生物化學(xué)　DNA復(fù)制　RNA轉(zhuǎn)錄

生物化學(xué)DNA復(fù)制RNA轉(zhuǎn)錄第1頁(yè)/共111頁(yè)教學(xué)大綱了解:真核細(xì)胞與原核細(xì)胞DNA復(fù)制的不同：DNA損傷的類(lèi)型及損傷后的修復(fù)；原核生物轉(zhuǎn)錄的基本過(guò)程；轉(zhuǎn)錄后加工、反轉(zhuǎn)錄和核酶的概念；RNA干擾技術(shù)及基因治療相關(guān)內(nèi)容(加)掌握：DNA合成的方式------半保留復(fù)制；合成特點(diǎn)：半不連續(xù)復(fù)制；DNA復(fù)制的過(guò)程所需要的物質(zhì)(酶，尤其是原核生物-大腸桿菌DNA聚合酶的種類(lèi)及作用，掌握其他(復(fù)制所需要的)酶或蛋白需要名稱(chēng)及種類(lèi)，了解其功能)；掌握原核生物轉(zhuǎn)錄的基本過(guò)程、概念和特點(diǎn)；重點(diǎn)、難點(diǎn)：DNA合成的方式—半保留復(fù)制；DNA復(fù)制的過(guò)程(前導(dǎo)鏈與滯后鏈的合成異同點(diǎn)及所需要的酶)；掌握轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的異同點(diǎn)。RNA剪接及加工過(guò)程(以前是了解內(nèi)容)第2頁(yè)/共111頁(yè)單擊畫(huà)面繼續(xù)DNA轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制RNA蛋白質(zhì)為什么子女與父母非常相象？基因就是指DNA中能編碼蛋白質(zhì)和功能RNA的特定核苷酸序列。第3頁(yè)/共111頁(yè)第一節(jié)DNA的生物合成一、DNA復(fù)制方式二、參與DNA復(fù)制的因子三、DNA復(fù)制過(guò)程四、逆轉(zhuǎn)錄五、DNA損傷的修復(fù)單擊畫(huà)面繼續(xù)第4頁(yè)/共111頁(yè)一、DNA的復(fù)制方式單擊畫(huà)面繼續(xù)

半保留復(fù)制(semiconservativereplication)----在DNA復(fù)制過(guò)程中，雙螺旋結(jié)構(gòu)解開(kāi)而成為單鏈，分別以DNA雙螺旋中的一條鏈為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則合成兩條新的互補(bǔ)鏈。這樣新合成的DNA雙鏈中一股單鏈?zhǔn)菑挠H代完整地接受過(guò)來(lái)的，另一股單鏈完全重新合成。第5頁(yè)/共111頁(yè)DNA半保留復(fù)制的證據(jù)

單擊畫(huà)面繼續(xù)第6頁(yè)/共111頁(yè)幾個(gè)相關(guān)概念：

1.復(fù)制起始點(diǎn)

(origin,ori)

原核生物只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)； 真核生物染色體DNA有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，同時(shí)形成多個(gè)復(fù)制單位，兩個(gè)起始點(diǎn)之間的DNA片段稱(chēng)為復(fù)制子(replicon)。第7頁(yè)/共111頁(yè)

復(fù)制子第8頁(yè)/共111頁(yè)

2.復(fù)制叉

(replicationfork)

復(fù)制時(shí)雙鏈打開(kāi)，分開(kāi)成兩股，新鏈沿 著張開(kāi)的模板生成，復(fù)制中形成的這種Y

字形的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為復(fù)制叉。第9頁(yè)/共111頁(yè)二、原核生物DNA復(fù)制的參與因子1.底物

dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP)2.聚合酶DNA聚合酶I、II、III3.模板單鏈的DNA母鏈4.引物寡核苷酸引物（RNA)5.其他酶和蛋白質(zhì)因子解鏈酶，解旋酶,單鏈結(jié)合蛋白，連接酶

單擊畫(huà)面繼續(xù)第10頁(yè)/共111頁(yè)（一）DNA聚合酶的活性5′至3′的聚合活性5′→3′方向核酸外切酶活性5′→3′外切酶活性3′→5′外切酶活性單擊畫(huà)面繼續(xù)第11頁(yè)/共111頁(yè)5′至3′的聚合活性（5′→3′）單擊畫(huà)面繼續(xù)第12頁(yè)/共111頁(yè)

核酸外切酶活性

3′→5′外切酶活性5′→3′外切酶活性單擊畫(huà)面繼續(xù)第13頁(yè)/共111頁(yè)大腸桿菌DNA聚合酶Ⅲ全酶的結(jié)構(gòu)和功能延長(zhǎng)因子DNA聚合酶Ⅲ兩個(gè)亞基夾住DNADNA聚合酶Ⅲ異二聚體核心酶校對(duì)引物的結(jié)合和識(shí)別促使核心酶二聚化第14頁(yè)/共111頁(yè)（二）DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(解旋酶）既能水解，又能打斷堿基互補(bǔ)配對(duì)的氫鍵拓?fù)涿涪袂袛郉NA雙鏈中的一股拓?fù)涿涪蚯袛郉NA雙鏈

（三）解鏈酶使復(fù)制差前方的雙鏈截開(kāi)一小段（四）單鏈DNA結(jié)合蛋白（SSB）維持模板處于單鏈狀態(tài)保護(hù)單鏈的完整(五)引物酶是RNA聚合酶，合成一段RNA引物

單擊畫(huà)面繼續(xù)第15頁(yè)/共111頁(yè)（六）DNA連接酶（ligase）催化兩段DNA之間的連接單擊畫(huà)面繼續(xù)第16頁(yè)/共111頁(yè)三、DNA的復(fù)制過(guò)程（一）復(fù)制的起始單擊畫(huà)面繼續(xù)（二）復(fù)制的延伸

（三）復(fù)制的終止

第17頁(yè)/共111頁(yè)

1.DNA復(fù)制的起點(diǎn)

原核生物從一個(gè)固定的起始點(diǎn)開(kāi)始，同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行的，稱(chēng)為雙向復(fù)制單擊畫(huà)面繼續(xù)θ復(fù)制原核生物DNA的復(fù)制（一）復(fù)制的起始第18頁(yè)/共111頁(yè)

2.復(fù)制叉的形成復(fù)制叉----復(fù)制開(kāi)始后由于DNA雙鏈解開(kāi)，在兩股單鏈上進(jìn)行復(fù)制，形成在顯微鏡下可看到的叉狀結(jié)構(gòu)。單擊畫(huà)面繼續(xù)第19頁(yè)/共111頁(yè)3.起始的過(guò)程打開(kāi)DNA超螺旋打開(kāi)雙螺旋防止復(fù)螺旋單鏈結(jié)合蛋白解鏈酶引物復(fù)合體引物酶拓?fù)洚悩?gòu)酶合成單擊畫(huà)面繼續(xù)第20頁(yè)/共111頁(yè)DNA復(fù)制起始的過(guò)程拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物DNA雙鏈′5′3′5′3單擊畫(huà)面繼續(xù)第21頁(yè)/共111頁(yè)拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物DNA復(fù)制起始的過(guò)程拓?fù)洚悩?gòu)酶與DNA雙鏈結(jié)合，解開(kāi)超螺旋?！?′3′5′3單擊畫(huà)面繼續(xù)第22頁(yè)/共111頁(yè)拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物DNA復(fù)制起始的過(guò)程解鏈酶解開(kāi)DNA雙螺旋′5′3′5′3單擊畫(huà)面繼續(xù)第23頁(yè)/共111頁(yè)拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物單鏈結(jié)合蛋白防止復(fù)螺旋′5′3′5′3單擊畫(huà)面繼續(xù)DNA復(fù)制起始的過(guò)程第24頁(yè)/共111頁(yè)拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物DNA復(fù)制起始的過(guò)程引物酶合成引物′5′3′5′3單擊畫(huà)面繼續(xù)第25頁(yè)/共111頁(yè)二、DNA復(fù)制的延伸單擊畫(huà)面繼續(xù)1.DNA聚合酶把新生鏈的第一個(gè)脫氧核苷酸加到引物的3′-OH上，開(kāi)始新生鏈的合成過(guò)程。AG

T

AC

TA

A

T

DNA聚合酶ACGACGTT引物第26頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

AGCGACGGTTTT

組成

DNA的脫氧核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來(lái)單擊畫(huà)面繼續(xù)3′,5′-磷酸二酯鍵引物第27頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGTTTTA單擊畫(huà)面繼續(xù)引物第28頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGTTGTTA單擊畫(huà)面繼續(xù)引物第29頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGTGTTAA單擊畫(huà)面繼續(xù)引物第30頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGTTAAT單擊畫(huà)面繼續(xù)引物第31頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGTTAATA單擊畫(huà)面繼續(xù)引物第32頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGTTAATAT單擊畫(huà)面繼續(xù)引物第33頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGTTAATATC單擊畫(huà)面繼續(xù)引物第34頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GGCGGTTAATATCDNA模板鏈單擊畫(huà)面繼續(xù)DNA新鏈引物第35頁(yè)/共111頁(yè)單擊畫(huà)面繼續(xù)DNA聚合酶DNA聚合酶2.岡崎片段岡崎片段岡崎用電子顯微鏡看到了DNA復(fù)制過(guò)程中出現(xiàn)一些不連續(xù)片段，這些不連續(xù)片段只存在與DNA復(fù)制叉上其中的一股。后來(lái)就把這些不連續(xù)的片段稱(chēng)為岡崎片段。第36頁(yè)/共111頁(yè)3.半不連續(xù)復(fù)制領(lǐng)頭鏈隨從鏈岡崎片段5′3′′5′3單擊畫(huà)面繼續(xù)半不連續(xù)復(fù)制

DNA復(fù)制時(shí),一條鏈?zhǔn)沁B續(xù)的,另一條鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)的,稱(chēng)為半不連續(xù)復(fù)制。第37頁(yè)/共111頁(yè)三復(fù)制的終止復(fù)制有終止信號(hào)polⅠ5′→3′外切酶活性水解引物polⅠ聚合活性填補(bǔ)空隙DNA連接酶連接缺口。單擊畫(huà)面繼續(xù)第38頁(yè)/共111頁(yè)大腸桿菌三種DNA聚合酶比較DNA聚合酶Ⅱ分子量每個(gè)細(xì)胞的分子統(tǒng)計(jì)數(shù)5′-3′聚合酶作用3′-5′核酸外切酶作用5′-3′核酸外切酶作用轉(zhuǎn)化率DNA聚合酶Ⅰ109，000400+++1120，000100++-0.05400，00010-20++-50比較項(xiàng)目DNA聚合酶III切除引物修復(fù)修復(fù)復(fù)制功能

1999年發(fā)現(xiàn)聚合酶和，它們涉及DNA的錯(cuò)誤傾向修復(fù)（erroounerepair）第39頁(yè)/共111頁(yè)DNA忠實(shí)性的保障1、堿基的配對(duì)規(guī)律：模板鏈與新生鏈之間的堿基配對(duì)保證堿基配錯(cuò)幾率約為1/104～1/105。2、DNA聚合酶的3’→5’外切酶活性的校對(duì)功能，使堿基的錯(cuò)配幾率又降低100～1000倍。3、復(fù)制中的即時(shí)校讀功能。4起始時(shí)以RNA作為引物第40頁(yè)/共111頁(yè)復(fù)制的忠實(shí)性

DNA復(fù)制過(guò)程是一個(gè)高度精確的過(guò)程，據(jù)估計(jì)，大腸桿菌DNA復(fù)制5109堿基對(duì)僅出現(xiàn)一個(gè)誤差，保證復(fù)制忠實(shí)性的原因主要有以下三點(diǎn):DNA聚合酶的高度專(zhuān)一性（嚴(yán)格遵循堿基配對(duì)原則，但錯(cuò)配率為710-6

）

DNA聚合酶的校對(duì)功能（錯(cuò)配堿基被3’-5’

外切酶切除）第41頁(yè)/共111頁(yè)DNA聚合酶的校對(duì)功能

5′-核酸外切酶3′-核酸外切酶裂縫聚合中心裂縫內(nèi)部第42頁(yè)/共111頁(yè)DNA聚合酶的校對(duì)功能聚合酶錯(cuò)配鹼基復(fù)制方向正確核苷酸5′5′5′3′3′3′切除錯(cuò)配核苷酸第43頁(yè)/共111頁(yè)起始時(shí)以RNA作為引物的作用

DNA復(fù)制為什么要合成一個(gè)RNA引物，而后又把這個(gè)引物消除呢？這是保證DNA聚合過(guò)程高度精確的又一措施。已知DNA聚合酶具有35外切酶功能校對(duì)復(fù)制過(guò)程中的核苷酸，也就是說(shuō)聚合酶在開(kāi)始形成一個(gè)新的磷酸二酯鍵前，總是檢查前一個(gè)堿基是否正確，這就決定了它不能從頭開(kāi)始合成。因此先合成一條低忠實(shí)性的多核苷酸來(lái)開(kāi)始DNA的合成，并以核糖核苷酸來(lái)表示是“暫時(shí)”的，當(dāng)DNA開(kāi)始聚合以后再以53外切酶的功能切除，以高忠實(shí)性的脫氧核苷酸取而代之，確保復(fù)制的忠實(shí)性。第44頁(yè)/共111頁(yè)領(lǐng)頭鏈隨從鏈岡崎片段5′3′′5′3拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶引物酶及引發(fā)體DNA連接酶引物課堂小結(jié)第45頁(yè)/共111頁(yè)三、真核DNA的復(fù)制合成真核DNA的合成的基本過(guò)程類(lèi)似于原核DNA，不同之處：

多復(fù)制起點(diǎn)至少有五種聚合酶αβγδε

端粒的復(fù)制依賴于端粒酶真核生物DNA聚合酶

αβγδε亞基數(shù)44425分子量（KD)＞25036-38160-300170256細(xì)胞內(nèi)定位核核線粒體核核5′→3′聚合活性＋＋＋＋＋3′→5′外切活性－－－－－

功能復(fù)制、引發(fā)修復(fù)復(fù)制復(fù)制復(fù)制第46頁(yè)/共111頁(yè)第47頁(yè)/共111頁(yè)DNA復(fù)制過(guò)程第48頁(yè)/共111頁(yè)真核生物DNA復(fù)制叉結(jié)構(gòu)示意圖第49頁(yè)/共111頁(yè)端粒酶（telomerase）

DNA復(fù)制需要引物，但在線形DNA分子末端不可能通過(guò)正常的機(jī)制在引物被降解后合成相應(yīng)的片段.如果沒(méi)有特殊的機(jī)制合成末端序列，染色體就會(huì)在細(xì)胞傳代中變得越來(lái)越短。這一難題是通過(guò)端粒酶的發(fā)現(xiàn)才得到了澄清，端粒酶是一種含RNA的蛋白復(fù)合物，實(shí)質(zhì)上是一種逆轉(zhuǎn)錄酶，它能催化互補(bǔ)于RNA模板的DNA片段的合成，使復(fù)制以后的線形DNA分子的末端保持不變。

初步研究表明，人體中生殖細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度保持不變，而體細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度則隨個(gè)體的老化而逐步縮短。對(duì)此的一個(gè)推論是：人的生殖細(xì)胞具端粒酶的活力，體細(xì)胞則否。這一問(wèn)題的解決無(wú)疑會(huì)有助于對(duì)生命衰老的認(rèn)識(shí)。5′3′AAAACCCCAAAACCCCCCA端粒酶第50頁(yè)/共111頁(yè)端粒合成的一種模型3′5′TTTTGGGGTTTTG5′3′AAAACCCCAAAACCCCCCAAA3′5′TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG5′3′AAAACCCCAAAACCCCCCAAATTGGGTGGGT3′5′AATTTTG5′3′AAAACCCCAAAACCCCCCAGTTTTG整合和雜交移位和再雜交端粒合成的完成TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTGGGGTTTT5′3′nAA3′TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTGGGGT5′3′TTCCCCTnAA3′TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTGGGGT5′3′TTAAAACCCCAAAACCCCAAAACCCCTn進(jìn)一步加工繼續(xù)延伸第51頁(yè)/共111頁(yè)真核和原核DNA細(xì)胞復(fù)制比較第52頁(yè)/共111頁(yè)四、逆轉(zhuǎn)錄1、逆轉(zhuǎn)錄：是以RNA為模板合成DNA的過(guò)程。2、逆轉(zhuǎn)錄酶：是一種以RNA為模板的DNA聚合酶。沒(méi)有3’5’外切酶的活性，所以沒(méi)有校對(duì)功能，逆轉(zhuǎn)錄的錯(cuò)配率高。第53頁(yè)/共111頁(yè)五、DNA的損傷修復(fù)突變可分為：自發(fā)突變、人工誘變突變的意義突變是進(jìn)化、分化的分子基礎(chǔ)只有基因型改變的突變致死性的突變突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)DNA

的損傷也稱(chēng)突變，是指DNA分子上堿基的改變。第54頁(yè)/共111頁(yè)二、引發(fā)突變的因素

誘變因素及突變類(lèi)型第55頁(yè)/共111頁(yè)三、突變分子改變的類(lèi)型錯(cuò)配（點(diǎn)突變）一個(gè)堿基改變?nèi)笔А⒉迦牒涂蛞仆蛔兤尾迦牖蛉笔е嘏泡^大片段重組或重排第56頁(yè)/共111頁(yè)四、損傷的修復(fù)損傷--復(fù)制過(guò)程中發(fā)生的DNA突變光修復(fù)切除修復(fù)重組修復(fù)SOS修復(fù)第57頁(yè)/共111頁(yè)

（一）光修復(fù)紫外光照射可使相鄰的兩個(gè)T形成二聚體

光修復(fù)酶可使二聚體解聚為單體狀態(tài)，DNA完全恢復(fù)正常。光修復(fù)酶的激活需300-600μm波長(zhǎng)的光。第58頁(yè)/共111頁(yè)（二）切除修復(fù)參與的酶有核酸內(nèi)切酶，polⅠ,DNA連接酶第59頁(yè)/共111頁(yè)

（三）重組修復(fù)重組蛋白R(shí)ecA，polⅠ，連接酶參與損傷會(huì)保留下去第60頁(yè)/共111頁(yè)（四）SOS修復(fù)DNA損傷面太大，復(fù)制難以繼續(xù)。通過(guò)SOS修復(fù)，復(fù)制有可能繼續(xù)，細(xì)胞有可能存活，但SOS修復(fù)機(jī)制的特異性低，對(duì)堿基的識(shí)別、選擇能力差、錯(cuò)誤多。

第61頁(yè)/共111頁(yè)第二節(jié)RNA的生物合成單擊畫(huà)面繼續(xù)定義：RNA的生物合成就是轉(zhuǎn)錄，即以DNA為模板，在依賴于DNA的RNA聚合酶的催化下，以4種NTP（ATP、CTP、GTP和UTP為原料，合成RNA的過(guò)程。合成部位：細(xì)胞核合成原料：四種NTP第62頁(yè)/共111頁(yè)轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：1、轉(zhuǎn)錄單位：?jiǎn)?dòng)子終止子2、不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄：兩條DNA鏈不同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄的現(xiàn)象。編碼鏈或有意義鏈；模板鏈或反意義鏈3、RNA聚合酶：

全酶：有αα‘ββ’σ5個(gè)亞基組成作用識(shí)別啟動(dòng)子，引發(fā)RNA的合成。

核心酶：不含σ亞基，延長(zhǎng)RNA鏈第63頁(yè)/共111頁(yè)(二)轉(zhuǎn)錄過(guò)程1.起始第64頁(yè)/共111頁(yè)第65頁(yè)/共111頁(yè)2.延長(zhǎng)σ因子循環(huán)

第66頁(yè)/共111頁(yè)3.終止

不依賴r

-因子的終止子：第67頁(yè)/共111頁(yè)依賴r

-因子的終止子的終止反應(yīng)：

r

-因子：含六聚體的寡聚蛋白，具有依賴RNA的NTP酶活性，它結(jié)合于新生RNA上，借助于水解NTP產(chǎn)生能量推動(dòng)RNA聚合酶向前移動(dòng)，當(dāng)酶遭遇終止子時(shí)暫停前進(jìn)，r

-因子追上酶，與酶相互作用釋放RNA。還具有RNA-DNA解螺旋酶活性。第68頁(yè)/共111頁(yè)轉(zhuǎn)錄過(guò)程：轉(zhuǎn)錄的起始：RNA的延長(zhǎng)：5′3′識(shí)別解鏈磷酸二酯鍵的形成（ATP、GTP）轉(zhuǎn)錄的終止：遇到終止子，RNA鏈停止延長(zhǎng)，核心酶脫離，新RNA釋放。第69頁(yè)/共111頁(yè)第70頁(yè)/共111頁(yè)第71頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

DNA的一條鏈AGCUGACGGUUU游離的核糖核苷酸

(原料）DNA解旋，以一條鏈為模板合成RNA細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第72頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

AGCUGACGGUUU

DNA與RNA的堿基互補(bǔ)配對(duì)：A——U；T——A；C——G；G—CRNA聚合酶細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第73頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

AGCGACGGUUUU

組成

RNA的核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來(lái)細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第74頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUUUA細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第75頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUUGUUA細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第76頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGUGUUAA細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第77頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAU細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第78頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGACGGUUAAUA細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第79頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

A

T

GCGCGGUUAAUAU細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第80頁(yè)/共111頁(yè)AG

T

AC

TA

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GGCGGUUAAUAUC細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第81頁(yè)/共111頁(yè)AG

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GGCGGUUAAUAUCDNA上的遺傳信息就傳遞到mRNA上mRNADNA細(xì)胞核中單擊畫(huà)面繼續(xù)第82頁(yè)/共111頁(yè)AG

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UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核

核孔DNAmRNA在細(xì)胞核中合成單擊畫(huà)面繼續(xù)第83頁(yè)/共111頁(yè)AG

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UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)UCAUGAUUAmRNA單擊畫(huà)面繼續(xù)第84頁(yè)/共111頁(yè)AG

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UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)

細(xì)胞核mRNA通過(guò)核孔進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)UCAUGAUUAmRNA單擊畫(huà)面繼續(xù)第85頁(yè)/共111頁(yè)DNA和RNA合成的比較第86頁(yè)/共111頁(yè)第三節(jié)RNA轉(zhuǎn)錄后的加工原核生物RNA的加工真核生物RNA的加工第87頁(yè)/共111頁(yè)轉(zhuǎn)錄后加工：指在細(xì)胞內(nèi)，由RNA聚合酶合成的初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物需要經(jīng)過(guò)一系列的變化才能轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腞NA分子的過(guò)程。第88頁(yè)/共111頁(yè)（一）、rRNA前體的加工甲基化6500個(gè)核苷酸核酸內(nèi)切酶RNaseⅢ、P核酸外切酶一、原核生物RNA的加工第89頁(yè)/共111頁(yè)（二）tRNA的加工第90頁(yè)/共111頁(yè)三、真核生物RNA的一般加工轉(zhuǎn)錄初始產(chǎn)物（hnRNA）（一）mRNA前體的加工第91頁(yè)/共111頁(yè)真核mRNA前體的加工步驟:（1）hnRNA被剪接，把內(nèi)含子（DNA上非編碼序列）轉(zhuǎn)錄序列剪掉，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。加工包括：（4）分子內(nèi)部的核苷酸甲基化修飾。（3）5’端連接“帽子”結(jié)構(gòu)（m7G5ppp5NmpNp-）；（2）3’端添加polyA“尾巴”；第92頁(yè)/共111頁(yè)第93頁(yè)/共111頁(yè)真核mRNA的5’－“帽子”加工第94頁(yè)/共111頁(yè)多聚腺苷酸聚合酶

真核生物mRNA

3’-“尾巴”的加工內(nèi)切酶加尾信號(hào)第95頁(yè)/共111頁(yè)因發(fā)現(xiàn)斷裂基因而獲1993年諾

貝爾生理學(xué)獎(jiǎng)的RichardJ

RobertandPhllipASharp第96頁(yè)/共111頁(yè)（二）真核rRNA前體的加工第97頁(yè)/共111頁(yè)（三）真核tRNA前體的加工第98頁(yè)/共111頁(yè)四、RNA的拼接機(jī)理大多真核生物基因是斷裂基因，即含有內(nèi)含子。斷裂基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物必需通過(guò)拼接，去除插入部分（內(nèi)含子,intron），使編碼區(qū)（外顯子,exon）成為連續(xù)序列。這是基因表達(dá)的重要環(huán)節(jié)。內(nèi)含子的結(jié)構(gòu)多種多樣，拼接機(jī)制也是多種多樣的。RNA的拼接方式類(lèi)型Ⅰ內(nèi)含子的自我拼接：核酶的作用類(lèi)型Ⅱ內(nèi)含子的自我拼接：核酶的作用hnRNA的拼接：核內(nèi)小RNA(SnRNA)與蛋白質(zhì)組成核糖核蛋白體（snRNP）的作用(類(lèi)型Ⅲ內(nèi)含子的切除）。核tRNA的拼接：酶促拼接第99頁(yè)/共111頁(yè)核酶的發(fā)現(xiàn)：

1981年CechT在研究四膜蟲(chóng)(Tetrahymenathermophila)rRNA前體拼接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，此類(lèi)的拼接無(wú)需蛋白質(zhì)的酶參與作用，它可自我催化完成。Cech稱(chēng)具有催化功能的RNA為核酶（ribozyme）。1989年cechT和AltmanS共同獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，AltmanS的貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)RnaseP中的M1RNA單獨(dú)也具有催化功能。核酶的發(fā)現(xiàn)改變了酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念，被認(rèn)為是近二十年來(lái)生物化學(xué)領(lǐng)域中最令人鼓舞的成就之一。第100頁(yè)/共111頁(yè)TheM1RNAinribonucleasePiscatalyticTheintroninthepre-rRNAofTetrahemenaisself-spliced因發(fā)現(xiàn)核酶而獲諾貝爾獎(jiǎng)的兩位科學(xué)家：第101頁(yè)/共111頁(yè)第四節(jié)基因工程及分子生物學(xué)技術(shù)簡(jiǎn)介

一、基因工程二、體細(xì)胞克隆技術(shù)三、聚合酶鍵式反應(yīng)（polymerasechainreaction,PCR）第102頁(yè)/共111頁(yè)一、基因工程簡(jiǎn)介

基因工程亦稱(chēng)遺傳工程，即利用DNA重組技術(shù)的方法，把DNA作為組件，在細(xì)胞外將一種外源DNA（目的基因）和載體DNA重新組合連接（重組），最后將重組體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞，使外源基因DNA在宿主細(xì)胞中，隨細(xì)胞的繁殖而增殖（cloning，克?。?，或最后得到表達(dá)，最終獲得基因表達(dá)產(chǎn)物或改變生物原有的遺傳性狀。

基因工程的操作技術(shù)

基因工程的應(yīng)用與前景第103頁(yè)/共111頁(yè)基因工程的操作技術(shù)

ForeignDNAtobeinser