普通遺傳學(xué)-第五章-遺傳的分子基礎(chǔ)

第一節(jié)DNA作為主要遺傳物質(zhì)的證據(jù)

通過(guò)對(duì)細(xì)胞有絲分裂、減數(shù)分裂和受精過(guò)程的研究，人們了解到染色體在生物的傳宗接代過(guò)程中，能夠保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性。因此，人們認(rèn)為染色體在遺傳上起著主要作用，染色體是遺傳物質(zhì)的載體。遺傳物質(zhì)：DNA？蛋白質(zhì)？都是?染色體主要由DNA和蛋白質(zhì)組成。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分遺傳物質(zhì)必須具備的條件遺傳功能，即基因的復(fù)制遺傳物質(zhì)必須貯存遺傳信息，并能將其復(fù)制且一代一代精確地傳遞下去。

1變異功能遺傳物質(zhì)必須發(fā)生變異，以適應(yīng)外界環(huán)境的變化，沒(méi)有變異就沒(méi)有進(jìn)化。3表達(dá)功能能控制生物體性狀的發(fā)育和表達(dá)。2本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分對(duì)遺傳物質(zhì)的早期推測(cè)20世紀(jì)20年代：人們認(rèn)識(shí)到蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的大分子，氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊(yùn)含著遺傳信息20世紀(jì)30年代：人們認(rèn)識(shí)到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。組成DNA分子的脫氧核苷酸有四種，每一種有一個(gè)特定的堿基。但由于對(duì)DNA分子的結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰的了解，人們認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點(diǎn)仍占主導(dǎo)地位。為什么我們現(xiàn)在認(rèn)為DNA是主要的遺傳物質(zhì)呢？本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分

DNA作為主要遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)大部分DNA存在于染色體上，而蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)也很多。每個(gè)物種不通組織的細(xì)胞不論起大小和功能如何，它們的DNA含量是恒定的。配子中DNA的含量恰好是體細(xì)胞的一半。而細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)量在不同細(xì)胞間變化很大。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分DNA結(jié)構(gòu)的變化與生物突變具有一致性。

用不同波長(zhǎng)的紫外線誘發(fā)各種生物突變時(shí)，其最有效的波長(zhǎng)均260nm。這與DNA所吸收的紫外線光譜是一致的。這證明基因突變是與DNA分子的變異密切相關(guān)。DNA在代謝上較穩(wěn)定。原子一旦組成DNA，則在細(xì)胞保持健全生長(zhǎng)的情況下，保持穩(wěn)定，不會(huì)離開(kāi)DNA.而蛋白質(zhì)分子卻不同，它在迅速形成的同時(shí)又不斷分解。DNA能自我復(fù)制，具有世代的延續(xù)性。而蛋白質(zhì)不能進(jìn)行自我復(fù)制。

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DNA作為主要遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1噬菌體侵染與繁殖實(shí)驗(yàn)2本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化試驗(yàn)肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1928年，英國(guó)格里菲思（Griffith）的肺炎雙球菌感染小鼠實(shí)驗(yàn)S型R型菌落表面光滑粗糙形態(tài)有多糖類莢膜無(wú)多糖類莢膜毒性有毒性，可致死無(wú)毒性本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分實(shí)驗(yàn)提示：加熱殺死的S型有毒品系中一定有一種因子能使無(wú)毒的R品系轉(zhuǎn)化為有毒的S品系（transformation）。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)1944年，美國(guó)學(xué)者艾弗里（Avery）等證明將R無(wú)毒品系轉(zhuǎn)化為有毒S品系的物質(zhì)是DNA。

（S）

加熱殺死

多糖脂類RNA蛋白質(zhì)DNADNA+DNA水解酶↓↓↓↓↓↓分別與R型細(xì)菌混合培養(yǎng)↓↓↓↓↓

SRRRRRRR本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分結(jié)論：在S型細(xì)胞的各種組分中，只有DNA能引起R型細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，DNA是S型細(xì)胞多糖莢膜和病源特征的決定因子，只要給R型細(xì)胞提供S型細(xì)菌的DNA，就等于是提供了S基因。

意義：第一次直接證明基因是由DNA組成的，DNA是遺傳物質(zhì)。盡管Avery等人的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)非常精確和嚴(yán)密，但當(dāng)時(shí)仍有很多科學(xué)家不相信DNA是遺傳物質(zhì)。1952年Hershey和Chase的噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)證實(shí)DNA是主要的遺傳物質(zhì)，才使人們普遍認(rèn)同主要的遺傳物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分噬菌體侵染與繁殖實(shí)驗(yàn)噬菌體是感染細(xì)菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的病毒的總稱，因部分能引起宿主菌的裂解，故稱為噬菌體。噬菌體個(gè)體微小，主要由蛋白質(zhì)外殼和核酸組成

。噬菌體只能利用宿主的核糖體、蛋白質(zhì)合成時(shí)所需的各種因子、各種氨基酸和能量產(chǎn)生系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其自身的生長(zhǎng)和增殖。一旦離開(kāi)了宿主細(xì)胞，噬菌體既不能生長(zhǎng)，也不能復(fù)制。

T2噬菌體侵染與繁殖基本過(guò)程：1.T2噬菌體吸附大腸桿菌后，將遺傳物質(zhì)注入細(xì)菌細(xì)胞；2.利用大腸桿菌的遺傳復(fù)制系統(tǒng)復(fù)制噬菌體遺傳物質(zhì)；3.利用大腸桿菌的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)合成噬菌體組件；4.最后組裝形成完整的T2噬菌體。因此只要弄清侵染時(shí)進(jìn)入細(xì)菌的是噬菌體的哪一部分，就可能證明哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分35S32P同位素示蹤：蛋白質(zhì)的組成元素：C、H、O、N、SDNA的組成元素：C、H、O、N、P標(biāo)記噬菌體：在分別含有放射性同位素32P和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌。分別用上述細(xì)菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和含35S的噬菌體本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分1952年，赫爾希（Hershey）和蔡斯（Chase）的噬菌體侵染與繁殖試驗(yàn)本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果總結(jié)第一組實(shí)驗(yàn)第二組實(shí)驗(yàn)親代噬菌體35S標(biāo)記蛋白質(zhì)32P標(biāo)記DNA

寄主細(xì)胞內(nèi)無(wú)35S標(biāo)記蛋白質(zhì)有32P標(biāo)記DNA子代噬菌體外殼蛋白質(zhì)無(wú)35SDNA有32P標(biāo)記結(jié)論：噬菌體侵入細(xì)菌時(shí)，DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。因此子代噬菌體的各種性狀，是通過(guò)親代噬菌體的DNA遺傳的。DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？DNA——主要的遺傳物質(zhì)目前，已有充分的科學(xué)研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的。RNA（核糖核酸）有些病毒（如煙草花葉病毒），它不含有DNA,只含有RNA。在這種情況下，RNA就起著遺傳物質(zhì)的作用。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分煙草花葉病毒拆分感染實(shí)驗(yàn)

1956年格勒（Girer）和施拉姆（Schramm）

煙草花葉病毒（TMV）是由RNA與蛋白質(zhì)組成的管狀微粒，它的中心是單螺旋的RNA，外部是蛋白質(zhì)的外殼。感染煙草后，葉片出現(xiàn)花葉癥狀，生長(zhǎng)處于不良狀態(tài)，葉常呈畸形。

RNA接種到煙葉→發(fā)病RNARNA酶處理RNA→不發(fā)病TMV蛋白質(zhì)：接種后不形成新的TMV不發(fā)病表明在不含DNA的TMV中，RNA就是遺傳物質(zhì)。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分煙草花葉病毒重組試驗(yàn)以上實(shí)例直接證明DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)，而在缺少DNA的生物中，RNA則為遺傳物質(zhì)。佛蘭科爾－康拉特與辛格爾(Frankel-Conrat,H.和Singer,B.)把TMV的RNA與另一個(gè)病毒品系車前草病毒(HR,Holmesribgrass)的蛋白質(zhì)，重新混合形成一種雜種病毒，用它感染煙草葉片時(shí)，所產(chǎn)生的新病毒顆粒與提供RNA的品系完全一樣，亦即親本的RNA決定了后代的病毒類型。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。某些病毒不含有DNA,只含有RNA，在這種情況下，RNA就起著遺傳物質(zhì)的作用。核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)，核酸包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分中心法則及其發(fā)展遺傳信息DNAmRNA蛋白質(zhì)DNA的復(fù)制RNA的反轉(zhuǎn)錄RNA的自我復(fù)制DNA指導(dǎo)的蛋白質(zhì)合成本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分第二節(jié)核酸的化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)核酸：以核苷酸為基本結(jié)構(gòu)單位構(gòu)成的多聚體，是一種高分子化合物。磷酸五碳糖環(huán)狀的含氮堿基核苷酸脫氧核糖核糖腺嘌呤A鳥(niǎo)嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T尿嘧啶U本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分DNA:磷酸+脫氧核糖+堿基（A/T/C/G)RNA:磷酸+核糖+堿基（A/U/C/G)高等動(dòng)植物：DNA存在于染色體，葉綠體、線粒體中

RNA在細(xì)胞核（核仁、染色體）、細(xì)胞質(zhì)細(xì)菌：DNA和RNA。噬菌體：多數(shù)DNA，少數(shù)RNA。植物病毒：多數(shù)只有RNA。動(dòng)物病毒：有些含RNA、有些含DNA。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分DNA右手雙螺旋結(jié)構(gòu)模型1953年Watson/Crick主要依據(jù)：堿基互補(bǔ)配對(duì)的規(guī)律DNA分子的X射線衍射結(jié)果脫氧核糖和磷酸基通過(guò)3’，5’磷酸二酯鍵連接形成主鏈。主鏈以反向平行方式組成雙螺旋。兩條長(zhǎng)鏈以互補(bǔ)堿基之間的氫鍵相連。堿基配對(duì)原則為：A=T、G=C3.雙螺旋直徑約20A，螺距為34A(10個(gè)堿基對(duì))。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分細(xì)胞采取的主要構(gòu)象B-DNA：生理狀態(tài)下，每螺圈10.4個(gè)堿基對(duì)，右手螺旋。A-DNA：高鹽濃度下，每螺圈11個(gè)堿基對(duì)，右手螺旋。Z-DNA：序列富含GC，嘌呤和嘧啶交替出現(xiàn)，每螺圈12個(gè)堿基對(duì)，左手螺旋。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分RNA的分子結(jié)構(gòu)

mRNAtRNArRNASnRNAMiRNA

除tRNA外，不具有穩(wěn)定的二級(jí)結(jié)構(gòu)，無(wú)統(tǒng)一模式，由分子內(nèi)部堿基互補(bǔ)配對(duì)形成。數(shù)百種。只有73-93個(gè)核苷酸組成，主要特點(diǎn)為含稀有核苷。3'端都為CCA，用以接受氨基酸，叫葉柄；5'端都為pG四臂四環(huán)反密碼環(huán)：7個(gè)核苷酸D環(huán)（二氫尿嘧啶）TψC環(huán)(ψ為假尿嘧啶核苷酸)可變環(huán)：3-18個(gè)核苷酸t(yī)RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)：三葉草結(jié)構(gòu)tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)：倒L型tRNA本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分rRNA原核生物：5S/16S/23S

12015402900個(gè)核苷酸真核生物:5S/5.8S/18S/28S

12016019004700個(gè)核苷酸占細(xì)胞內(nèi)總RNA的80％左右，由120-5000個(gè)核苷酸組成，但種類很少本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分第三節(jié)核酸的復(fù)制以親代DNA或RNA為模板，根據(jù)堿基配對(duì)的原則，在一系列酶的作用下，生成與親代相同的子代DNA或RNA的過(guò)程。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分1953年，Watson/Crick提出一、DNA的半保留復(fù)制以親代DNA雙鏈為模板，以堿基互補(bǔ)的方式合成子代DNA,這樣形成的子代DNA中，一條鏈來(lái)自親代DNA，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻?，這種復(fù)制方式叫半保留復(fù)制。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分1958年，Meselsen/Stahl證實(shí)E.coli穩(wěn)定同位素15N、14N培養(yǎng)基CsCl梯度離心

表明：DNA在代謝上是穩(wěn)定的，能保證親代的遺傳信息能穩(wěn)定地傳遞給后代。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分復(fù)制起點(diǎn)：AT富集區(qū)1.DNA復(fù)制的原點(diǎn)、方向與方式本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分方向：雙向（真核生物，多數(shù)細(xì)菌、病毒）單向（噬菌體P2）原核生物：一個(gè)復(fù)制原點(diǎn)真核生物：多個(gè)復(fù)制原點(diǎn)本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分DNA復(fù)制方式

從頭起始即復(fù)制叉式復(fù)制在復(fù)制原點(diǎn)解開(kāi)成兩條單鏈，分別作為模板，合成互補(bǔ)鏈，出現(xiàn)復(fù)制叉。共價(jià)延伸先導(dǎo)鏈共價(jià)結(jié)合在一條親本鏈上滾環(huán)式復(fù)制切斷其中一條單鏈，5’端與蛋白質(zhì)結(jié)合，3’端DNA聚合酶催化加核苷酸。3’端不斷延長(zhǎng)，5’端不斷甩出。甩出單鏈到一定長(zhǎng)度后，開(kāi)始復(fù)制其互補(bǔ)鏈。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分DNA聚合酶共同點(diǎn)：原料：脫氧核苷酸三磷酸（dNTP）模板：DNA需要RNA引物：含3’-OH合成方向：5’-3’2.與DNA復(fù)制相關(guān)的酶和蛋白質(zhì)本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分真核細(xì)胞：5種DNA聚合酶

α（定位于胞核，參與復(fù)制引發(fā)，不具5’－3’外切酶活性）β（定位于核內(nèi)，參與修復(fù)，不具5’－3’外切酶活性）γ（定位于線粒體，參與線粒體復(fù)制，不具5’－3’，有3’－5’外切活性）δ（定位核，參與復(fù)制，具有3’－5’，不具5’－3’外切活性）ε（定位于核，參與損傷修復(fù)，具有3’－5’，不具5’－3’外切活性）原核細(xì)胞：(大腸桿菌為例)5種DNA聚合酶DNA聚合酶Ⅰ（1956年Kornberg）、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ（1999年），都與DNA鏈的延長(zhǎng)有關(guān)。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分大腸桿菌的3種DNA聚合酶DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ5’-3’聚合酶活性弱弱強(qiáng)3’-5’外切酶活性有有有5’-3’外切酶活性有（雙鏈有效）無(wú)有（單鏈有效）亞基單體酶多亞基酶多亞基酶主要功能修復(fù)DNA損傷/復(fù)制時(shí)RNA引物切除及其缺口填補(bǔ)修復(fù)紫外線引起的DNA損傷DNA鏈的延長(zhǎng)本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分DNA聚合酶催化反應(yīng)本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分其他酶和蛋白功能拓?fù)洚悩?gòu)酶引入或松開(kāi)超螺旋DNA解旋酶使雙鏈DNA解鏈單鏈結(jié)合蛋白穩(wěn)定單鏈區(qū)引物合成酶合成RNA引物DNA連接酶連接DNA雙鏈中的單鏈切口本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分3.DNA的復(fù)制過(guò)程（大腸桿菌為例）⑴

DNA復(fù)制的起始①拓?fù)洚悩?gòu)酶解開(kāi)DNA超螺旋。②DnaA蛋白識(shí)別復(fù)制的起始位點(diǎn)（復(fù)制原點(diǎn)）。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分③DNA解旋酶在ATP供能下，每分鐘旋轉(zhuǎn)3000次解開(kāi)雙螺旋。④單鏈結(jié)合蛋白結(jié)合在分開(kāi)的單鏈上，避免產(chǎn)生單鏈內(nèi)配對(duì)。⑤DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶解決由于復(fù)制叉推進(jìn)產(chǎn)生的超螺旋問(wèn)題。⑥引物合成酶合成RNA引物。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分⑵DNA鏈的延長(zhǎng)

在DNA聚合酶Ⅲ作用下，以四種脫氧核苷三磷酸(dATP,dGTP,dCTP,dTTP)為底物，在RNA引物的3’端以磷酸二酯鍵連接上脫氧核糖核苷酸并釋放出焦磷酸。

DNA聚合酶Ⅲ5’-3’聚合酶活性

前導(dǎo)鏈:連續(xù)合成

滯后鏈:分段合成

岡崎片段:在3′5′方向鏈上，仍按從5′

3′的方向一段段地合成的DNA單鏈小片段(1000~2000bp)。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分DNA聚合酶Ⅰ：切除RNA引物（5’-3’外切酶活性）填補(bǔ)缺口（5’-3’聚合酶活性）連接酶：連接岡崎片段形成一條連續(xù)的單鏈。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分⑶DNA復(fù)制的終止復(fù)制原點(diǎn)對(duì)面600kb終止區(qū)Ter序列（終止陷阱）:引起復(fù)制終止的序列。終止子利用物質(zhì)Tus可識(shí)別并結(jié)合形成Ter–Tus復(fù)合物，阻止解旋酶的解旋，從而阻斷復(fù)制本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分4.真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)原核生物真核生物DNA合成的時(shí)期整個(gè)細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程細(xì)胞周期S期復(fù)制起點(diǎn)單個(gè)多個(gè)（自主復(fù)制序列ARS）RNA引物長(zhǎng)度10-60bp10bp岡崎片段長(zhǎng)度1000-2000bp100-150bp前導(dǎo)鏈與滯后鏈的合成聚合酶Ⅲ聚合酶δ控制前導(dǎo)鏈聚合酶α控制后隨鏈復(fù)制速度100kb/min1-5kb/min端粒酶無(wú)有本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分端粒（Telomere）：真核細(xì)胞染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定染色體的功能,防止染色體DNA降解、末端融合。人端粒是由6個(gè)堿基重復(fù)序列(TTAGGG)和結(jié)合蛋白組成。端粒酶（Telomerase）：反轉(zhuǎn)錄酶，由蛋白質(zhì)和RNA兩部分組成核糖蛋白復(fù)合體，其中RNA是一段模板序列，指導(dǎo)合成端粒DNA的重復(fù)序列片段。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分RNA病毒中RNA的復(fù)制方式：RNA復(fù)制酶

反轉(zhuǎn)錄酶（1）含正鏈RNA(+)的病毒(例如，噬菌體Q)：(+)RNA充當(dāng)mRNA，合成蛋白，以(+)RNA為模板，復(fù)制，合成(-)RNA，再以(-)RNA為模板合成(+)RNA組裝成病毒顆粒。（2）含負(fù)鏈RNA(-)的病毒(例如狂犬病)：由(-)RNA合成(+)RNA，再由(+)RNA合成蛋白質(zhì)、(-)RNA，組裝成病毒。（3）含雙鏈RNA的病毒(例如呼腸孤病毒)：以(-)RNA為模板合成(+)RNA，以(+)RNA為模板合成(-)RNA和蛋白，組裝病毒顆粒。（4）逆轉(zhuǎn)錄病毒(例如白血病毒)：由RNA反轉(zhuǎn)錄為DNA，以DNA為模板合成RNA，翻譯蛋白質(zhì)。

本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分PCR(PolymeraseChainReaction)

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分第四節(jié)DNA的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄(transcription)是以DNA中的一條單鏈為模板，游離堿基為原料，在DNA依賴的RNA聚合酶催化下合成RNA鏈的過(guò)程。三種RNA分子：mRNA、tRNA、rRNA本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分DNA轉(zhuǎn)錄為RNADNA的自我復(fù)制原料NTP（核苷三磷酸）dNTP（脫氧核苷三磷酸）模板數(shù)目一條DNA雙鏈引物引導(dǎo)不需要需要酶RNA聚合酶DNA聚合酶區(qū)域特定區(qū)域全部DNA校對(duì)活性缺乏有一、DNA轉(zhuǎn)錄的一般特點(diǎn)本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分二、原核生物DNA轉(zhuǎn)錄1.原核生物RNA聚合酶5種亞基α2ββ’ωσ兩個(gè)α（與核心酶形成有關(guān)）β（NTP結(jié)合位點(diǎn)）β′（DNA模板結(jié)合位點(diǎn)）ω（DNA結(jié)合）σ（起始因子，識(shí)別模板上的信息鏈和啟動(dòng)子，一旦轉(zhuǎn)錄開(kāi)始就被釋放。）本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分2.原核生物DNA轉(zhuǎn)錄的步驟

起始----延伸----終止起始：RNA聚合酶正確識(shí)別DNA模板上的啟動(dòng)子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸(NTP)構(gòu)成的三元起始復(fù)合物。啟動(dòng)子(promoter)：是指DNA分子上被RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合形成起始轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的區(qū)域，它還包括一些調(diào)節(jié)蛋白因子的結(jié)合位點(diǎn)。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分啟動(dòng)區(qū)域：Pribonow盒-10區(qū)域（TATAAT序列）Sextama盒-35區(qū)域（TTGACA)核苷三磷酸：一般為GTP,少數(shù)為ATP第一個(gè)核苷三磷酸與第二個(gè)核苷三磷酸縮合生成3′-5′磷酸二酯鍵后,啟動(dòng)階段結(jié)束，進(jìn)入延伸階段。

本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分延伸：σ亞基脫離酶分子，留下的核心酶與DNA的結(jié)合變松，因而較容易繼續(xù)往前移動(dòng)。DNA雙鏈順次被打開(kāi),并接受新來(lái)的堿基配對(duì)，合成新的磷酸二酯鍵后，核心酶向前移去，已使用過(guò)的模板重新關(guān)閉起來(lái)，恢復(fù)原來(lái)的雙鏈結(jié)構(gòu)。原核RNA合成的速度：25～50nt/s本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分終止：包括停止延伸及釋放RNA聚合酶和合成的RNA。在原核生物基因末端通常有一段終止序列即終止子，RNA合成就在這里終止。不依賴于終止因子ρ的終止體外實(shí)驗(yàn)中，只有核心酶和終止子就足以使轉(zhuǎn)錄終止。依賴于終止因子ρ的終止ρ因子存在時(shí)，核心酶終止轉(zhuǎn)錄兩者有共同的結(jié)構(gòu)特征（序列差異）本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分不依賴于終止因子ρ的終止子形成一個(gè)發(fā)夾結(jié)構(gòu)，可阻止轉(zhuǎn)錄的終止。莖（7~20bp，富含G/C）+環(huán)發(fā)夾結(jié)構(gòu)末端：6~8個(gè)連續(xù)的U串依賴于ρ因子的終止子發(fā)夾結(jié)構(gòu)中的G／C對(duì)含量較少，發(fā)夾結(jié)構(gòu)末端沒(méi)有固定特征，靠與ρ的共同作用而實(shí)現(xiàn)終止。本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分三、真核生物DNA的轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后RNA的加工

真核生物與原核生物DNA轉(zhuǎn)錄的區(qū)別真核生物原核生物轉(zhuǎn)錄翻譯位置轉(zhuǎn)錄：細(xì)胞核翻譯：細(xì)胞質(zhì)核區(qū)一條mRNA編碼一個(gè)基因編碼多個(gè)基因RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ一種轉(zhuǎn)錄起始復(fù)雜簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)錄因子協(xié)助需要不需要轉(zhuǎn)錄后加工需要不需要（邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯）本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分真核生物RNA聚合酶Ⅱ啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)TATA盒上游調(diào)控區(qū)：CAAT盒、GC盒（-90附近，GGGCGG）遠(yuǎn)端調(diào)控區(qū)：增強(qiáng)子本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分增強(qiáng)子:存在于基因組中的對(duì)基因表達(dá)有調(diào)控作用的DNA調(diào)控元件。位置不定，結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子后，可增強(qiáng)基因表達(dá)。

本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分真核生物的RNA聚合酶

RNApolⅠ、Ⅱ、Ⅲ、線粒體RNApol、葉綠體RNApol

種類分布合成的RNA類型對(duì)α-鵝膏蕈堿的敏感程度Ⅰ核仁45SrRNA前體（5.8S\18S\28S)不敏感Ⅱ核質(zhì)hnRNA（核不均一RNA，

mRNA前體）、部分snRNAs敏感Ⅲ核質(zhì)tRNA、部分snRNAs、5SrRNA存在物種特異性本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分真核生物RNA聚合酶：8-14個(gè)亞基組成本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第59頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分酵母RNA聚合酶Ⅱ的結(jié)構(gòu)（12個(gè)亞基）本文檔共68頁(yè)；當(dāng)前第60頁(yè)；編輯于星期日\(chéng)16點(diǎn)13分真核生物轉(zhuǎn)錄的三種RNApol對(duì)啟動(dòng)子特異序列都沒(méi)有識(shí)別能力，轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程需要很多的輔助因子(轉(zhuǎn)錄因子)參與,并且按一定順序與DNA形成復(fù)合物，協(xié)助RNApol定位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄因子：能夠結(jié)合在某基因上游特異核苷酸序列上的蛋白質(zhì)，活化后從胞質(zhì)轉(zhuǎn)位至胞核，通過(guò)識(shí)別和結(jié)合基因啟動(dòng)子區(qū)的順式作用元件,啟動(dòng)和調(diào)控基因表達(dá)。與RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ相對(duì)應(yīng)的有三類轉(zhuǎn)錄因子：TFⅠ、TFⅡ、TFⅢ