核酸的生物合成詳解

核酸的生物合成詳解演示文稿當(dāng)前1頁，總共91頁。（優(yōu)選）核酸的生物合成當(dāng)前2頁，總共91頁。中心法則大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)DNA和某些病毒的遺傳物質(zhì)RNA，通過復(fù)制把親代的遺傳信息傳遞到子代。DNA中的遺傳信息還可以傳遞到RNA中（轉(zhuǎn)錄），并通過RNA再傳遞到蛋白質(zhì)中（翻譯）。在個別生物中遺傳信息可以由RNA傳遞到DNA，即反轉(zhuǎn)錄。

當(dāng)前3頁，總共91頁。第十四章核酸的生物合成當(dāng)前4頁，總共91頁?；疽螅?/p>

（1）掌握中心法則、DNA復(fù)制的基本過程及參與的酶和蛋白、逆轉(zhuǎn)錄、RNA的轉(zhuǎn)錄及其加工、DNA重組技術(shù)和PCR技術(shù)（2）理解原核與真核生物DNA復(fù)制的差異、核酸合成的抑制劑（3）了解RNA的復(fù)制、突變和修復(fù)的種類、基因工程的應(yīng)用教學(xué)重點及難點：（1）DNA復(fù)制的基本過程及忠實性的保證、逆轉(zhuǎn)錄、RNA的轉(zhuǎn)錄及其加工（2）DNA的重組技術(shù)當(dāng)前5頁，總共91頁。一、DNA的生物合成1.DNA的復(fù)制2.反轉(zhuǎn)錄作用3.DNA的損傷、修復(fù)與突變蛋白質(zhì)翻譯轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制DNARNA當(dāng)前6頁，總共91頁。1.DNA的復(fù)制基因組（genome）：含有一個生物體生存、發(fā)育、活動和繁殖所需要的全部遺傳信息的整套DNA（部分病毒是RNA）。DNA復(fù)制(replication)：在親代雙鏈DNA分子每一條鏈上按堿基互補(bǔ)配對而準(zhǔn)確地合成一條新的互補(bǔ)鏈，結(jié)果生成兩個與親代鏈相同DNA雙鏈的過程。當(dāng)前7頁，總共91頁。1.1DNA半保留復(fù)制復(fù)制過程中雙螺旋解旋并分開，然后以每條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對原則，由DNA聚合酶催化合成新的互補(bǔ)鏈，結(jié)果由一條鏈成為互補(bǔ)的兩條鏈，新形成的兩個DNA分子與原來DNA分子的堿基序列完全相同。由于每個子代DNA的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。當(dāng)前8頁，總共91頁。Meselson&

Stahl1958年利用同位素15N標(biāo)記的大腸桿菌DNA首先證實。DNA的半保留復(fù)制使生物的遺傳特性保持穩(wěn)定性。DNA的半保留復(fù)制的證據(jù)當(dāng)前9頁，總共91頁。1.2DNA半不連續(xù)復(fù)制復(fù)制叉前導(dǎo)鏈、后隨鏈岡崎片段在DNA復(fù)制過程中，前導(dǎo)鏈的連續(xù)復(fù)制和滯后鏈的不連續(xù)復(fù)制，稱為DNA的半不連續(xù)復(fù)制。當(dāng)前10頁，總共91頁。當(dāng)前11頁，總共91頁。1.3大腸桿菌DNA復(fù)制的酶及相關(guān)因子DNA復(fù)制需要：DNA模板，四種dNTP，離子環(huán)境，酶，相關(guān)因子。(1)DNA聚合酶(DNAPolymerases)DNA聚合酶的性質(zhì)：①以dNTP為前體催化合成DNA；②需要模板和引物的存在；③不能起始合成新的DNA鏈；④催化dNTP加到生長中DNA鏈的3’-OH末端；⑤催化DNA合成的方向是5’→3’。當(dāng)前12頁，總共91頁。模板鏈引物鏈（提供一個自由的3’-OH）堿基互補(bǔ)當(dāng)前13頁，總共91頁。

大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ1956年ArthurKornberg發(fā)現(xiàn)（1959年獲諾貝爾獎）100公斤細(xì)菌中得到0.5克純酶。故稱Kornberg酶。全酶:單鏈多肽；109kD；含1個Zn2+；枯草桿菌蛋白酶處理可分解為1大（Klenowfragment）和1小兩個片段。大片段（C端）：具有5′→3′聚合酶活力3′→5′外切酶活力小片段（N端）：具有5′→3′外切酶活力當(dāng)前14頁，總共91頁。DNApolⅠ不是大腸桿菌中DNA復(fù)制的主要酶。體內(nèi)DNA合成速率比純化的DNApolⅠ催化dNTP摻入速率(667nt/min)高20倍；b.大腸桿菌的一個突變株中，DNApolⅠ活力正常，但染色體DNA復(fù)制不正常；c.在一些突變株中,DNApolⅠ活力只是野生型的1%，但DNA復(fù)制正常,而此突變株對輻射和化學(xué)誘變劑卻高度敏感。DNApolⅠ在DNA損傷修復(fù)和切除RNA引物中發(fā)揮作用。當(dāng)前15頁，總共91頁。1970年發(fā)現(xiàn)DNApolⅡ。MW：120KD，DNApolⅡ具5’→3’聚合活性，僅為DNApolⅠ的5%。DNApolⅡ具3’→5’外切酶活性，但無5’→3’外切酶活性。DNApolⅡ缺陷的大腸桿菌突變株的DNA復(fù)制正常。表明DNApolⅡ不是DNA復(fù)制的主要酶，它可能在DNA損傷修復(fù)中起一定作用。大腸桿菌DNA聚合酶Ⅱ當(dāng)前16頁，總共91頁。DNApolⅢ至少以10種亞基組成的復(fù)合物形態(tài)存在。全酶形成一個非對稱的二聚體，含兩個核心酶，這種結(jié)構(gòu)可使兩條新合成的DNA鏈一同被復(fù)制。催化dNTP摻入DNA鏈速率是DNApolⅠ的15倍。其中,,θ三個亞基構(gòu)成核心聚合酶(corepolymerase)。DNApolⅢ具有5’→3’聚合酶活性、3’→5’核酸外切酶活性(

亞基)，但無5’→3’外切酶活性。DNApolⅢ才是大腸桿菌DNA復(fù)制的關(guān)鍵酶。大腸桿菌DNA聚合酶Ⅲ當(dāng)前17頁，總共91頁。大腸桿菌三種DNA聚合酶的比較polIpolIIpolIII分子量103Kd88Kd830Kd每個細(xì)胞的分子數(shù)40010010~20生物學(xué)活性10.05155'→3'聚合酶活性＋＋＋3'→5'外切酶活性＋＋＋5'→3'外切酶活性＋－－功能

校正，修復(fù)，去除RNA引物修復(fù)復(fù)制（5'→3'聚合作用）當(dāng)前18頁，總共91頁。引物酶（又稱DnaG蛋白）作用：以單鏈DNA為模板，利用核糖核苷酸合成RNA作為DNA合成的引物。大腸桿菌引物酶：由大腸桿菌的dnaG基因編碼的1條多肽鏈，MW：60KD，50-100分子/細(xì)胞。引物酶與DnaB、DnaC、DnaT、PriA、PriB、PriC等蛋白組成引發(fā)體才有活性，這種復(fù)合體稱為引發(fā)體。(2)引物酶(Primase)和引發(fā)體(primosome)當(dāng)前19頁，總共91頁。DNA連接酶催化雙鏈DNA中一條鏈上的斷點的共價連接（磷酸二酯鍵的形成）。借助ATP（真核細(xì)胞）或NAD+（大腸桿菌）水解提供能量。兩條鏈必須與同一條互補(bǔ)鏈配對結(jié)合，而且斷點上的3’-OH和5’-磷?；仨毾噜彙NA連接酶催化反應(yīng)可逆。逆反應(yīng)使共價閉環(huán)超螺旋DNA產(chǎn)生有缺口DNA-腺苷酸，生成松弛閉環(huán)DNA。連接酶在DNA復(fù)制、修復(fù)、重組中起重要作用，連接酶有缺陷的突變株不能進(jìn)行DNA復(fù)制、修復(fù)和重組。（3）DNA連接酶(DNAligase)當(dāng)前20頁，總共91頁。(4）DNA解旋酶（Helicase）一般通過水解ATP提供能量將DNA兩條鏈沿5’→3’方向打開(一般與單鏈結(jié)合)。復(fù)制叉當(dāng)前21頁，總共91頁。（5）單鏈結(jié)合蛋白SSB解旋酶沿復(fù)制叉方向推進(jìn)產(chǎn)生一段單鏈區(qū),細(xì)胞內(nèi)有大量ssDNA結(jié)合蛋白(singlestrandDNAbindingprotein,SSB)，這類單鏈結(jié)合蛋白結(jié)合到由解螺旋酶解鏈作用而形成的單鏈DNA上，使其穩(wěn)定下來。

當(dāng)前22頁，總共91頁。（6）拓?fù)洚悩?gòu)酶（DNATopoisomerase）Ⅱ型拓?fù)洚悩?gòu)酶通過斷裂和連接兩條DNA鏈而改變DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，該過程需要水解ATP功能。Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶通過斷裂和連接雙鏈DNA中的一條鏈而改變DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)，該反應(yīng)不需要ATP功能。當(dāng)前23頁，總共91頁。DNA雙鏈′5′3′5′3DNA復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)拓?fù)洚悩?gòu)酶解旋酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶引物酶與引發(fā)體DNA連接酶引物當(dāng)前24頁，總共91頁。拓?fù)洚悩?gòu)酶與DNA雙鏈結(jié)合，解開超螺旋?！?′3′5′3DNA復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)拓?fù)洚悩?gòu)酶解旋酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶DNA連接酶引物引物酶與引發(fā)體當(dāng)前25頁，總共91頁。拓?fù)洚悩?gòu)酶解旋酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶DNA連接酶引物解旋酶解開DNA雙螺旋′5′3′5′3DNA復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)引物酶與引發(fā)體當(dāng)前26頁，總共91頁。單鏈結(jié)合蛋白防止復(fù)螺旋′5′3′5′3DNA復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)拓?fù)洚悩?gòu)酶解旋酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶DNA連接酶引物引物酶與引發(fā)體當(dāng)前27頁，總共91頁。引物酶合成引物′5′3′5′3DNA復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)拓?fù)洚悩?gòu)酶解旋酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶DNA連接酶引物引物酶與引發(fā)體當(dāng)前28頁，總共91頁?！?′3′5′3DNA復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)拓?fù)洚悩?gòu)酶解旋酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶DNA連接酶引物引物酶與引發(fā)體當(dāng)前29頁，總共91頁。1.4原核生物的DNA復(fù)制DNA復(fù)制的起始；DNA鏈的延長；DNA復(fù)制的終止當(dāng)前30頁，總共91頁。當(dāng)前31頁，總共91頁。1.4.1復(fù)制的起始復(fù)制起點（Originofreplication，Ori）復(fù)制泡（replicationbubble）復(fù)制叉（Replicationfork）復(fù)制子（Replicon,復(fù)制單元）—DNA復(fù)制的功能單位，一個復(fù)制子只含一個專一復(fù)制起點和復(fù)制結(jié)束的終點。一個完整的復(fù)制子在一個細(xì)胞周期中只復(fù)制一次。細(xì)菌病毒和線粒體只有單一復(fù)制子。真核生物染色體則有多個復(fù)制子組成。當(dāng)前32頁，總共91頁。當(dāng)前33頁，總共91頁。大腸桿菌復(fù)制的起點由245個bp構(gòu)成，其序列很保守，有兩組短的重復(fù)：

3個13bp的序列和4個9bp的序列當(dāng)前34頁，總共91頁。20個DnaA結(jié)合在四組9bp重復(fù)區(qū)，形成起始復(fù)合物，DNA環(huán)繞此復(fù)合物。三組13bp重復(fù)區(qū)依次變性，產(chǎn)生開放型復(fù)合物。解螺旋酶（DnaB）在DnaC協(xié)助下與開放復(fù)合物結(jié)合，進(jìn)一步解鏈。解鏈時帶來的扭曲張力還需DNA旋轉(zhuǎn)酶（屬DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ）引入負(fù)超螺旋消除。當(dāng)前35頁，總共91頁。單鏈結(jié)合蛋白(SSB）結(jié)合在單鏈區(qū)，阻止復(fù)性和保護(hù)單鏈DNA不被核酸酶降解。引物合成酶（DanG）催化合成最初的RNA引物。引發(fā)體：引物合成酶與各種蛋白質(zhì)因子構(gòu)成的復(fù)合體（引發(fā)體），以DNA為模板合成RNA引物（6-10個堿基）。當(dāng)前36頁，總共91頁。復(fù)制叉拓?fù)洚悩?gòu)酶解螺旋酶引物單鏈結(jié)合蛋白（SSB)引物合成酶引物在DNA聚合酶III的催化下，以脫氧核糖核苷酸為底物，在RNA引物的3′端加上脫氧核糖核苷酸。

1.4.2DNA鏈的延伸當(dāng)前37頁，總共91頁。DNA鏈的延伸以復(fù)制叉向前移動的方向為標(biāo)準(zhǔn)，一條模板鏈?zhǔn)?′5′走向，與之互補(bǔ)的DNA能以5′3′的方向連續(xù)合成，稱為前導(dǎo)鏈（領(lǐng)頭鏈）。另一條模板鏈?zhǔn)?′3′走向，與其互補(bǔ)的DNA也是5′3′方向合成，與復(fù)制叉移動方向正好相反，隨復(fù)制叉的移動，形成許多不連續(xù)的片斷，稱為岡崎片斷。每個岡崎片段的合成也都需要引物。當(dāng)前38頁，總共91頁。復(fù)制體沿著復(fù)制叉方向前進(jìn)，同時進(jìn)行前導(dǎo)鏈和滯后鏈的合成。一分子的DNApolIII.協(xié)同合成前導(dǎo)鏈和滯后鏈，因此滯后鏈必須繞成一個突環(huán)。5’3’3’5’當(dāng)前39頁，總共91頁。E

E.coli有兩個終止區(qū)域，分別結(jié)合專一性的終止蛋白-tus，識別

序列一：terEterDterA

序列二：terFterBterC共6個終止位點。1.4.3DNA合成的終止當(dāng)前40頁，總共91頁。每個區(qū)域只對一個方向的復(fù)制叉起作用Tus蛋白-ter復(fù)合物阻止一個方向的復(fù)制叉前移(通過抑制DNA解旋酶而發(fā)揮終止作用)當(dāng)前41頁，總共91頁。終止兩個復(fù)制叉向前移動，最后在終止區(qū)相遇并停止復(fù)制，由DNA聚合酶Ⅰ填補(bǔ)空隙，最后由連接酶封口。結(jié)果形成兩個DNA雙股螺旋分子。當(dāng)前42頁，總共91頁。原核細(xì)胞DNA的半不連續(xù)復(fù)制復(fù)制過程復(fù)制叉的移動方向拓?fù)洚悩?gòu)酶DNA聚合酶III解旋酶RNA引物引發(fā)體DNA聚合酶ISSB3′3′5′前導(dǎo)鏈隨后鏈3′5′復(fù)制的起始DNA鏈的合成與延長DNA鏈合成的終止5′RNA引物3′3′DNA連接酶當(dāng)前43頁，總共91頁。DNA聚合酶的5’-3’聚合酶活性部位對底物有選擇作用（區(qū)分NTP和dNTP）；具有3?→5?外切酶活性的DNA聚合酶是保證DNA復(fù)制真實性的主要因素；復(fù)制時使用RNA引物而不是DNA引物；具有多種修復(fù)被損壞的DNA的機(jī)制。1.4.4DNA復(fù)制具有高度保真性當(dāng)前44頁，總共91頁。1.5真核細(xì)胞的DNA復(fù)制

真核生物染色體有多個復(fù)制起點，多復(fù)制眼，呈雙向復(fù)制，多復(fù)制子。岡崎片段長約200bp。真核生物DNA復(fù)制速度比原核慢。真核生物染色體在全部復(fù)制完之前起點不再重新開始復(fù)制；而在快速生長的原核中，起點可以連續(xù)發(fā)動復(fù)制。真核生物快速生長時，往往采用更多的復(fù)制起點。真核生物有多種DNA聚合酶。真核生物線性染色體兩端有端粒結(jié)構(gòu)。當(dāng)前45頁，總共91頁。1.5.1染色體復(fù)制真核生物每一個染色體皆含有多個復(fù)制子(replicon).復(fù)制叉前進(jìn)的速度大約只有大腸桿菌的十分之一。當(dāng)前46頁，總共91頁。真核細(xì)胞的DNA聚合酶引物合成修復(fù)作用線粒體DNA的復(fù)制核DNA的復(fù)制修復(fù)作用當(dāng)前47頁，總共91頁。1.5.2端粒的復(fù)制真核生物線狀染色體在復(fù)制最后，5′末端RNA引物被切除后，無法向原核那樣填補(bǔ)空缺，如果沒有特殊的機(jī)制合成末端序列，將造成5′末端序列縮短，染色體就會在細(xì)胞傳代中變得越來越短。端粒（telomere）：指真核細(xì)胞線狀染色體末端的DNA重復(fù)序列及相關(guān)蛋白組成的復(fù)合物。端粒酶（telomerase）：由RNA和蛋白質(zhì)組成的一個復(fù)合物，以端粒酶中的RNA（有特殊的序列）為模板，通過反轉(zhuǎn)錄合成端粒DNA。

當(dāng)前48頁，總共91頁。端粒有兩種功能：①維持染色體的完整性。若無端粒，兩個染色體末端很可能融合一起。②解決末端復(fù)制問題。端粒酶能與端粒作用，延伸其長度。當(dāng)前49頁，總共91頁。1986年，HowardCooke首先注意到，端粒的長度在體細(xì)胞內(nèi)比在生殖細(xì)胞內(nèi)短。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，端粒酶活性在生殖細(xì)胞內(nèi)經(jīng)常被表現(xiàn)出來，所以端粒的長度一直保持在15kb右。端粒酶與老化大多數(shù)體細(xì)胞不制造端粒酶，每次分裂后端粒就變短(大約100bp)。當(dāng)端粒比正常長度短數(shù)千個堿基對，細(xì)胞就不再分裂。所以端粒變短是一種老化的象征。已經(jīng)有實驗證明，將端粒酶加進(jìn)體細(xì)胞，可以增加體細(xì)胞分裂的次數(shù)。癌細(xì)胞的端粒酶活性很強(qiáng)。端粒酶可被應(yīng)用到與老化相關(guān)的疾病。當(dāng)前50頁，總共91頁?？_爾·格雷德（CarolGreider）杰克·紹斯塔克（JackSzostak）伊麗莎白·布萊克本（ElizabethBlackburn）端粒和端粒酶的發(fā)現(xiàn)共獲2009年諾貝生理醫(yī)學(xué)獎當(dāng)前51頁，總共91頁。2.反轉(zhuǎn)錄作用以RNA為模板，按照RNA中的核苷酸順序合成DNA稱為逆轉(zhuǎn)錄，由反轉(zhuǎn)錄酶催化進(jìn)行。1970年Temin和Baltimore同時分別從勞氏肉瘤病毒和小白鼠白血病病毒等致病RNA病毒中分離出逆轉(zhuǎn)錄酶，迄今已知的致癌RNA病毒都含有逆轉(zhuǎn)錄酶。后來在胚胎細(xì)胞和正常細(xì)胞中也分離得到了這種酶，反轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)使中心法則更完善。復(fù)制DNA轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)當(dāng)前52頁，總共91頁。1962年HowardTemin提出假設(shè)。他認(rèn)為致癌RNA病毒含有一種能將RNA轉(zhuǎn)錄成DNA的酶。1970年Temin和DavidBaltimore證實了致癌RNA病毒中有這種酶的存在，因此Temin1975年獲諾貝爾獎。當(dāng)前53頁，總共91頁。多功能的反轉(zhuǎn)錄酶：依賴RNA的DNA聚合酶核糖核酸酶HDNA指導(dǎo)的DNA聚合酶當(dāng)前54頁，總共91頁。RNA進(jìn)入細(xì)胞逆轉(zhuǎn)錄RNA整合入宿主細(xì)胞染色體DNA衣殼被膜逆轉(zhuǎn)錄酶丟失被膜丟失衣殼RNAcDNA逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期當(dāng)致癌RNA病毒侵染宿主細(xì)胞時，病毒RNA及逆轉(zhuǎn)錄酶一起進(jìn)入宿主細(xì)胞，病毒自身帶入的逆轉(zhuǎn)錄酶使RNA逆轉(zhuǎn)錄成雙鏈DNA。轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)譯衣殼蛋白被膜蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶病毒粒子當(dāng)前55頁，總共91頁。3.DNA損傷、修復(fù)和突變3.1DNA的損傷與修復(fù)DNA分子的自發(fā)性損傷(體內(nèi))①DNA復(fù)制中的錯誤②DNA的自發(fā)性化學(xué)變化物理因素引起的DNA損傷（外界）①紫外線引起的DNA損傷②電離輻射引起的DNA損傷化學(xué)因素引起的DNA損傷（外界）①烷化劑對DNA的損傷②堿基類似物、修飾劑對DNA的損傷當(dāng)前56頁，總共91頁。嘧啶二聚體的修復(fù)當(dāng)前57頁，總共91頁。（1）光裂和酶修復(fù)作用:形成酶－DNA復(fù)合物：光復(fù)合酶結(jié)合于損傷部位酶被可見光所激活修復(fù)后釋放酶5'3'5'3'hυ當(dāng)前58頁，總共91頁。（2）切除修復(fù):當(dāng)前59頁，總共91頁。（3）重組修復(fù)（復(fù)制中）:當(dāng)前60頁，總共91頁。3.2DNA突變DNA分子中的核苷酸序列發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，從而導(dǎo)致DNA的復(fù)制以及后來的轉(zhuǎn)錄和翻譯產(chǎn)物隨之發(fā)生變化，表現(xiàn)出異常的遺傳特性，稱為DNA的突變。DNA在復(fù)制的保真度很高，只有10-10-10-9自的錯配率，所以說自然條件下發(fā)生的突變率非常低（自發(fā)突變）。某些物理化學(xué)因素，如紫外線、電離輻射和化學(xué)誘變劑（烷化劑、堿基類似物、嵌入染料）等，可引起突變（誘發(fā)突變）。當(dāng)前61頁，總共91頁。轉(zhuǎn)換野生型基因

-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-顛換堿基對的置換/點突變

-T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C--T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-插入或缺失非3個堿基

-T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入A

-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失T移碼突變當(dāng)前62頁，總共91頁。二、RNA的生物合成蛋白質(zhì)翻譯轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制DNARNA中心法則示意圖？當(dāng)前63頁，總共91頁。轉(zhuǎn)錄是在DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶催化下，按照堿基互補(bǔ)配對的原則，以4種NTP為底物，不需要引物，連續(xù)合成出一條與DNA一條鏈互補(bǔ)的RNA的過程。轉(zhuǎn)錄起始于DNA的特定位點，并在一定位點處終止，此轉(zhuǎn)錄區(qū)域稱為轉(zhuǎn)錄單位。轉(zhuǎn)錄方向-5’-3’轉(zhuǎn)錄起始-啟動子區(qū)控制轉(zhuǎn)錄終止-終止子區(qū)控制1.轉(zhuǎn)錄(transcription)當(dāng)前64頁，總共91頁。當(dāng)前65頁，總共91頁。模板鏈/反義鏈/負(fù)（-）鏈編碼鏈/有義鏈/正（+）鏈編碼鏈上轉(zhuǎn)錄起點標(biāo)記為+1，上游標(biāo)記為負(fù)，下游標(biāo)記為正1.1不對稱轉(zhuǎn)錄當(dāng)前66頁，總共91頁。1.2RNA聚合酶當(dāng)前67頁，總共91頁。大腸桿菌的RNA聚合酶結(jié)構(gòu)復(fù)雜,全酶由5個亞基構(gòu)成α2ββ’

ωσ，還含有兩個Zn2+。α2ββ’為核心酶。NTP結(jié)合部位DNA模板結(jié)合部位β亞基結(jié)合位點帶領(lǐng)核心酶識別啟動子可能參與各亞基組裝成RNA聚合酶當(dāng)前68頁，總共91頁。1.3轉(zhuǎn)錄過程轉(zhuǎn)錄過程分為起始、延伸、終止。當(dāng)前69頁，總共91頁。識別：RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合，DNA鏈的局部打開。起始：DNA模板和RNA堿基配對第一個核苷酸通常是ATP或GTP①RNA合成的起始當(dāng)前70頁，總共91頁。當(dāng)前71頁，總共91頁。②RNA鏈的延伸RNA聚合酶是沿DNA鏈3’→5’方向移動RNA鏈合成方向也是5’→3’RNA聚合酶缺乏核酸外切酶活性，即缺乏校對功能當(dāng)前72頁，總共91頁。③RNA合成的終止基因轉(zhuǎn)錄終點-終止子(terminator)終止子是基因末端終止轉(zhuǎn)錄的特殊信號序列。RNA聚合酶和新合成的RNA從DNA上脫落。當(dāng)前73頁，總共91頁