生物化學(xué)教案

第十章脂類(lèi)代謝一、教學(xué)目的：通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)重要使學(xué)生掌握如下知識(shí)內(nèi)容：脂肪酸的分解代謝和質(zhì)類(lèi)和生物合成，明確糖代謝與脂代謝的關(guān)系。二、教學(xué)重點(diǎn)：1.脂肪酸的分解代謝三、教學(xué)難點(diǎn)：脂肪酸的β-氧化與從頭合成。四、教學(xué)內(nèi)容1.甘油三酯的分解代謝（1）脂肪的動(dòng)員儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中的脂肪，被脂肪酶逐漸水解為游離脂酸及甘油并釋放入血以供其他組織氧化運(yùn)用，該過(guò)程稱(chēng)為脂肪的動(dòng)員。在脂肪動(dòng)員中，脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感性甘油三酯脂肪酶起決定性作用，它是脂肪分解的限速酶。當(dāng)禁食、饑餓或交感神經(jīng)興奮時(shí)，腎上腺素、去甲腎上腺素、胰高血糖素等分泌增長(zhǎng)，作用于脂肪細(xì)胞膜表面受體，激活腺苷酸環(huán)化酶，增進(jìn)cAMP合成，激活依賴(lài)cAMP的蛋白激酶，使胞液內(nèi)HSL磷酸化而活化。后者使甘油三酯水解成甘油二酯及脂酸。這步反應(yīng)是脂肪分解的限速環(huán)節(jié)，HSL是限速酶，它受多種激素的調(diào)控，故稱(chēng)為激素敏感性脂肪酶。能增進(jìn)脂肪動(dòng)員的激素稱(chēng)為脂解激素，如腎上腺素、胰高血糖素，ACTH及TSH等。胰島素、前列腺素E2及煙酸等克制脂肪的動(dòng)員，對(duì)抗脂解激素的作用。脂解作用使儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中的脂肪分解成游離脂酸及甘油，然后釋放入血。血漿白蛋白具有結(jié)合游離脂酸的能力，每分子白蛋白可結(jié)合10分子FFA。FFA不溶于水，與白蛋白結(jié)合后由血液運(yùn)送至全身各組織，重要由心、肝、骨骼肌等攝取運(yùn)用。甘油溶于水，直接由血液運(yùn)送至肝、腎、腸等組織。重要是在肝甘油激酶作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油；然后脫氫生成磷酸二羥丙酮，循糖代謝途徑進(jìn)行分解或轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。脂肪?xì)胞及骨骼肌等組織因甘油激酶活性很低，故不能很好運(yùn)用甘油。（2）脂肪酸的β-氧化脂酸β-氧化的過(guò)程如下：=1\*GB3①脫氫：脂酰CoA在脂酰CoA脫氫酶的催化下，α、β碳原子各脫下一氫原子，生成反△2烯酰CoA。脫下的2H由FAD接受生成FADH2。=2\*GB3②加水：反△2烯酰CoA在△2烯酰水化酶的催化下，加水生成L（+）-β-羥脂酰CoA。=3\*GB3③再脫氫：L（+）-β-羥脂酰CoA在β-羥脂酰CoA脫氫酶的催化下，脫下2H生成β-酮脂酰CoA，脫下的2H由NAD+接受，生成NADH及H+。=4\*GB3④硫解：β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，加CoASH使碳鏈斷裂，生成1分子乙酰CoA和少2個(gè)碳原子的脂酰CoA。以上生成的比本來(lái)少2個(gè)碳原子的脂酰CoA，可再進(jìn)行脫氫、加水、再脫氫及硫解反應(yīng)。如此反復(fù)進(jìn)行，直至最終生成丁酰CoA，后者再進(jìn)行一次β-氧化，即完畢脂酸的β-氧化。脂酸經(jīng)β-氧化后生成大量的乙酰CoA。乙酰CoA一部分在線(xiàn)粒體內(nèi)通過(guò)三羧酸循環(huán)徹底氧化，一部分在線(xiàn)粒體中縮合生成酮體，通過(guò)血液運(yùn)送至肝外組織氧化運(yùn)用。（3）脂酸氧化的能量生成脂酸氧化是體內(nèi)能量的重要來(lái)源。以軟脂酸為例，進(jìn)行7次β-氧化，生成7分子FADH2、7分子NADH+H+及8分子乙酰CoA。每分子FADH2通過(guò)呼吸鏈氧化產(chǎn)生2分子ATP，每分子NADH+H+氧化產(chǎn)生3分子ATP，每分子乙酰CoA通過(guò)三羧酸循環(huán)氧化產(chǎn)生12分子ATP。因此1分子軟脂酸徹底氧化共生成（7×2）+（7×3）+（8×12）=131個(gè)ATP。減去脂酸活化時(shí)耗去的2個(gè)高能磷酸鍵，相稱(chēng)于2個(gè)ATP，凈生成129分子ATP或129×51.6=6656kJ/mol。1mol軟脂酸在體外徹底氧化成CO2及H2O時(shí)的自由能為9791kJ。故其能量運(yùn)用效率為：2.酮體的生成及運(yùn)用乙酰乙酸、β-羥丁酸及丙酮三者統(tǒng)稱(chēng)酮體。酮體是脂酸在肝分解氧化時(shí)特有的中間代謝物，這是由于肝具有活性較強(qiáng)的合成酮體的酶系，而又缺乏運(yùn)用酮體的酶系。（1）酮體的生成脂酸在線(xiàn)粒體中經(jīng)β-氧化生成的大量乙酰CoA是合成酮體的原料。合成在線(xiàn)粒體內(nèi)酶的催化下，分三步進(jìn)行。=1\*GB3①2分子乙酰CoA在肝線(xiàn)粒體乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下，縮合成乙酰乙酰CoA，并釋出1分子CoASH。=2\*GB3②乙酰乙酰CoA在羥甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA）合成酶的催化下，再與1分子乙酰CoA縮合生成羥甲基戊二酸單酰CoA（3-hydroxy-3-methylglutarylCoA,HMGCoA），并釋出1分子CoASH。=3\*GB3③羥甲基戊二酸單酰CoA在HMGCoA裂解酶的作用下，裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在線(xiàn)粒體內(nèi)膜β-羥丁酸脫氫酶的催化下，被還原成β-羥丁酸，所需的氫由NADH提供，還原的速度由NADH/NAD+的比值決定。部分乙酰乙酸可在酶催化下脫羧而成丙酮。肝線(xiàn)粒體內(nèi)具有多種合成酮體的酶類(lèi)，尤其是HMGCoA合成酶，因此生成酮體是肝特有的功能。不過(guò)肝氧化酮體的酶活性很低，因此肝不能氧化酮體。肝產(chǎn)生的酮體，透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入血液運(yùn)送到肝外組織深入分解氧化。（2）酮體的運(yùn)用肝外許多組織具有活性很強(qiáng)的運(yùn)用酮體的酶。=1\*GB3①琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶：心、腎、腦及骨骼肌的線(xiàn)粒體具有較高的琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶活性。在有琥珀酰CoA存在時(shí)，此酶能使乙酰乙酸活化，生成乙酰乙酰CoA。=2\*GB3②乙酰乙酰CoA硫解酶：心、腎、腦及骨骼肌線(xiàn)粒體中尚有乙酰乙酰CoA硫解酶，使乙酰乙酰CoA硫解，生成2分子乙酰CoA，后者即可進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化。=3\*GB3③乙酰乙酰硫激酶：腎、心和腦的線(xiàn)粒體中尚有乙酰乙酰硫激酶，可直接活化乙酰乙酸生成乙酰乙酰CoA，后者在硫解酶的作用下硫解為2分子乙酰CoA。（3）酮體生成的生理意義酮體是脂酸在肝內(nèi)正常的中間代謝產(chǎn)物，是肝輸出能源的一種形式。酮體溶于水，分子小，能通過(guò)血腦屏障及肌肉毛細(xì)血胞壁，是肌肉尤其是腦組織的重要能源。腦組織不能氧化脂酸，卻能運(yùn)用酮體。長(zhǎng)期饑餓、糖供應(yīng)局限性時(shí)酮體可以替代葡萄糖成為腦組織及肌肉的重要能源。正常狀況下，血中僅具有少許酮體，為0.03～0.5mmol/L（0.3～5mg/dl）。在饑餓、高脂低糖膳食及糖尿病時(shí)，脂酸動(dòng)員加強(qiáng)，酮體生成增長(zhǎng)。尤其在未控制糖尿病患者，血液酮體的含量可高出正常狀況的數(shù)十倍，這時(shí)丙酮約占酮體總量的二分之一。酮體生成超過(guò)肝外組織運(yùn)用的能力，引起血中酮體升高，可導(dǎo)致酮癥酸中毒，并隨尿排出，引起酮尿。（4）酮體生成的調(diào)整=1\*GB3①飽食及饑餓的影響：飽食后，胰島素分泌增長(zhǎng)，脂解作用克制、脂肪動(dòng)員減少，進(jìn)入肝的脂酸減少，因而酮體生成減少。饑餓時(shí)，胰高血糖素等脂解激素分泌增多，脂酸動(dòng)員加強(qiáng)，血中游離脂酸濃度升高而使肝攝取游離脂酸增多，有助于脂酸β-氧化及酮體生成。=2\*GB3②肝細(xì)胞糖原含量及代謝的影響：進(jìn)入肝細(xì)胞的游離脂酸重要有兩條去路，一是在胞液中酯化合成甘油三酯及磷脂；一是進(jìn)入線(xiàn)粒體內(nèi)進(jìn)行β-氧化，生成乙酰CoA及酮體。飽食及糖供應(yīng)充足時(shí)，肝糖原豐富，糖代謝旺盛，此時(shí)進(jìn)入肝細(xì)胞的脂酸重要與3-磷酸甘油反應(yīng)，酯化生成甘油三酯及磷脂。饑餓或糖供應(yīng)局限性時(shí)，糖代謝減弱，3-磷酸甘油及ATP局限性，脂酸酯化減少，重要進(jìn)入線(xiàn)粒體進(jìn)行β氧化，酮體生成增多。=3\*GB3③丙二酰CoA克制脂酰CoA進(jìn)入線(xiàn)粒體：飽食后糖代謝正常進(jìn)行時(shí)所生成的乙酰CoA及檸檬酸能別構(gòu)激活乙酰CoA羧化酶，增進(jìn)丙二酰CoA的合成。后者能競(jìng)爭(zhēng)性克制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I，從而制止脂酰CoA進(jìn)入線(xiàn)粒體內(nèi)進(jìn)行β-氧化。3.脂酸的合成代謝（1）軟脂酸的合成=1\*GB3①合成部位脂酸合成酶系存在于肝、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織，位于線(xiàn)粒體外胞液中。肝是人體合成脂酸的重要場(chǎng)所。=2\*GB3②合成原料乙酰CoA是合成脂酸的重要原料，重要來(lái)自葡萄糖。細(xì)胞內(nèi)的乙酰CoA所有在線(xiàn)粒體內(nèi)產(chǎn)生，而合成脂酸的酶系存在于胞液。線(xiàn)粒體內(nèi)的乙酰CoA必須進(jìn)入胞液才能成為合成脂酸的原料。試驗(yàn)證明，乙酰CoA不能自由透過(guò)線(xiàn)粒體內(nèi)膜，重要通過(guò)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)完畢。(2)脂酸合成酶系及反應(yīng)過(guò)程=1\*GB3①丙二酰CoA的合成：乙酰CoA羧化成丙二酰CoA是脂酸合成的第一步反應(yīng)。此反應(yīng)由乙酰CoA羧化酶所催化，這是一種別構(gòu)酶，是脂酸合成的限速酶。=2\*GB3②脂酸合成：從乙酰CoA及丙二酰CoA合成長(zhǎng)鏈脂酸，實(shí)際上是一種反復(fù)加成反應(yīng)過(guò)程，每次延長(zhǎng)2個(gè)碳原子。16碳軟脂酸的生成，需通過(guò)持續(xù)的7次反復(fù)加成反應(yīng)。多種生物合成脂酸的過(guò)程基本相似，大腸桿菌中，此種加成過(guò)程是由7種酶蛋白聚合在一起構(gòu)成的多酶體系所催化的；而在高等動(dòng)物，這7種酶活性都在一條多肽鏈上，屬多功能酶，由一種基因所編碼。軟脂酸合成的總反應(yīng)式為：CH3COSCoA+7HOOCCH2COSCoA+14NADPH+14H+CH3(CH2)14COOH+7CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+(2)不飽和脂酸的合成人體具有的不飽和脂酸重要有軟油酸（16：1，△9）、油酸（18：1，△9）、亞油酸（18：2，△9、12），α-亞麻酸（18：3，△9、12、15）及花生四烯酸（20：4，△5、8、11、14）等。前兩種單不飽和脂酸可由人體自身合成，而后三種多不飽和脂酸，必須從食物攝取。這是由于動(dòng)物只有△4，△8及△9去飽和酶（desaturase），缺乏△9以上的去飽和酶，而植物則具有△9，△12及△15去飽和酶。4．脂酸合成的調(diào)整（1）代謝物的調(diào)整作用進(jìn)食高脂肪食物后來(lái)，或饑餓脂肪動(dòng)員加強(qiáng)時(shí)，肝細(xì)胞內(nèi)脂酰CoA增多，可別構(gòu)克制乙酰CoA羧化酶，從而克制體內(nèi)脂酸的合成；進(jìn)食糖類(lèi)而糖代謝加強(qiáng)，NADPH及乙酰CoA供應(yīng)增多，有助于脂酸的合成，同步糖代謝加強(qiáng)使細(xì)胞內(nèi)ATP增多，可克制異檸檬酸脫氫酶，導(dǎo)致異檸檬酸及檸檬酸堆積，透出線(xiàn)粒體，可別構(gòu)激活乙酰CoA羧化酶，使脂酸合成增長(zhǎng)。此外，大量進(jìn)食糖類(lèi)也能增強(qiáng)多種合成脂肪有關(guān)的酶活性從而使脂肪合成增長(zhǎng)。（2）激素的調(diào)整作用胰島素是調(diào)整脂肪合成的重要激素。它能誘導(dǎo)乙酰CoA羧化酶、脂酸合成酶、乃至ATP-檸檬酸裂解酶等的合成，從而增進(jìn)脂酸合成。同步，由于胰島素還能增進(jìn)脂酸合成磷脂酸，因此還增長(zhǎng)脂肪的合成。胰高血糖素通過(guò)增長(zhǎng)蛋白激酶A活性使乙酰CoA羧化酶磷酸化而減少其活性，故能克制脂酸的合成，此外也克制甘油三酯的合成，甚至減少肝脂肪向血中釋放。腎上腺素、生長(zhǎng)素也能克制乙酰CoA羧化酶，從而影響脂酸合成。胰島素能加強(qiáng)脂肪組織的脂蛋白脂酶活性，促使脂酸進(jìn)入脂肪組織，再加速合成脂肪而貯存，故易導(dǎo)致肥胖。5．磷脂的代謝（1）甘油磷脂的合成=1\*GB3①合成部位和脂肪的合成不一樣，全身各組織細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)均有合成磷脂的酶系，因此均能合成甘油磷脂，但以肝、腎及腸等組織最活躍。=2\*GB3②合成的原料及輔因子除脂酸、甘油重要由葡萄糖代謝轉(zhuǎn)化而來(lái)外，其2位的多不飽和脂酸必須從植物油攝取。此外還需磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、肌醇等。膽堿可由食物供應(yīng)，亦可由絲氨酸及甲硫氨酸在體內(nèi)合成。絲氨酸自身是合成磷脂酰絲氨酸的原料，脫羧后生成的乙醇胺又是合成磷脂酰乙醇胺的前體。乙醇胺由S-腺苷甲硫氨酸獲得3個(gè)甲基即可合成膽堿。合成除需ATP外，還需CTP參與。CTP在磷脂合成中尤其重要，它為合成CDP-乙醇胺、CDP-膽堿及CDP-甘油二酯等活化中間物所必需。=3\*GB3③合成基本過(guò)程磷脂酰膽堿及磷脂酰乙醇胺重要通過(guò)此途徑合成。這兩類(lèi)磷脂在體內(nèi)含量最多，占組織及血液中磷脂的75%以上。甘油二酯是合成的重要中間物。膽堿及乙醇胺由活化的CDP-膽堿及CDP-乙醇胺提供。磷脂酰膽堿亦可由磷脂酰乙醇胺從S-腺苷甲硫氨酸獲得甲基生成，通過(guò)這種方式合成占人肝的10%～15%。磷脂酰絲氨酸可由磷脂酰乙醇胺羧化或其乙醇胺與絲氨酸互換生成。（2）甘油磷脂的降解生物體內(nèi)存在能使甘油磷脂水解的多種磷脂酶類(lèi)，分別作用于甘油磷脂分子中不一樣的酯鍵。作用于1，2位酯鍵的酶分別稱(chēng)為磷脂酶A1及A2，作用于溶血磷脂1位酯鍵的酶稱(chēng)為磷脂酶B1，作用于3位磷酸酯健的酶稱(chēng)為磷脂酶C，作用磷酸取代基間酯鍵的酶稱(chēng)為磷脂酶D。磷脂酶A2存在于動(dòng)物各組織的細(xì)胞膜及線(xiàn)粒體膜上，Ca2+為其激活劑，使甘油磷脂分子中2位酯鍵水解，產(chǎn)物為溶血磷脂及多不飽和脂酸（大多為花生四烯酸）。溶血磷脂1為2位脫去脂?；牧字?，是一類(lèi)具較強(qiáng)表面活性的物質(zhì)，能使紅細(xì)胞膜或其他細(xì)胞膜破壞引起溶血或細(xì)胞壞死。有人認(rèn)為，急性胰腺炎的發(fā)病機(jī)制與胰腺磷脂酶A2對(duì)胰腺細(xì)胞膜的損傷親密有關(guān)。溶血磷脂在細(xì)胞內(nèi)溶血磷脂酶1即磷脂酶B1的作用下，使1位酯鍵水解，另一脂酸脫下生成不含脂酸的甘油磷酸膽堿即失去溶解細(xì)胞膜的作用，后者能深入被磷脂酶D水解為磷酸甘油及含氮堿。磷脂酶A1存在于動(dòng)物組織溶酶體中（蛇毒及某些微生物亦具有），能水解磷脂的1位酯鍵，產(chǎn)生脂酸及溶血磷脂2。磷脂酶C存在于細(xì)胞膜及某些細(xì)菌中，能特異水解3位磷酸酯鍵，產(chǎn)物為甘油二酯及磷酸膽堿或磷酸乙醇胺等。6．膽固醇代謝膽固醇是最早由動(dòng)物膽石中分離出具有羥基的固體醇類(lèi)化合物，故稱(chēng)為膽固醇。所有固醇（包括膽固醇）均具有環(huán)戊烷多氫菲的共同構(gòu)造。環(huán)戊烷多氫菲由3個(gè)已烷環(huán)及1個(gè)環(huán)戊烷稠合而成。不一樣的固醇均具環(huán)戊烷多氫菲的基本構(gòu)造，區(qū)別是碳原子數(shù)及取代基不一樣，其生理功能各異。（1）膽固醇的合成=1\*GB3①合成部位除成年動(dòng)物腦組織及成熟紅細(xì)胞外，幾乎全身各組織均可合成膽固醇，每天可合成1g左右。肝是合成膽固醇的重要場(chǎng)所。體內(nèi)膽固醇70%～80%由肝合成，10%由小腸合成。膽固醇合成酶系存在于胞液及光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，因此膽固醇的合成重要在細(xì)胞胞液及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中進(jìn)行。=2\*GB3②合成原料乙酰CoA是合成膽固醇的原料。=3\*GB3③合成基本過(guò)程膽固醇合成過(guò)程復(fù)雜，有近30步酶促反應(yīng)，大體可劃分為三個(gè)階段。a.甲羥戊酸的合成在胞液中，2分子乙酰CoA在乙酰乙酰硫解酶的催化下，縮合成乙酰乙酰CoA；然后在胞液中羥甲基戊二酸單酰CoA合酶的催化下再與1分子乙酰CoA縮合生成羥甲基戊二酸單酰CoA。b鯊烯的合成c膽固醇的合成=4\*GB3④膽固醇合成的調(diào)整a饑餓與飽食饑餓與禁食可克制肝合成膽固醇。b膽固醇膽固醇可反饋克制肝膽固醇的合成。c激素胰島素及甲狀腺素能誘導(dǎo)肝HMGCoA還原酶的合成，從而增長(zhǎng)膽固醇的合成。第十一章蛋白質(zhì)降解和氨基酸代謝一、教學(xué)目的：通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)重要使學(xué)生掌握如下知識(shí)內(nèi)容：氨基酸的酶促降解、氨同化、氨基酸的生物合成，明確碳代謝與氮代謝之間的關(guān)系。蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程，明確其特點(diǎn)及與核酸的關(guān)系。二、教學(xué)重點(diǎn)1.氨基酸的酶促降解、氨同化、氨基酸的生物合成三、教學(xué)難點(diǎn)：1．蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程四、教學(xué)內(nèi)容：1．氨基酸的一般代謝食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化吸取，以氨基酸形式進(jìn)入血液循環(huán)及全身各組織，組織蛋白質(zhì)又常常降解為氨基酸，這兩種來(lái)源的氨基酸(外源性和內(nèi)源性)混合在一起，存在于細(xì)胞內(nèi)液、血液和其他體液中，總稱(chēng)為氨基酸代謝庫(kù)。（1）氨基酸的脫氨基作用=1\*GB3①L-谷氨酸氧化脫氨基作用=2\*GB3②轉(zhuǎn)氨基作用=3\*GB3③聯(lián)合脫氨基作用=4\*GB3④嘌吟核苷酸循環(huán)=5\*GB3⑤非氧化脫氨基作用（2）體內(nèi)氨的來(lái)源=1\*GB3①體內(nèi)各組織中氨基酸的脫氨作用=2\*GB3②腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨=3\*GB3③腸道吸取的氨：腐敗作用產(chǎn)生的氨；血液中尿素?cái)U(kuò)散滲透進(jìn)入腸道，在大腸桿菌的脲酶(尿素酶)的作用下生成的氨。（3）氨在體內(nèi)的運(yùn)送=1\*GB3①谷氨酰胺轉(zhuǎn)運(yùn)氨=2\*GB3②葡萄糖—丙氨酸循環(huán)（4）尿素的合成——體內(nèi)氨的重要去路尿素在體內(nèi)的合成全過(guò)程稱(chēng)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)=1\*GB3①氨基甲酰磷酸的合成：來(lái)自外周組織或肝臟自身代謝所生成的NH3及C02，首先在肝細(xì)胞內(nèi)合成氨基甲酰磷酸，此反應(yīng)由存在于線(xiàn)粒體中的氨基甲酰磷酸合成酶I催化，并需ATP提供能量。=2\*GB3②瓜氨酸的合成：氨基甲酰磷酸在線(xiàn)粒體內(nèi)經(jīng)鳥(niǎo)氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶的催化，將氨基甲酰轉(zhuǎn)移至鳥(niǎo)氨酸而合成瓜氨酸。=3\*GB3③精氨酸的合成：瓜氨酸在線(xiàn)粒體內(nèi)合成后，即被轉(zhuǎn)運(yùn)到線(xiàn)粒體外，在胞質(zhì)中經(jīng)精氨酸代琥珀酸合成酶的催化，與天冬氨酸反應(yīng)生成精氨酸代琥珀酸，后者再受精氨酸代琥珀酸裂解酶的作用，裂解為精氨酸及延胡索酸。=4\*GB3④精氨酸水解生成尿素：在胞質(zhì)中形成的精氨酸受精氨酸酶的催化生成尿素和鳥(niǎo)氨酸，鳥(niǎo)氨酸再進(jìn)入線(xiàn)粒體參與瓜氨酸的合成，通過(guò)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)，如此周而復(fù)始地增進(jìn)尿素的生成。（5）尿素合成的調(diào)控=1\*GB3①食物的影響高蛋白膳食使尿素合成速度加緊，排泄的含氮物中尿素占80％～90％，低蛋白膳食使尿素合成速度減慢，排泄的含氮物中尿素可低至60％或更低。=2\*GB3②氨基甲酰磷酸合成酶I的影響氨基甲酰磷酸為尿素分子中氮的重要來(lái)源，它的合成由氨基甲酰磷酸合成酶I所催化，前已述及,AGA是此酶的別構(gòu)激活劑。=3\*GB3③鳥(niǎo)氨酸循環(huán)的中間產(chǎn)物的影響循環(huán)的中間產(chǎn)物如鳥(niǎo)氨酸、瓜氨酸、精氨酸的濃度均可影響尿素的合成速度，例如供應(yīng)充足的精氨酸就可有足夠的鳥(niǎo)氨酸以加速循環(huán)的進(jìn)行。=4\*GB3④鳥(niǎo)氨酸循環(huán)中的酶系的影響循環(huán)中的多種酶系中以精氨酸代琥珀酸合成酶的活性最低，因此是尿素合成的限速酶。第十二章核苷酸代謝一、教學(xué)目的：通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)重要使學(xué)生掌握如下知識(shí)內(nèi)容：核酸的分解代謝；核苷酸的生物合成：從頭合成途徑＋補(bǔ)救途徑。二、教學(xué)重點(diǎn)：核酸的分解代謝三、教學(xué)難點(diǎn)：核酸的分解代謝四、教學(xué)內(nèi)容：1．核苷酸的分解代謝（1）嘌呤核苷酸的分解代謝AMP在腺苷酸脫氨酶作用下生成IMP，再在核苷酸酶作用下水解成次黃苷和磷酸，或者AMP在核苷酸酶作用下水解成腺苷，再經(jīng)腺苷脫氨酶作用生成次黃苷。次黃苷經(jīng)嘌呤核苷磷酸化酶（PNP）生成次黃嘌呤和１–磷酸核糖。１–磷酸核糖可轉(zhuǎn)變成５–磷酸核糖，進(jìn)入磷酸戊糖途徑或再合成PRPP。次黃嘌呤既可進(jìn)入補(bǔ)救途徑，也可深入分解，即次黃嘌呤在黃嘌呤氧化酶的催化下氧化成黃嘌呤，在同一酶的催化下深入氧化成終產(chǎn)物尿酸。而GMP分解生成的鳥(niǎo)嘌呤氧化成黃嘌呤，再變成尿酸。（2）嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶核苷酸的分解可先脫去磷酸及核糖，余下的嘧啶堿深入開(kāi)環(huán)分解，最終產(chǎn)物為NH3、CO2、β–丙氨酸及β–氨基異丁酸，這些產(chǎn)物均易溶于水，可隨尿排出體外。2．核苷酸的合成代謝（1）嘌呤核苷酸的合成代謝—從頭合成合成的重要特點(diǎn)是在磷酸核糖的基礎(chǔ)上把某些簡(jiǎn)樸的原料逐漸接上去而成嘌呤環(huán)。并且首先合成的是次黃嘌呤核苷酸(IMP)，由后者再轉(zhuǎn)變?yōu)橄汆堰屎塑账?AMP)和鳥(niǎo)嘌呤核苷酸(GMP)。=1\*GB3①I(mǎi)MP的合成嘌呤核苷酸的從頭合成的起始或定向環(huán)節(jié)是谷氨酰胺提供酰胺基取代5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）C-1的焦磷酸基，從而形成5-磷酸核糖胺（PRA），催化此反應(yīng)的酶為谷氨酰胺磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶=2\*GB3②A(yíng)MP和GMP的合成（2）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成雖然從頭合成途徑是嘌呤核苷酸的重要合成途徑，但嘌呤核苷酸從頭合成酶系在哺乳動(dòng)物的某些組織(腦、骨髓)中不存在，細(xì)胞只能直接運(yùn)用細(xì)胞內(nèi)或飲食中核酸分解代謝產(chǎn)生的嘌呤堿或嘌呤核苷重新合成嘌呤核苷酸，稱(chēng)為補(bǔ)救合成。補(bǔ)救合成的過(guò)程比從頭合成簡(jiǎn)樸得多，消耗ATP少，且可節(jié)省某些氨基酸的消耗。有兩種酶參與補(bǔ)救合成，腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶和次黃嘌呤－鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶。補(bǔ)救合成同樣由PRPP提供磷酸核糖。（3）嘌呤核苷酸合成的調(diào)整=1\*GB3①PRPP合成酶：PRPP濃度是從頭合成過(guò)程的最重要決定原因。=2\*GB3②谷氨酰胺磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶：IMP對(duì)催化嘌呤核苷酸合成的定向環(huán)節(jié)的酶即谷氨酰胺磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶有反饋克制，而AMP和GMP對(duì)IMP的反饋克制有協(xié)同作用；PRPP增長(zhǎng)可增進(jìn)谷氨酰胺磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶活性，加速PRA生成。=3\*GB3③過(guò)量AMP會(huì)克制IMP轉(zhuǎn)變成AMP，而過(guò)量GMP會(huì)克制IMP轉(zhuǎn)變成GMP，從而使這兩種核苷酸合成速度保持平衡。此外，GTP是AMP合成時(shí)必需的能源，而ATP是GMP合成時(shí)必需的能源，這種作用使腺嘌呤核苷酸和鳥(niǎo)嘌呤核苷酸的合成的以保持平衡。（4）嘧啶核苷酸的合成代謝與嘌呤核苷酸的從頭合成不一樣，嘧啶核苷酸是先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖相連，形成嘧啶核苷酸。此過(guò)程重要在肝細(xì)胞的胞液中進(jìn)行。除了二氫乳清酸脫氫酶位于線(xiàn)粒體內(nèi)膜上外，其他均位于胞液中。=1\*GB3①嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成由嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化尿嘧啶、胸腺嘧啶等，與PRPP合成一磷酸尿嘧啶核苷酸（但不能運(yùn)用胞嘧啶為底物）。=2\*GB3②嘧啶核苷酸合成的調(diào)整原核生物和真核生物中，從頭合成途徑所需的酶不一樣，因而途徑所受的調(diào)控也不一樣樣。第一種調(diào)整部位在原核生物中，是天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶，CTP是其別構(gòu)克制劑，ATP是別構(gòu)激活劑。氨甲?；姿岷铣擅冈谡婧松锛霸松锒际欠答伩酥频恼{(diào)控點(diǎn)，受UTP的克制，但可被PRPP激活。第二個(gè)調(diào)整部位是乳清酸脫羧酶處，受UMP克制。第十三章DNA的復(fù)制一、教學(xué)目的：通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)重要使學(xué)生掌握如下知識(shí)內(nèi)容：DNA復(fù)制的基本原則及方式二、教學(xué)重點(diǎn)：1.DNA復(fù)制的基本原則及方式三、教學(xué)難點(diǎn)：1.DNA復(fù)制的基本原則及方式四、教學(xué)內(nèi)容：1．DNA復(fù)制的基本原則（1）半保留復(fù)制Watson和Crick于1953年提出的DNA雙螺旋模型，堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則，為DNA分子的復(fù)制提供了理論基礎(chǔ)，即親代的DNA雙鏈，每股鏈都可以作為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則指導(dǎo)DNA新鏈的合成，這樣合成的兩個(gè)子代DNA分子，堿基序列與親代分子完全同樣。但一條鏈?zhǔn)莵?lái)自親代的DNA鏈，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻逆?，此即為半保留?fù)制。（2）半不持續(xù)復(fù)制DNA雙螺旋的兩股鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，新合成的兩股子鏈，一股的方向?yàn)?′→3′，另一股為3′→5′。復(fù)制時(shí)親代DNA分子中那股3′→5′方向的母鏈作為模板，指導(dǎo)新鏈以5′→3′方向持續(xù)合成，此鏈稱(chēng)為前導(dǎo)鏈(1eadingstrand)。在前導(dǎo)鏈延長(zhǎng)1000~個(gè)核苷酸后，另一母鏈也作為模板指導(dǎo)新鏈也是沿5′→3′合成1000~2000個(gè)核苷酸的小片段，這就是岡崎片段。伴隨鏈的延長(zhǎng)，可以有許多種岡崎片段，這條稱(chēng)為隨從鏈(1aggingstrand)?？梢?jiàn)，隨從鏈為不持續(xù)復(fù)制，因此DNA為半不持續(xù)復(fù)制。（3）RNA引物目前所發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶都需要一種具3′-OH的引物，才能將合成原料dNTP一種一種接上去。由于DNA聚合酶不能催化兩個(gè)游離的dNTP在DNA模板上進(jìn)行聚合。（4）復(fù)制的真實(shí)性DNA復(fù)制過(guò)程是非常復(fù)雜的，需要許多酶類(lèi)和蛋白質(zhì)因子參與。這既保證DNA復(fù)制的速度，又保證產(chǎn)物的高度真實(shí)性。這也保證了自然界種族延續(xù)中生物遺傳特性的相對(duì)穩(wěn)定性。2．DNA復(fù)制過(guò)程（1）復(fù)制的起始大腸桿菌復(fù)制時(shí)有特定的起始部位稱(chēng)為oriC，長(zhǎng)度為245bp。有3個(gè)串連排列的核苷酸序列，每個(gè)由13個(gè)核苷酸構(gòu)成。DnaA先結(jié)合至復(fù)制起始點(diǎn)，然后發(fā)動(dòng)了復(fù)雜的變化。DnaB和DnaC亦參與進(jìn)去，從而使雙鏈解開(kāi)，DNA結(jié)合蛋白便與單鏈DNA結(jié)合。接著引物酶按堿基配對(duì)原則合成一小段的RNA引物，此引物的3′-OH可供DNA聚合酶Ⅲ將第一種dNTP加到3′-OH上而形成3′，5′磷酸二酯鍵。復(fù)制是從oriC開(kāi)始，同步向兩個(gè)方向進(jìn)行的，稱(chēng)為雙向復(fù)制。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。在電子顯微鏡下觀(guān)測(cè)DNA復(fù)制前進(jìn)部位伸展成叉狀，稱(chēng)為復(fù)制叉。（2）復(fù)制的延長(zhǎng)在DNA聚合酶Ⅲ的作用下，新合成的DNA鏈不停延長(zhǎng)。大腸桿菌的岡崎片段長(zhǎng)度為1000~2000個(gè)核苷酸，即前導(dǎo)鏈合成1000~2000個(gè)核苷酸后，隨從鏈便開(kāi)始合成。在延長(zhǎng)過(guò)程中，由于拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用，防止了在復(fù)制叉前方的DNA打結(jié)。（3）復(fù)制的終止在DNA延長(zhǎng)階段結(jié)束后，原核生物的RNA引物被DNA聚合酶Ⅰ切除。留下的空隙，由DNA聚合酶Ⅰ進(jìn)行補(bǔ)滿(mǎn)，即從另一岡崎片段的3′-OH按5′→3′根據(jù)堿基配對(duì)原則，將一種個(gè)的dNTP補(bǔ)上去。最終的缺口再由DNA連接酶將相鄰的兩個(gè)核苷酸借磷酸二酯鍵連起來(lái)，即成完整的一條新鏈，DNA的復(fù)制即告完畢。第十四章DNA的修復(fù)和重組一、教學(xué)目的：通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)重要使學(xué)生掌握如下知識(shí)內(nèi)容：DNA修復(fù)的方式；DNA的重組技術(shù)二、教學(xué)重點(diǎn)：1．DNA修復(fù)的方式2．DNA的重組技術(shù)三、教學(xué)難點(diǎn)：1.DNA重組技術(shù)四、教學(xué)內(nèi)容：1．DNA的損傷與修復(fù)（1）導(dǎo)致DNA損傷的原因=1\*GB3①自發(fā)的原因由于DNA分子受到周?chē)h(huán)境溶劑分子的隨機(jī)熱碰撞(thermalcollision)，腺嘌呤或鳥(niǎo)嘌呤與脫氧核糖間的N-糖苷鍵可以斷裂，使A或G脫落。=2\*GB3②物理原因a.紫外線(xiàn)損傷由于嘌呤環(huán)與嘧啶環(huán)都具有共軛雙鍵，能吸取紫外線(xiàn)而引起損傷。嘧啶堿引起的損傷比嘌呤堿大10倍。損傷是由于嘧啶二聚體的產(chǎn)生，即2個(gè)相鄰嘧啶堿的C5和C6共價(jià)交聯(lián)。b.電離輻射損傷如X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)，可以是輻射能量直接對(duì)DNA的影響，或DNA周?chē)娜軇┓肿游×溯椛淠?，再?duì)DNA產(chǎn)生損傷作用。如堿基的破壞、單鏈的斷裂、雙鏈的斷裂、分子間的交聯(lián)、堿基脫落或核糖的破壞等。=3\*GB3③化學(xué)原因(2)DNA損傷的類(lèi)型=1\*GB3①點(diǎn)突變點(diǎn)突變是DNA分子上一種堿基的變異.=2\*GB3②缺失缺失是一種堿基或一段核苷酸鏈乃至整個(gè)基因，從DNA大分子上丟失。如有些地中海貧血、生長(zhǎng)激素基因缺失，再如上述Lesch-Nyhan綜合征是HGPRT基因缺失。=3\*GB3③插入插入是一種本來(lái)沒(méi)有的堿基或一段本來(lái)沒(méi)有的核苷酸序列插入到DNA大分子中去，或有些芳香族分子如吖啶嵌入DNA雙螺旋堿基對(duì)中，可以引起移碼突變，影響三聯(lián)體密碼的閱讀方式。=4\*GB3④倒位DNA鏈內(nèi)部重組，使其一段方向顛倒。(3)修復(fù)機(jī)制=1\*GB3①光修復(fù)機(jī)制這種機(jī)制重要存在于低等生物。a.不需要光復(fù)活酶b.需要光復(fù)活酶紫外線(xiàn)照射使光復(fù)活酶激活，能解聚嘧啶二聚體.=2\*GB3②切除修復(fù)在大腸桿菌E.coli中，有一種UV特異的切割酶，能識(shí)別UV照過(guò)產(chǎn)生的二聚體部位。并在遠(yuǎn)離損傷部位5′端8個(gè)核苷酸處及3′端4個(gè)核苷酸處各作一切口。像外科手術(shù)“擴(kuò)創(chuàng)”同樣，將含損傷的一段DNA切掉。DNA聚合酶Ⅰ進(jìn)入此縫隙，從3′-OH開(kāi)始，按堿基配對(duì)原則以另一條完好鏈為模板進(jìn)行修復(fù)。最終由DNA連接酶將新合成的DNA片段與本來(lái)DNA鏈連接而封口。=3\*GB3③堿基切除修復(fù)每個(gè)細(xì)胞均有一類(lèi)DNA糖苷酶，每一種酶能識(shí)別一種DNA分子中變化的堿基，能水解該變化的堿基與脫氧核糖間的糖苷鍵，使變化的堿基脫落，在DNA上產(chǎn)生一種缺嘌呤或缺嘧啶的位,再藉切除修復(fù)機(jī)制進(jìn)行修復(fù)。現(xiàn)知至少有20種不一樣的DNA糖苷酶，各具特異性。如識(shí)別胞嘧啶脫氨生成的尿嘧啶，腺嘌呤脫氨基產(chǎn)物，開(kāi)環(huán)的堿基，不一樣烷基化類(lèi)型的堿基等。如胞嘧啶脫氨后即成尿嘧啶，若不糾正，可引起類(lèi)型轉(zhuǎn)換，即G-C→A-T。2.重組DNA技術(shù)DNA重組是自然界常見(jiàn)現(xiàn)象，指的是在兩個(gè)DNA分子之間，或一種DNA分子的兩個(gè)不一樣部位之間通過(guò)鏈斷裂和片段的互換重接，變化了基因的組合序列。這種互換可發(fā)生于同一細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間，甚至不一樣物種的DNA。DNA重組現(xiàn)象廣泛存在于真核細(xì)胞、原核細(xì)胞乃至病毒和質(zhì)粒?；蚬こ炭煞譃槿齻€(gè)過(guò)程。（1）重組DNA分子的構(gòu)建即將一目的DNA序列或基因共價(jià)連接于一種DNA載體上構(gòu)成一種重組DNA分子。（2）引入宿主細(xì)胞用轉(zhuǎn)化、感染或轉(zhuǎn)染等措施使重組DNA分子進(jìn)入宿主細(xì)胞，如細(xì)菌、酵母、動(dòng)物細(xì)胞。（3）篩選挑選具有重組DNA分子的細(xì)胞，使之克隆化并加以鑒定，可大量擴(kuò)增或體現(xiàn)。第十五章轉(zhuǎn)錄一、教學(xué)目的：通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)重要使學(xué)生掌握如下知識(shí)內(nèi)容：RNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程二、教學(xué)重點(diǎn)：RNA的轉(zhuǎn)錄三、教學(xué)難點(diǎn)：RNA的轉(zhuǎn)錄四、教學(xué)內(nèi)容：1.參與轉(zhuǎn)錄的酶轉(zhuǎn)錄酶是依賴(lài)DNA的RNA聚合酶（DDRP），亦稱(chēng)為DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶，簡(jiǎn)稱(chēng)為RNA聚合酶。它以DNA為模板催化RNA的合成。（1）原核生物的RNA聚合酶細(xì)菌中只發(fā)現(xiàn)一種RNA聚合酶，能催化mRNA，tRNA和rRNA等的合成，研究得比較清晰的是大腸桿菌（Ecoli）的RNA聚合酶。（2）真核生物的RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶已發(fā)既有三種，稱(chēng)為RNA聚合酶I、II和III，分別負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄不一樣的RNA，它們對(duì)特異性克制劑鵝膏蕈堿的敏感性亦有差異。2.轉(zhuǎn)錄過(guò)程轉(zhuǎn)錄是生物合成RNA的過(guò)程，與復(fù)制相似，有起始、核苷酸鏈延長(zhǎng)和鏈合成終止三個(gè)階段。（1）轉(zhuǎn)錄的起始轉(zhuǎn)錄的起始，就是形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的過(guò)程。這一階段反應(yīng)所需的輔助因子，在原核生物與真核生物之間有較大的差異。=1\*GB3①原核生物轉(zhuǎn)錄的起始轉(zhuǎn)錄的起始由RNA聚合酶與DNA模板的啟動(dòng)子(promoter)結(jié)合。=2\*GB3②真核生物轉(zhuǎn)錄的起始真核生物有三種RNA聚合酶，分別催化不一樣RNA的合成，每種酶都需要某些蛋白質(zhì)輔助因子，稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄因子。為以便討論，轉(zhuǎn)錄因子的命名冠以聚合酶的名稱(chēng)。如RNA聚合酶Ⅱ所需的轉(zhuǎn)錄因子稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄因子Ⅱ（2）轉(zhuǎn)錄的延長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)階段發(fā)生的反應(yīng)，在原核生物和真核生物比較相近?？偟膩?lái)說(shuō)，一是聚合酶怎樣向轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)下游移動(dòng)，繼續(xù)指導(dǎo)核苷酸之間磷酸二酯鍵的形成，二是轉(zhuǎn)錄區(qū)的模板怎樣形成局部單鏈區(qū)，便于轉(zhuǎn)錄。在轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中，DNA雙鏈需解開(kāi)10～20bp，形成的局部單鏈區(qū)象一種小泡，故形象地稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄泡。轉(zhuǎn)錄泡是指RNA聚合酶-DNA模板-轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA結(jié)合在一起形成的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。為了保持局部的轉(zhuǎn)錄泡狀態(tài)，在RNA聚合酶下游的DNA需不停解鏈，可使其下游的DNA（未解開(kāi)雙鏈部分）越纏越緊，形成正超螺旋，而其上游DNA變得松馳，產(chǎn)生負(fù)超螺旋，需要解旋酶和拓?fù)洚悩?gòu)酶來(lái)消除這些現(xiàn)象。（3）轉(zhuǎn)錄的終止=1\*GB3①原核生物轉(zhuǎn)錄的終止a.依賴(lài)ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止：ρ因子是一種分子量為46kDa的蛋白質(zhì)，以六聚體為活性形式。依賴(lài)ρ因子的終止位點(diǎn)，未發(fā)既有特殊的DNA序列，但ρ因子能與轉(zhuǎn)錄中的RNA結(jié)合b.不依賴(lài)ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止：在這種轉(zhuǎn)錄終止系統(tǒng)中，模板DNA在終止位點(diǎn)附近有特殊的持續(xù)T序列，在持續(xù)T之前有富含GC互補(bǔ)區(qū)及幾種插入堿基.=2\*GB3②真核生物轉(zhuǎn)錄的終止真核生物轉(zhuǎn)錄終止的機(jī)制，目前理解尚不多，并且3種RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄終止不完全相似。RNA聚合酶Ⅰ催化的轉(zhuǎn)錄有18bp的終止子序列，可被輔助因子識(shí)別。RNA聚合酶II和III催化轉(zhuǎn)錄的終止子，也許有與原核生物不依賴(lài)ρ因子的終止子相似的構(gòu)造和終止機(jī)制，即有富含GC的莖-環(huán)構(gòu)造和持續(xù)的U。由于成熟的mRNA3’端已被切除了一段并加入了polyA尾,詳細(xì)的轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)目前尚未認(rèn)識(shí)。3.轉(zhuǎn)錄的克制作用(1)作用于模板DNA的轉(zhuǎn)錄克制劑如放線(xiàn)菌素D（actinomycinD），能插入至DNA雙鏈中兩對(duì)dG?dC之間，低濃度時(shí)，制止RNA鏈的延長(zhǎng)，高濃度時(shí)可克制RNA的起始，也克制DNA復(fù)制。（2）作用于RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄克制劑如利福平或利福霉素，能與原核細(xì)胞RNA聚合酶的β亞基非共價(jià)結(jié)合，制止RNA轉(zhuǎn)錄的起始，對(duì)真核生物RNA聚合酶無(wú)作用。該藥臨床用于治療結(jié)核桿菌引起的疾病。α鵝膏蕈堿則是真核生物RNA聚合酶Ⅱ的克制劑。第十六章RNA轉(zhuǎn)錄后加工一、教學(xué)目的：通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)重要使學(xué)生掌握如下知識(shí)內(nèi)容：RNA合成后的加工二、教學(xué)重點(diǎn)：RNA合成后的加工方式三、教學(xué)難點(diǎn)：RNA合成后的加工方式四、教學(xué)內(nèi)容：1.RNA轉(zhuǎn)錄后的加工(1)原核生物RNA轉(zhuǎn)錄后的加工原核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，一般無(wú)需加工已具有活性，即可作為翻譯的模板，近年也發(fā)現(xiàn)需要添加3’polyA的現(xiàn)象。而對(duì)rRNA和tRNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工、修飾理解比較多，分別論述如下：=1\*GB3①rRNA的加工=2\*GB3②tRNA的加工a.RNA酶III：b.RNA酶D：c.RNA酶P：d.tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶：Ⅱ型tRNA沒(méi)有3’端的CCA，I型tRNA的3’端CCA亦有被核酸酶降解的也許性。此酶以ATP和CTP為原料催化tRNA3’端CCA的形成。(2)真核生物RNA轉(zhuǎn)錄后的加工=1\*GB3①rRNA轉(zhuǎn)錄后的加工真核生物的rRNA有5S、5.8S、18S和28S四種，其中5.8S、18S和28S是由RNA聚合酶I催化一種轉(zhuǎn)錄單位，產(chǎn)生45SrRNA前體，rRNA轉(zhuǎn)錄后加工包括前體rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，然后再切割和甲基化。=2\*GB3②tRNA轉(zhuǎn)錄后的加工前tRNA的加工包括切除和堿基修飾，有些則需剪接。=3\*GB3③mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工真核生物mRNA由RNA聚合酶II催化轉(zhuǎn)錄，初始產(chǎn)物為核不均一RNA，新生的hnRNA從開(kāi)始形成到轉(zhuǎn)錄終止，就逐漸與蛋白質(zhì)結(jié)合形成不均一核糖核蛋白顆粒，前mRNA加工的次序是形成5’帽子構(gòu)造；內(nèi)切酶清除3’端的一段序列；polyA聚合酶催化形成3’polyA尾；最終是剪接清除內(nèi)含子轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓膍RNA。2.RNA編輯是指RNA前體除上述加帽、添尾、剪接、修飾等程序外，需對(duì)其序列進(jìn)行改編，改編過(guò)程包括在RNA前體分子中插入、剔除、或置換某些核苷酸殘基。例如人的載脂蛋白B有兩種形式，一種是肝細(xì)胞合成的分子量為512kDa的ApoB-100，參與細(xì)胞內(nèi)合成的脂類(lèi)的運(yùn)送；另一種在小腸細(xì)胞合成的分子量為240kDa的ApoB-48，參與以乳糜微粒形式攜帶食物中的脂類(lèi)。這是由mRNA合成后在其第2153位密碼子CAA（谷氨酰胺）的C變成U而成UAA（終止子），因此蛋白質(zhì)合成到此密碼子即終止，產(chǎn)生含2152氨基酸殘基的ApoB-48，未被編輯的mRNA則翻譯成含4536氨基酸殘基的ApoB-100。由于催化胞嘧啶變成尿嘧啶的脫氨酶只存在于小腸，故ApoB-48只在小腸合成，因此RNA編輯可以看作是對(duì)生物學(xué)中心法則的一種重要補(bǔ)充。RNA編輯的多種形式極大地增長(zhǎng)了mRNA的遺傳信息容量。3.逆轉(zhuǎn)錄1970年Temin和Baltimore各自發(fā)現(xiàn)RNA腫瘤病毒具有一種酶，稱(chēng)為逆轉(zhuǎn)錄酶。這種酶以RNA為模板，在有4種dNTP存在及合適條件下，能按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則，合成互補(bǔ)DNA。這種酶也稱(chēng)RNA依賴(lài)的DNA聚合酶。由于RNA腫瘤病毒具有這種逆轉(zhuǎn)錄酶，因此也稱(chēng)為逆轉(zhuǎn)錄病毒。第十七章遺傳密碼和蛋白質(zhì)合成一、教學(xué)目的：通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)重要使學(xué)生掌握如下知識(shí)內(nèi)容：蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程，明確其特點(diǎn)及與核酸的關(guān)系。二、教學(xué)重點(diǎn)：1.遺傳密碼的特點(diǎn)2．蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程三、教學(xué)難點(diǎn)：蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程四、教學(xué)內(nèi)容：1.參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)（1）mRNA與遺傳密碼=1\*GB3①三聯(lián)體密碼與密碼的簡(jiǎn)并研究表明，密碼子（codon）共有64個(gè)，每個(gè)密碼子是由三個(gè)核苷酸（稱(chēng)為三聯(lián)體，triplet）構(gòu)成的。有的氨基酸有多種密碼子，這種現(xiàn)象稱(chēng)為簡(jiǎn)并，如UUU和UUC都是苯丙氨酸的密碼子，UCU、UCC、UCA、UCG、AGU和AGC都是絲氨酸的密碼子，同一氨基酸的不一樣密碼子稱(chēng)為同義詞（synonyms）。64個(gè)密碼子中61個(gè)密碼子代表一定的氨基酸，只有3個(gè)密碼子不代表任何氨基酸，為肽鏈合成的終止信號(hào)。總之，在DNA或mRNA分子內(nèi)，每3個(gè)相鄰核苷酸按其排列序列可體現(xiàn)一種氨基酸或體現(xiàn)蛋白質(zhì)合成終止信號(hào)的，統(tǒng)稱(chēng)為遺傳密碼。=2\*GB3②起始信號(hào)與終止信號(hào)64個(gè)密碼子中，61個(gè)代表氨基酸。每一種氨基酸少的只有一種密碼子，多的可有6個(gè)，但以2個(gè)和4個(gè)的居多。另有3個(gè)密碼子（UAA、UAG、UGA）為肽鏈的終止密碼，不代表任何氨基酸，為終止信號(hào)。密碼子AUG具有特殊性，不僅代表甲硫氨酸，假如位于mRNA起始部位，它還代表肽鏈合成的起始密碼子。起始密碼子常在mRNA的5′端附近。=3\*GB3③方向性與無(wú)間隔性mRNA的起動(dòng)信號(hào)到終止信號(hào)的排列是有一定方向性的。起動(dòng)信號(hào)總是位于mRNA的5′側(cè)，終止信號(hào)總是在3′側(cè)。mRNA分子中遺傳信息具有方向性（從5′端至3′端）的排列，決定了翻譯過(guò)程肽鏈從N端向C端合成的方向性。mRNA的密碼子之間無(wú)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)隔開(kāi)，因此在對(duì)應(yīng)基因的DNA鏈上，如因突變插入一種堿基或缺失一種堿基，都會(huì)引起mRNA的閱讀框移位，使其編碼的蛋白質(zhì)喪失功能。=4\*GB3④通用性從細(xì)菌到人，遺傳密碼可以通用.（2）氨基酸的“搬運(yùn)工具”—tRNA體內(nèi)的20種氨基酸都各有其特定的tRNA，并且一種氨基酸常有數(shù)種tRNA，在A(yíng)TP和酶的存在下，它可與特定的氨基酸結(jié)合。每個(gè)tRNA均有1個(gè)由3個(gè)核苷酸編成的特珠的反密碼子。此反密碼子可以根據(jù)堿基配對(duì)的原則，與mRNA上對(duì)應(yīng)的密碼子相配合。tRNA上的反密碼子，只有與mRNA上的密碼子相對(duì)應(yīng)時(shí)，才能結(jié)合。因此，在翻譯時(shí)，帶著不一樣氨基酸的各個(gè)tRNA就能精確地在核糖體上與mRNA的密碼子對(duì)號(hào)入座。(3)肽鏈合成的“裝配機(jī)”—核糖體核糖體由大小不一樣的兩個(gè)亞基所構(gòu)成，這兩個(gè)亞基分別由不一樣的RNA分子（稱(chēng)為rRNA）與多種蛋白質(zhì)分子共同構(gòu)成的。原核生物的核糖體為70S，由30S小亞基與50S大亞基構(gòu)成；真核生物的核糖體為80S，由30S小亞基與50S大亞基構(gòu)成。2.蛋白質(zhì)合成的過(guò)程（1）氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運(yùn)在蛋白質(zhì)分子中，氨基酸借其—NH2基及—COOH基互相聯(lián)結(jié)成肽。氨基酸的活化過(guò)程及其活化后與對(duì)應(yīng)tRNA的結(jié)合過(guò)程，都是由同一類(lèi)酶所催化；此類(lèi)酶稱(chēng)為氨基酰tRNA合成酶。氨基酰tRNA合成酶催化的反應(yīng)必須有ATP參與。（2）肽鏈合成的起始在蛋白質(zhì)生物合成的起始階段，核糖體的大、小亞基，mRNA與甲酰甲硫氨酰tRNAimet共同構(gòu)成70S起始復(fù)合體。這一過(guò)程需要某些稱(chēng)為起始因的蛋白質(zhì)以及GTP與鎂離子的參與。=1\*GB3①30S起始復(fù)合體的形成原核生物mRNA的5′端與起始信號(hào)之間，相距約25個(gè)核苷酸，此處存在富含嘌呤區(qū)（如AGGA或GAGG），稱(chēng)為Shine-Dalgarno（SD）序列。核糖體30S亞基的16SrRNA有一對(duì)應(yīng)的富含嘧啶區(qū)可與SD序列互補(bǔ)。由此，30S亞基在IF3與IF1的增進(jìn)下，與mRNA的起始部位結(jié)合。=2\*GB3②70S起始復(fù)合體的形成30S起始復(fù)合體一旦形成，IF3也就脫落，50S亞基隨即與其結(jié)合。此時(shí)復(fù)合體中的GTP水解釋出GDP與無(wú)機(jī)磷酸，使IF2與IF1也都脫落，形成了70S起始復(fù)合體。70S起始復(fù)合體的形成，表明蛋白質(zhì)生物合成的起始階段已經(jīng)完畢，已可進(jìn)入肽鏈延長(zhǎng)階段。（3）肽鏈延長(zhǎng)這一階段，與mRNA上的密碼子相適應(yīng)，新的氨基酸不停被對(duì)應(yīng)特異的tRNA運(yùn)至核糖體的受位，形成肽鏈。同步，核糖體從mRNA的5’端向3’端不停移位以推進(jìn)翻譯過(guò)程（圖14-4）。肽鏈延長(zhǎng)階段需要稱(chēng)為延長(zhǎng)因子的蛋白質(zhì)，GTP，Mg2+與K+的參與。肽鏈延長(zhǎng)階段的詳細(xì)環(huán)節(jié)如下：=1\*GB3①進(jìn)位：與上一階段所產(chǎn)生的復(fù)合物（圖14-3中的70S起始復(fù)合體）受位上mRNA密碼子相對(duì)應(yīng)的氨基酰tRNA進(jìn)入受位。=2\*GB3②轉(zhuǎn)肽：50S亞基的給位有轉(zhuǎn)肽酶的存在，可催化肽鍵形成，此時(shí)在轉(zhuǎn)肽酶的催化下，將給位上tRNA所攜的甲酰甲硫氨酰（或肽酰）轉(zhuǎn)移給受位上新進(jìn)入的氨基酰tRNA，與其所帶的氨基酰的氨基結(jié)合，形成肽鍵。=3\*GB3③移位：核糖體向mRNA的3′端挪動(dòng)相稱(chēng)于一種密碼子的距離，使下一種密碼子精確定位在受位，同步帶有肽鏈的tRNA由受位移至給位，此步需要肽鏈延長(zhǎng)因子EFG(又稱(chēng)轉(zhuǎn)位酶，translocase)、Mg2+與供應(yīng)能量的GTP。=4\*GB3④脫落：當(dāng)A位進(jìn)入新的氨基酰tRNA后，空載的tRNA從核糖體的E位脫落。（4）肽鏈合成的終止終止階段包括已合成完畢的肽鏈被水解釋放，以及核糖體與tRNA從mRNA上脫落的過(guò)程。這一階段需要GTP與一種起終止作用的蛋白質(zhì)因子—釋放因子的參與。3．翻譯后加工（1）肽鏈的合成后加工與修飾某些蛋白質(zhì)在其肽鏈合成結(jié)束后，還需要深入加工，修飾才能轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂姓Ｉ砉δ艿牡鞍踪|(zhì)。=1\*GB3①二硫鍵的形成二硫鍵由兩個(gè)半胱氨酸殘基形成，對(duì)維持蛋白質(zhì)立體構(gòu)造起重要作用，如核糖核酸酶合成后，肽鏈中8個(gè)半胱氨酸殘基構(gòu)成了4對(duì)二硫鍵，此4對(duì)二硫鍵對(duì)它的酶活性是必要的。=2\*GB3②個(gè)別氨基酸殘基的化學(xué)修飾有些蛋白質(zhì)前體需經(jīng)一定的化學(xué)修飾才能成為成品而參與正常的生理活動(dòng)。有些酶的活性中心具有磷酸化的絲氨酸、蘇氨酸或酪氨酸殘基。這些磷酸化的氨基酸殘基都是在肽鏈合成后對(duì)應(yīng)殘基的-OH被磷酸化而形成的。除磷酸化外，有時(shí)蛋白質(zhì)前體需要乙?；ㄈ缃M蛋白）、甲基化、ADP-核糖化、羥化等。膠原蛋白的前體在合成后，經(jīng)羥化，其肽鏈中的脯氨酸及賴(lài)氨酸殘基可分別轉(zhuǎn)變?yōu)榱u脯氨酸及羥賴(lài)氨酸殘基。=3\*GB3③蛋白質(zhì)前體中不必要肽段的切除無(wú)活性的酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿?，常需要去掉一部分肽鏈?，F(xiàn)知其他蛋白質(zhì)也存在類(lèi)似過(guò)程，雖然轉(zhuǎn)變的場(chǎng)所不一樣；酶原多是在細(xì)胞外轉(zhuǎn)變?yōu)槊?，而蛋白質(zhì)前體中不必要肽段的切除是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的。=4\*GB3④多蛋白的加工真核生物mRNA的翻譯產(chǎn)物為單一多肽鏈，有時(shí)這一肽鏈經(jīng)加工，可產(chǎn)生一種以上功能不一樣的蛋白質(zhì)或多肽。4．蛋白質(zhì)生物合成的阻斷劑（1）抗生素類(lèi)阻斷劑阻礙翻譯的原因是蛋白質(zhì)合成最直接的阻斷劑；此類(lèi)原因多是抗生素類(lèi)化合物。某些抗生素能與核糖體結(jié)合，從而阻礙翻譯過(guò)程。（2）作為蛋白質(zhì)合成阻斷劑的毒素：克制人體蛋白質(zhì)合成的天然蛋白質(zhì)，常見(jiàn)者為細(xì)菌毒素與植物毒蛋白。（3）作為蛋白質(zhì)合成阻斷劑的其他蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)第十八章原核生物基因體現(xiàn)的調(diào)控一、教學(xué)目的：通過(guò)對(duì)本章的學(xué)習(xí)重要使學(xué)生掌握如下知識(shí)內(nèi)容：原核生物基因體現(xiàn)調(diào)控模式二、教學(xué)重點(diǎn)：原核生物基因體現(xiàn)調(diào)控模式三、教學(xué)難點(diǎn)：原核生物基因體現(xiàn)調(diào)控模式四、教學(xué)內(nèi)容：1．乳糖操縱子（1）乳糖操縱子的構(gòu)造和誘導(dǎo)劑所謂操縱子是指某些成簇排列、互相協(xié)同的基因所構(gòu)成的單位，也稱(chēng)基因體現(xiàn)的協(xié)同單位。在乳糖操縱子中有Z基因(編碼β-半乳糖苷酶，β－galactosidase)，Y基因(編碼通透酶，permease)，a基因(編碼轉(zhuǎn)乙?；?，transacetylase)，上述Z、Y、a是構(gòu)造基因；P(啟動(dòng)子，promoter)，O(操縱基因，operator)是調(diào)控基因；I(編碼Lac阻遏物，Lacrepressor)不屬于乳糖操縱子。(圖15—2)。大腸埃希菌能運(yùn)用乳糖作為碳源，但要將乳糖水解為半乳糖和葡萄糖，催化此水解反應(yīng)的是β-半乳糖苷酶。由于Z、Y、a以多順?lè)醋有问酱嬖?，即三種基因被轉(zhuǎn)錄到同一條mRNA上，因此乳糖能同步等量地誘導(dǎo)三種酶的合成。通透酶的作用是使乳糖能透過(guò)細(xì)菌壁，轉(zhuǎn)乙?；傅淖饔眠€不清晰。在大腸埃希菌內(nèi)，真正生理性的誘導(dǎo)劑并非乳糖，而是別位乳糖，也是由乳糖經(jīng)β-半乳糖苷酶(未經(jīng)誘導(dǎo)少許存在于細(xì)菌內(nèi))催化形成，并再經(jīng)β-半乳糖苷酶水解為半乳糖和葡萄糖。（2）Lac阻遏物的作用Lac阻遏物是一種具有四級(jí)構(gòu)造的蛋白質(zhì)，4個(gè)亞基相似(分子質(zhì)量37000)，均有一種與誘導(dǎo)劑(生理性誘導(dǎo)劑為別位乳糖，試驗(yàn)常用的誘導(dǎo)劑是異丙基硫代半乳糖一IPTG)的結(jié)合位點(diǎn)。在沒(méi)有誘導(dǎo)劑的狀況下，Lac阻遏物能迅速與操縱基因O結(jié)合，從而阻礙構(gòu)造基因的轉(zhuǎn)錄。當(dāng)有誘導(dǎo)劑與Lac阻遏物結(jié)合后，阻遏物的構(gòu)象就發(fā)生變化，導(dǎo)致阻遏物從操縱基因O上解離下來(lái)，RNA聚合酶不再受阻礙，能轉(zhuǎn)錄構(gòu)造基因Z、Y、a。Lac阻遏物與操縱基因O結(jié)合時(shí)所覆蓋的區(qū)域?yàn)?8bp。（3）CAP與cAMP復(fù)合物在乳糖操縱子體現(xiàn)中的作用大腸埃希菌具有優(yōu)先運(yùn)用葡萄糖作為能源的特點(diǎn)。當(dāng)大腸埃希菌在具有葡萄糖的培養(yǎng)劑中生長(zhǎng)時(shí)，某些分解代謝酶，如β-半乳糖苷酶、半乳糖激酶、阿拉伯糖異構(gòu)酶、色氨酸酶等的水平都很低，這種葡萄糖對(duì)其他酶的克制效應(yīng)稱(chēng)為分解物阻遏作用，這種現(xiàn)象與cAMP有關(guān)。葡萄糖能減少大腸埃希菌中cAMP的濃度，而加入外源性cAMP能逆轉(zhuǎn)葡萄糖的這種克制作用。cAMP能刺激多種可誘導(dǎo)的操縱子，包括乳糖操縱子轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)。從這點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，cAMP在細(xì)菌和哺乳動(dòng)物中的作用是相似的，都是作為饑餓信號(hào)，但作用機(jī)制全然不一樣，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞，cAMP的作用是激活蛋白激酶，再由蛋白激酶磷酸化其他靶蛋白質(zhì)分子，例如，調(diào)控糖原合成和分解的機(jī)制；而細(xì)菌中cAMP的作用是通過(guò)和一種稱(chēng)為分解物基因激活物蛋白CAP)結(jié)合后發(fā)揮作用。CAP是一種具有兩個(gè)相似亞基的蛋白質(zhì)，每個(gè)亞基都具有與DNA結(jié)合的構(gòu)造域和與cAMP結(jié)合的構(gòu)造域。CAP與cAMP結(jié)合的復(fù)合物才能刺激操縱子構(gòu)造基因的轉(zhuǎn)錄。在乳糖操縱子上CAP與DNA結(jié)合的區(qū)域恰好在啟動(dòng)子P的上游。當(dāng)沒(méi)有葡萄糖存在(或低濃度葡萄糖)時(shí)，cAMP-CAP復(fù)合物結(jié)合到對(duì)應(yīng)的DNA序列，并刺激RNA聚合酶的轉(zhuǎn)錄作用(能使轉(zhuǎn)錄效率提高50倍)，這種作用當(dāng)然是在沒(méi)有Lac阻遏物與操縱基因O結(jié)合的狀況下才能發(fā)生。在沒(méi)有CAP-cAMP的狀況下，RNA聚合酶與啟動(dòng)子并不形成具有高效轉(zhuǎn)錄活性的開(kāi)放復(fù)合體，因此乳糖操縱子構(gòu)造基因的高體現(xiàn)既需要有誘導(dǎo)劑乳糖的存在(使Lac阻遏物失活)，又規(guī)定無(wú)葡萄糖或低濃度葡萄糖的條件(增高cAMP濃度，并形成CAP-cAMP復(fù)合物增進(jìn)轉(zhuǎn)錄)。2．色氨酸操縱子原核生物的轉(zhuǎn)錄終止階段，也可以是基因體現(xiàn)調(diào)控的環(huán)節(jié)，色氨酸操縱子的調(diào)控模式就是一種經(jīng)典的例子。色氨酸操縱子的構(gòu)造基因包括編碼5種酶的基因E、D、C、B、A，5種酶在催化分支酸轉(zhuǎn)變?yōu)樯彼岬倪^(guò)程中發(fā)揮作用，構(gòu)造基因中還包括L基因，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是前導(dǎo)mRNA，調(diào)控元件有啟動(dòng)子P和操縱基因O。色氨酸操縱子體現(xiàn)的調(diào)控有兩種機(jī)制，一種是通過(guò)阻遏物的負(fù)調(diào)控，另一種是通過(guò)衰減作用。（1）)阻遏物對(duì)色氨酸操縱子的調(diào)控色氨酸阻遏物是一種同二聚體蛋白質(zhì)(由兩個(gè)相似的亞基構(gòu)成)，每個(gè)亞基有107個(gè)氨基酸殘基。色氨酸阻遏物自身不能和操縱基因O結(jié)合，必須和色氨酸結(jié)合后才能與操縱基因O結(jié)合，從而阻遏構(gòu)造基因體現(xiàn)，因此色氨酸是一種共阻遏物（2）)衰減作用對(duì)色氨酸操縱子的調(diào)控色氨酸操縱子轉(zhuǎn)錄的衰減作用是通過(guò)衰減子調(diào)控元件使轉(zhuǎn)錄終止。色氨酸操縱子的衰減子位于L基因中，離E基因5’端約30—60bp。大腸埃希菌在無(wú)或低色氨酸環(huán)境中培養(yǎng)時(shí)，能轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生具有6720個(gè)核苷酸的全長(zhǎng)多順?lè)醋觤RNA，包括L基因和構(gòu)造基因。培養(yǎng)劑中色氨酸濃度增長(zhǎng)時(shí)，上述全長(zhǎng)多順?lè)醋觤RNA合成減少，但L基因5’端部分的140個(gè)核苷酸的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物并沒(méi)有減少（圖15-6)。這種現(xiàn)象是由衰減子導(dǎo)致的，而不是由于阻遏物-共阻遏物的作用所致。這段140個(gè)核苷酸序列就是衰減子序列。衰減子轉(zhuǎn)錄物具有4段能互相之間配對(duì)形成二級(jí)構(gòu)造的片段，如圖15-7所示，片段1-和2配對(duì)形成發(fā)夾構(gòu)造時(shí)，片段3和4同步能配對(duì)形成發(fā)夾構(gòu)造；而片段2和3形成發(fā)夾構(gòu)造時(shí)，其他片段配對(duì)二級(jí)構(gòu)造就不能形成。第十九章真核生物基因體現(xiàn)的調(diào)控一、教學(xué)目的：1.熟悉真核基因組的構(gòu)造特點(diǎn)、真核生物在DNA水平、轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平上基因體現(xiàn)調(diào)控的特點(diǎn)。2.掌握如下概念：順式作用元件、反式作用因子、啟動(dòng)子、增強(qiáng)子，熟悉沉默子、基本轉(zhuǎn)錄因子、特異轉(zhuǎn)錄因子。3.理解轉(zhuǎn)錄因子的構(gòu)造特點(diǎn)。二、教學(xué)重點(diǎn)：真核生物在DNA水平和轉(zhuǎn)錄水平基因體現(xiàn)調(diào)控的特點(diǎn)。三、教學(xué)難點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄因子的構(gòu)造特點(diǎn)。四、教學(xué)內(nèi)容1．真核生物基因體現(xiàn)調(diào)控的特點(diǎn)真核基因體現(xiàn)調(diào)控的最明顯特性是能在特定期間和特定的細(xì)胞中激活特定的基因，從而實(shí)現(xiàn)"預(yù)定"的、有序的、不可逆轉(zhuǎn)的分化、發(fā)育過(guò)程，并使生物的組織和器官在一定的環(huán)境條件范圍內(nèi)保持正常功能。真核生物基因體現(xiàn)調(diào)控與原核的共同點(diǎn)：（1）基因體現(xiàn)均有轉(zhuǎn)錄水平和轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控，且以轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控為最重要；（2）在構(gòu)造基因上游和下游、甚至內(nèi)部存在多種調(diào)控成分，并依托特異蛋白因子與這些調(diào)控成分的結(jié)合與否調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄。真核生物基因體現(xiàn)調(diào)控與原核的不一樣點(diǎn)：（1）真核基因體現(xiàn)調(diào)控的環(huán)節(jié)更多：轉(zhuǎn)錄與翻譯間隔進(jìn)行，具有多種原核生物沒(méi)有的調(diào)控機(jī)制；個(gè)體發(fā)育復(fù)雜，具有調(diào)控基因特異性體現(xiàn)的機(jī)制。（2）真核生物活性染色體構(gòu)造的變化對(duì)基因體現(xiàn)具有調(diào)控作用：DNA拓?fù)錁?gòu)造變化、DNA堿基修飾變化、組蛋白變化；（3）正性調(diào)整占主導(dǎo)，且一種真核基因一般有多種調(diào)控序列，需要有多種激活物。2．真核生物基因體現(xiàn)調(diào)控的種類(lèi)根據(jù)其性質(zhì)可分為兩大類(lèi)：一是瞬時(shí)調(diào)控或稱(chēng)為可逆性調(diào)控，它相稱(chēng)于原核細(xì)胞對(duì)環(huán)境條件變化所做出的反應(yīng)。瞬時(shí)調(diào)控包括某種底物或激素水平的升降，及細(xì)胞周期不一樣階段中酶活性和濃度的調(diào)整。二是發(fā)育調(diào)控或稱(chēng)不可逆調(diào)控，是真核基因調(diào)控的精髓部分，它決定了真核細(xì)胞生長(zhǎng)、分化、發(fā)育的所有進(jìn)程。根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：– DNA水平調(diào)控Replicationalregulation– 轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控transcriptionalregulation– 轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控posttranscriptionalregulation– 翻譯水平調(diào)控translationalregulation– 蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控regulationofproteinmaturation3．真核生物DNA水平上的基因體現(xiàn)調(diào)控（1）基因丟失丟失一段DNA或整條染色體的現(xiàn)象。在細(xì)胞分化過(guò)程中，可以通過(guò)丟失掉某些基因而清除這些基因的活性。某些原生動(dòng)物、線(xiàn)蟲(chóng)、昆蟲(chóng)和甲殼類(lèi)動(dòng)物在個(gè)體發(fā)育中，許多體細(xì)胞常常丟失掉整條或部分的染色體，只有未來(lái)分化產(chǎn)生生殖細(xì)胞的那些細(xì)胞一直保留著整套的染色體。目前，在高等真核生物（包括動(dòng)物、植物）中尚未發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的基因丟失現(xiàn)象。（2）基因擴(kuò)增基因擴(kuò)增是指某些基因的拷貝數(shù)專(zhuān)一性增大的現(xiàn)象，它使得細(xì)胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿(mǎn)足生長(zhǎng)發(fā)育的需要，是基因活性調(diào)控的一種方式。如非洲爪蟾卵母細(xì)胞中rDNA的基因擴(kuò)增是因發(fā)育需要而出現(xiàn)的基因擴(kuò)增現(xiàn)象。發(fā)育或系統(tǒng)發(fā)生中的倍性增長(zhǎng)在植物中普遍存在基因組拷貝數(shù)增長(zhǎng)，即多倍性，在植物中是非常普遍的現(xiàn)象。基因組拷貝數(shù)增長(zhǎng)使可供遺傳重組的物質(zhì)增多，這也許構(gòu)成了加速基因進(jìn)化、基因組重組和最終物種形成的一種方式。（3）基因重排將一種基因從遠(yuǎn)離啟動(dòng)子的地方移到距它很近的位點(diǎn)從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄，這種方式被稱(chēng)為基因重排。通過(guò)基因重排調(diào)整基因活性的經(jīng)典例子是免疫球蛋白構(gòu)造基因的體現(xiàn)。在人類(lèi)基因組中，所有抗體的重鏈和輕鏈都不是由固定的完整基因編碼的，而是由不一樣基因片段經(jīng)重排后形成的完整基因編碼的。完整的重鏈基因由VH、D、J和C四個(gè)基因片斷組合而成。完整的輕鏈基因由VL、J和C3個(gè)片段組合而成。人類(lèi)基因組中抗體基因片斷產(chǎn)生免疫球蛋白分子多樣性的遺傳控制 重鏈和輕鏈的不一樣組合，κ、λ、H； 在重鏈中，V、D、J和C片段的組合； κ輕鏈中V和C的組合； λ輕鏈中V、J和C的組合； 基因片段之間的連接點(diǎn)也可以在幾種bp的范圍內(nèi)移動(dòng)。 因此，可以從約300個(gè)抗體基因片段中產(chǎn)生109數(shù)量級(jí)的免疫球蛋白分子。（4）DNA的甲基化與基因調(diào)控=1\*GB3①DNA的甲基化? 胞嘧啶被甲基化修飾形成5-甲基胞嘧啶(mC)? 幾乎所有的mC與其3’的鳥(niǎo)嘌呤以5’mCpG? 當(dāng)兩條鏈上的胞嘧啶都被甲基化時(shí)稱(chēng)為完全甲基化。? 一般在復(fù)制剛完畢時(shí)，子鏈上的C呈非甲基化狀態(tài)，稱(chēng)為半甲基化。? 在真核生物中，5-甲基胞嘧啶重要出目前CpG序列、CpXpG、CCA/TGG和GATC中? CpG二核苷酸一般成串出目前DNA上，CpG島甲基化位點(diǎn)的檢測(cè)? 特殊的限制性?xún)?nèi)切酶——同裂酶? HpaⅡ識(shí)別并切割未甲基化的CCGG(C↓CGG)? MspⅠ識(shí)別無(wú)論與否甲基化的CCGG(C↓CGG或C↓CmGG)真核生物細(xì)胞內(nèi)存在兩種甲基化酶活性：? 構(gòu)建性甲基轉(zhuǎn)移酶：作用于非甲基化位點(diǎn)，對(duì)發(fā)育初期DNA甲基化位點(diǎn)確實(shí)定起重要作用。? 維持性甲基轉(zhuǎn)移酶：作用于半甲