù)不用加工，轉(zhuǎn)錄與翻譯是偶聯(lián)的（邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯）真核生物的確mRNA具有復(fù)雜的加工修飾方式：加帽；加尾；切除內(nèi)含子，拼接外顯子（二）真核生物中RNA的一般加工真核生物rRNA前體的加工小亞基：18SRNA大亞基：28SRNA5.8SRNA5SRNA（二）真核生物中RNA的一般加工真核生物tRNA前體的加工E.coli的轉(zhuǎn)動(dòng)RNA有60個(gè)基因,其加工包括:內(nèi)切酶在兩端切斷,大腸桿菌RNA酶P是5’成熟酶外切酶從3’修剪,除去附加順序.RNA酶D是3’成熟酶3’端加上CCA-OH,由轉(zhuǎn)運(yùn)RNA核苷酰轉(zhuǎn)移酶催化核苷的修飾:修飾成份包括甲基化堿基和假尿苷,修飾酶具有高度特異性。甲基化對(duì)堿基和序列都有嚴(yán)格要求，一般以S-腺苷甲硫氨酸為甲基供體。真核生物的tRNA加工與大腸桿菌相似。（二）真核生物中RNA的一般加工真核生物mRNA前體的一般加工（二）真核生物中RNA的一般加工由hnRNA轉(zhuǎn)變成mRNA的加工過(guò)程包括:①5’端形成特殊的帽子結(jié)構(gòu)(m7G5’ppp5’NmpNp-)，mRNA上的5ˊ帽子對(duì)于蛋白質(zhì)合成的起始是很重要的，同時(shí)它可保護(hù)mRNA轉(zhuǎn)錄不被核酸外切酶降解。②在鏈的3’端切斷并加上多聚腺苷酸(polyA)尾巴③通過(guò)拼接除去由內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來(lái)的序列④鏈內(nèi)部核苷被甲基化：N6-甲基腺嘌呤(m6A)①5’端加帽②3’末端-加尾聚腺苷酸化反應(yīng)是一個(gè)重要的調(diào)節(jié)步驟，因?yàn)榫巯佘账嵛舶偷拈L(zhǎng)度能調(diào)節(jié)mRNA的穩(wěn)定性和翻譯效率。③真核mRNA的剪輯斷裂基因：表達(dá)蛋白質(zhì)的基因中間被一些表達(dá)蛋白質(zhì)的核苷酸序列---插入序列或內(nèi)含子所隔開(kāi)，致使一個(gè)結(jié)構(gòu)基因被斷裂成若干部分，這樣的基因稱斷裂基因。外顯子（exon）：DNA分子中編碼mRNA某一部分序列的區(qū)域，在真核細(xì)胞中，其結(jié)構(gòu)基因一般被若干插入順序（即內(nèi)含子）所隔開(kāi)，被隔開(kāi)的每一部分均稱為外顯子。內(nèi)含子（intron）：通常指基因中能被轉(zhuǎn)錄成前體轉(zhuǎn)錄物，但卻不能成為mRNA組成成分的序列，也稱插入序列或居間序列。原核基因中一般不含內(nèi)含子真核基因均含有數(shù)量不等、大小不一的內(nèi)含子切除內(nèi)含子，拼接外顯子（c）外顯子內(nèi)含子a.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)一mRNA與DNA雜交的電鏡照片b.電鏡照片a的圖解c.mRNA的內(nèi)含子和外顯子圖解第三節(jié)在RNA指導(dǎo)下RNA和DNA的合成---RNA的復(fù)制與逆轉(zhuǎn)錄第十一章核酸代謝第一部分核酸的降解和核苷酸代謝第二部分DNA的復(fù)制和修復(fù)第三部分RNA的生物合成和加工第四部分遺傳密碼，蛋白質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運(yùn)第四部分遺傳密碼，蛋白質(zhì)合成及轉(zhuǎn)運(yùn)概述遺傳中心法則告訴我們，遺傳信息是由DNA傳給mRNA，然后再傳給蛋白質(zhì)，就是說(shuō)蛋白質(zhì)的氨基酸序列是由核酸序列確定的。每一個(gè)密碼子是三聯(lián)體核苷酸序列，都對(duì)應(yīng)一個(gè)氨基酸，所有生物的密碼子是通用的。將mRNA信息翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸序列靠的是具有適配器功能的tRNA，tRNA既含有與密碼子互補(bǔ)的反密碼子，又有能結(jié)合相應(yīng)密碼子指定的氨基酸。概述第一節(jié)蛋白質(zhì)合成的分子基礎(chǔ)（一）mRNA是蛋白質(zhì)合成的模板實(shí)驗(yàn)證明了遺傳密碼是mRNA上3個(gè)連續(xù)的核苷酸殘基構(gòu)成的，稱為三聯(lián)體密碼（tripletcodons）。mRNA分子中每三個(gè)相臨堿基組成一個(gè)密碼子，密碼子分為起始碼、氨基酸碼和終止碼三種。mRNA上的四種堿基可組成64（43）個(gè)密碼子，其中61個(gè)代表不同的氨基酸，其余三個(gè)代表終止信號(hào)。遺傳密碼按5’→3’方向書寫。

起始密碼遺傳密碼的基本特征（1）密碼的基本單位密碼的閱讀方向是5ˊ→3ˊ密碼為不重疊、無(wú)標(biāo)點(diǎn)的三聯(lián)體密碼翻譯時(shí)從起始密碼AUG開(kāi)始確定閱讀框架移碼突變是最嚴(yán)重的突變遺傳密碼的基本特征（2）密碼的簡(jiǎn)并性大多數(shù)氨基酸都存在幾個(gè)密碼，例如Ser就有6個(gè)密碼，Gly有4個(gè)密碼，而Lys有2個(gè)密碼，也就是說(shuō)遺傳密碼具有簡(jiǎn)并性（degenerate）。確定同一個(gè)氨基酸的不同密碼稱為同義密碼（synonymouscodons）。密碼的簡(jiǎn)并性可以減少堿基突變?cè)斐傻挠泻π?yīng)。在標(biāo)準(zhǔn)遺傳密碼表中，只有一個(gè)密碼子的氨基酸是Trp和Met。遺傳密碼的基本特征（3）密碼的變偶性密碼子的專一性基本上取決于前兩位堿基，第三位堿基起的作用有限，在tRNA上的反密碼子與m