醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)課件

Preface分子生物學(xué)和醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)研究的主要內(nèi)容分子生物學(xué)的歷史分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用分子生物學(xué)的主要內(nèi)容分子水平研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)、生命活動(dòng)及規(guī)律。包括生物大分子、基因組的結(jié)構(gòu)與功能；基因的復(fù)制、表達(dá)、調(diào)控；細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)；基因工程的各種技術(shù)體系。第一節(jié)

醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)主要內(nèi)容生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能基因組的結(jié)構(gòu)與功能基因的復(fù)制、表達(dá)、調(diào)控細(xì)胞通訊與細(xì)胞內(nèi)信號(hào)傳導(dǎo)；基因工程的各種技術(shù)體系（克隆、測(cè)序、雜交、PCR、轉(zhuǎn)基因、DNA芯片）基因與疾病基因診斷與基因治療第二節(jié)分子生物學(xué)的歷史一、孕育階段1871年Miescher核素;1900年，Gene1910年，Morgan：Gene存在于染色體上1944年，Avery證實(shí)DNA攜帶遺傳信息。創(chuàng)立階段

二十年代，Levene研究了核酸的結(jié)構(gòu)，并提出了四核苷酸假說(shuō)。1953年Watson和CrickDNA雙螺旋1958年Crick中心法則1958年，Meselson和StahlDNA半保留復(fù)制。1960年發(fā)現(xiàn)mRNA，DNApol1961年，Jacob和Monod操縱子學(xué)說(shuō)1961年，Nirenberg破譯第一個(gè)遺傳密碼發(fā)展階段1970年，Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶。阿爾伯(Arber)、史密斯(Smith)和內(nèi)森斯(Nathans)，發(fā)現(xiàn)限制性內(nèi)切酶,獲1978年諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。Sanger設(shè)計(jì)測(cè)定DNA分子內(nèi)核苷酸序列，1980年與伯格(Berg)（重組DNA技術(shù)）分享

Nobel生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1989年Altman、Cech發(fā)現(xiàn)核酶共享Nobel化學(xué)獎(jiǎng)。PCR技術(shù)的建立。顯微注射術(shù)開(kāi)始轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究。轉(zhuǎn)基因植物的誕生?；蛑委熂夹g(shù)。人類基因組計(jì)劃。克隆羊的誕生。第三節(jié)

分子生物學(xué)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用一、人體發(fā)育調(diào)控和人體功能調(diào)控的分子生物學(xué)基礎(chǔ)二、基因與疾病三、生物工程與生物制藥四、預(yù)防醫(yī)學(xué)一、人體發(fā)育調(diào)控和人體功能調(diào)控的分子生物學(xué)基礎(chǔ)發(fā)育、分化與衰老的分子生物學(xué)基礎(chǔ)細(xì)胞增殖調(diào)控的分子生學(xué)基礎(chǔ)神經(jīng)、內(nèi)分泌和免疫調(diào)控的分子生物學(xué)基礎(chǔ)二、基因與疾病三、生物工程與生物制藥基因工程酶工程蛋白質(zhì)工程微生物工程第一節(jié)核酸生物大分子（biopolymer）

:

nucleicacid、protein、polysaccharose（多糖）。分子量：10~103kD一級(jí)結(jié)構(gòu)：基本結(jié)構(gòu)單位的排列順序。

nucleicacid：

DNA（deoxyribonucleicacid）

RNA（ribonucleicacid）DNAStructures&functions

Primarystructure：DNA分子中核苷酸的排列順序。Secondarystructure：雙螺旋（doublehelix）三股螺旋（triplehelix）Tertiarystructure：超螺旋（supercoil）DNAprimarystructure

&function一級(jí)結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)：

兩類核酸分子的組成比較嘌呤嘧啶核糖磷酸DNAA，GC，T脫氧核糖磷酸RNAA，GC，U核糖磷酸5’末端的磷酸基團(tuán)3‘，5’-磷酸二酯鍵3‘末端羥基DNA攜帶的遺傳信息

※有功能活性的DNA序列所攜帶的遺傳信息。

※調(diào)控信息：能被各種蛋白質(zhì)分子特異性識(shí)別和結(jié)合。DNA的甲基化（MythylationofDNA）原核生物：多為對(duì)一些酶切位點(diǎn)的修飾，作用是對(duì)自身DNA產(chǎn)生保護(hù)作用。真核生物：在基因表達(dá)調(diào)控中起主要作用。DNASecondaryStructures&functions

1、雙螺旋結(jié)構(gòu)（doublehelix）三股螺旋DNA（triplehelix）三鏈DNA（triplestrandsDNA，tsDNA）1957年由Felesnfeld及Davis首先發(fā)現(xiàn)。三條鏈均為同型嘌呤（homopurine，Hpu）或同型嘧啶（homopyrimidine，Hpy）。兩種基本類型：

Pu-Pu-Py型：在堿性介質(zhì)中穩(wěn)定。

Py-Pu-Py型：在偏酸性介質(zhì)中穩(wěn)定。三鏈DNA既可以是B-DNA與另一條DNA鏈結(jié)合成的鏈間的三鏈DNA，又可以是B-DNA與其自身的一條鏈結(jié)合形成的鏈內(nèi)的三鏈DNA。分子內(nèi)三鏈DNA于1987年由Mirkin在超螺旋中發(fā)現(xiàn)。其形成要求雙螺旋中存在連續(xù)的嘌呤或嘧啶序列，而且必須是鏡像重復(fù)序列。

鏡像重復(fù)序列：由反方向完全相同的兩個(gè)序列組成。5′GGAATCGATCTTTTCTAGCTAAGG3′3′CCTTAGCTAGAAAAGATCGATTCC3′反轉(zhuǎn)重復(fù)（invertedrepeated)：由反方向互補(bǔ)的兩個(gè)DNA片段組成，兩個(gè)反轉(zhuǎn)重復(fù)序列又叫回文序列(palindromesequence)。鏡像重復(fù)(mirrorrepeat)：由反方向完全相同的兩個(gè)序列組成。直接重復(fù)(directrepeat)：由同一方向完全相同的兩個(gè)序列組成。正向重復(fù)序列、順向重復(fù)序列。DNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)——超螺旋（supercoil）

生物體閉環(huán)DNA都以超螺旋形式存在，如細(xì)菌質(zhì)粒、病毒、線粒體DNA。線性DNA分子或環(huán)狀DNA分子中有一條鏈有缺口時(shí)不能形成超螺旋。超螺旋的意義：緊密，體積更小；能影響雙螺旋的解鏈程序，因而影響DNA分子與其它分子之間的相互作用。真核生物染色體三級(jí)結(jié)構(gòu)：RNAStructures&functions

一、mRNA：messengerRNA二、tRNA：transferRNA三、rRNA：ribosomalRNA四、核酶（ribozyme）五、核內(nèi)不均一RNA（heterogeneousnuclearRNA，hnRNA）六、小分子核內(nèi)RNA（smallnuclearRNA，snRNA）七、反義RNA（antisenseRNA）mRNA

原核生物mRNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1、多順?lè)醋樱╬olycistron）:一分子mRNA帶有幾種蛋白質(zhì)的遺傳信息，可以作為幾種蛋白質(zhì)的模板，能翻譯出幾種蛋白質(zhì)。2、mRNA5′端無(wú)帽子結(jié)構(gòu),3′端一般無(wú)多聚A的尾巴。3、一般沒(méi)有修飾堿基。每種順?lè)醋邮且粋€(gè)特異的翻譯區(qū)；每個(gè)翻譯區(qū)與核蛋白體之間有一個(gè)獨(dú)立的結(jié)合部位；各個(gè)翻譯區(qū)之間借一段無(wú)編碼功能的核苷酸序列相連，5′端、3′端也有非編碼區(qū)。真核生物mRNA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)1、5′末端有帽子結(jié)構(gòu)。2、3′端多數(shù)帶有多聚A的尾巴(polyadenylatetail),其長(zhǎng)度為20~200個(gè)A.3、分子中可能有修飾堿基,主要是甲基化.4、分子中有編碼區(qū)與非編碼區(qū)。非編碼區(qū)（untranslatedregionUTR）位于編碼區(qū)的兩端；5′非編碼區(qū)有翻譯起始信號(hào)。tRNA：轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸1、單鏈小分子，含73~93個(gè)核苷酸。2、含有很多稀有堿基或修飾堿基。多為甲基化。3、5′端總是磷酸化，且常是pG。4、3′端為CCAOH。5、二級(jí)結(jié)構(gòu)為三葉草形。6、三級(jí)結(jié)構(gòu)為倒L型。rRNA原核生物真核生物核糖體70S80S小亞基30S40SrRNA16S(1542個(gè)核苷酸)18S（1874個(gè)核苷酸）蛋白質(zhì)21種(占總重量的40%)33種（占總重量的50%）大亞基50S60SrRNA23S(2940個(gè)核苷酸)28S（4718個(gè)核苷酸）5S(120個(gè)核苷酸)5.85S(160個(gè)核苷酸)5S(120個(gè)核苷酸)蛋白質(zhì)31種(占總重量的30%)49種(占總重量的35%)核糖體的組成原核生物16SrRNA3′端有一保守序列ACCUCCU，是mRNA的識(shí)別結(jié)合位點(diǎn)。原核生物5SrRNA43~47位核苷酸為CGAAC序列，可與tRNA上GTΨCG互補(bǔ)。真核生物5.8SrRNA上也有相同的CGAAC序列,是tRNA與rRNA相互識(shí)別、相互作用的部位。rRNA上有許多rRNA之間識(shí)別結(jié)合部位及蛋白質(zhì)的相互作用部位。核酶：有催化活性的RNA1982年，美國(guó)ThomasCech在研究四膜蟲(chóng)rRNA自我剪接時(shí)發(fā)現(xiàn)，同時(shí)加拿大的SidneyAltman發(fā)現(xiàn)RNaseP分子中的RNA組分有催化活性；1989年分享了Noble化學(xué)獎(jiǎng)。不僅拓寬了生物催化劑的領(lǐng)域，而且對(duì)RNA的生物學(xué)功能開(kāi)創(chuàng)了一種歷史性的新認(rèn)識(shí)：RNA不僅具有儲(chǔ)存和傳遞遺傳信息的功能，而且還具有生物催化劑的功能，在一定程度上可以說(shuō)，RNA一身兼有DNA和蛋白質(zhì)兩大類生物大分子的功能。核酶的二級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)于催化活性很重要。Symons提出“錘頭”（hammerhead）狀二級(jí)結(jié)構(gòu)。三個(gè)螺旋區(qū)；13（或11）個(gè)保守核苷酸序列。核內(nèi)不均一RNA（hnRNA）真核細(xì)胞轉(zhuǎn)錄生成mRNA的前體。加工過(guò)程包括：5′加帽；3′端加尾；內(nèi)含子的切除和外顯子的拼接；分子內(nèi)部的甲基化修飾作用；核苷酸序列的編輯作用。小分子核內(nèi)RNA(snRNA)真核細(xì)胞核內(nèi)一組小分子RNA,含70~300堿基,序列中尿嘧啶含量較高,因此又用U命名.既非任何RNA的前體,也非某種RNA代謝的中間產(chǎn)物,而是具有獨(dú)特功能且獨(dú)立存在的實(shí)體,參與mRNA的加工。常與多種特異的蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，形成小分子核內(nèi)核蛋白顆粒（smallnuclearribonucleoproteinparticle，snRNP）反義RNA堿基序列正好與有意義mRNA互補(bǔ)的RNA，又稱為調(diào)節(jié)RNA?？膳cmRNA配對(duì)結(jié)合形成雙鏈，最終抑制mRNA作為模板進(jìn)行翻譯。還可作為DNA復(fù)制的抑制因子，與引物RNA互補(bǔ)結(jié)合抑制DNA復(fù)制，及在轉(zhuǎn)錄水平上與mRNA5′端互補(bǔ)，阻止RNA合成轉(zhuǎn)錄?？梢匀斯ず铣煞戳xRNA來(lái)調(diào)節(jié)基因的表達(dá),用于疾病治療。原核生物中也有一種mRNA干擾互補(bǔ)RNA（MrnainterferingcomplementaryRNA，micRNA），也可與特異mRNA結(jié)合并阻止翻譯。核酸的酚抽提原理：交替使用酚、氯仿兩種蛋白質(zhì)變性劑，更有效去除蛋白質(zhì)。氯仿還可加速有機(jī)相與水相的分層。異戊醇：抑制界面泡沫的形成。標(biāo)準(zhǔn)程序：酚——酚-氯仿——氯仿。核酸的沉淀原理：核酸與鈉、鉀、鎂形成的鹽在許多有機(jī)溶劑中不溶，也不會(huì)變性。醋酸鈉為沉淀DNA、RNA的最常用鹽類。有機(jī)溶劑：乙醇、異丙醇、聚乙二醇。溫度：冰水真核細(xì)胞RNA的提取純化一個(gè)典型的哺乳動(dòng)物細(xì)胞約含10-5μgRNA，其中80~85%為rRNA，mRNA為細(xì)胞總RNA的1~5%。制備高質(zhì)量真核細(xì)胞RNA的關(guān)鍵是在抽提的最初步驟就需要抑制核糖核酸酶的活性，并避免所用玻璃器皿及液體污染微量核糖核酸酸酶。創(chuàng)造一個(gè)無(wú)RNA酶的環(huán)境潔凈實(shí)驗(yàn)室環(huán)境一次性手套，勤換環(huán)境潔凈（避免飛塵中細(xì)菌真菌產(chǎn)生外源性RNA酶污染）玻璃和塑料器皿處理玻璃：常規(guī)洗凈后，200℃干烤4小時(shí)塑料：一次性。溶液配制：加0.1%DEPC37℃12~16Hr，高壓除去殘留的DEPC。不能高壓滅菌的溶液，用DEPC處理過(guò)的無(wú)RNA酶的三蒸水配制，用濾膜過(guò)濾除菌。

DEPC：焦碳酸二乙酯，是一種強(qiáng)烈但并不徹底的RNA酶抑制劑，通過(guò)和RNA酶中His結(jié)合使蛋白質(zhì)變性，抑制RNA酶活性。C2H5-O-CO-O-CO-O-C2H5抑制內(nèi)源性RNA酶酶活異硫氰酸胍：強(qiáng)烈變性劑，能迅速溶解蛋白質(zhì)，導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)破碎，使RNA從細(xì)胞中釋放，又稱解偶劑。

β-巰基乙醇和異硫氰酸胍能使細(xì)胞內(nèi)各種RNA酶失活。十二烷基肌酸鈉：可使核糖體蛋白質(zhì)與RNA分子分離。

Rnasin：核糖核酸酶素,是RNA酶的一種非競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。第二節(jié)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)的超二級(jí)結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)域蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)四級(jí)結(jié)構(gòu)與功能

一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能一級(jí)結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)功能的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，也決定蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)中也有一些特定的序列能阻礙蛋白質(zhì)表現(xiàn)出生物功能，只有將其切除后才能形成有活性的蛋白質(zhì)。如牛胰島素原和酶原。分子?。夯蛲蛔儗?dǎo)致蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)改變，表現(xiàn)出生理功能的異常，使機(jī)體出現(xiàn)病態(tài)現(xiàn)象。如鐮刀狀紅細(xì)胞貧血。二級(jí)結(jié)構(gòu)與功能α-螺旋（α-helix）、β-折疊（β-pleatedsheet）、β-轉(zhuǎn)角、無(wú)規(guī)卷曲（randomcoil）、π-螺旋及Ω環(huán)（Ω-loop）。α-螺旋多的蛋白質(zhì)分子緊密、穩(wěn)定。如毛發(fā)、細(xì)菌纖毛的蛋白質(zhì)。富含β-折疊的蛋白如絲心蛋白柔軟有強(qiáng)度,但缺乏彈性.蛋白質(zhì)超二級(jí)結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)域超二級(jí)結(jié)構(gòu)(supersecondarystructure):相互鄰近的二級(jí)結(jié)構(gòu)單元相互聚集，形成更高一級(jí)的有規(guī)律的結(jié)構(gòu)。1973年，Rossman提出。三種基本形式：(αα)、（βαβ）、（βββ）.超二級(jí)結(jié)構(gòu)的形成主要是氨基酸殘基側(cè)鏈基團(tuán)間相互作用的結(jié)果。結(jié)構(gòu)域（domain）：某些較大的球狀蛋白質(zhì)分子多肽鏈往往形成幾個(gè)緊密的構(gòu)象，彼此分開(kāi)，各行其功能。1970年Edelman描述IgG分子構(gòu)象提出。功能域是蛋白質(zhì)分子中能獨(dú)立存在的功能單位，可以由一個(gè)或幾個(gè)結(jié)構(gòu)域組成。一些具有不同功能的蛋白質(zhì)可能具有某個(gè)相似的結(jié)構(gòu)域。如枯草桿菌蛋白酶、己糖激酶和磷酸化酶中都含有一個(gè)核苷酸結(jié)合的結(jié)構(gòu)域。三級(jí)結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)分子的一條多肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)和超二級(jí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步盤(pán)旋和折疊形成的空間結(jié)構(gòu)，靠次級(jí)鍵維系，二硫鍵加固。親水基團(tuán)朝外翻，疏水基團(tuán)朝內(nèi)鉆。三級(jí)結(jié)構(gòu)的完整性是其功能的基礎(chǔ)。若蛋白質(zhì)嚴(yán)密有序的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，則其生理功能喪失。四級(jí)結(jié)構(gòu)與功能蛋白質(zhì)分子中亞基的空間排布和相互間的布局。具有四級(jí)結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)的功能活性可以通過(guò)變構(gòu)作用（allostericeffect）而被調(diào)節(jié)。蛋白質(zhì)變構(gòu)有兩種模式：

第三節(jié)生物大分子的相互作用生物大分子相互作用的力

非共價(jià)鍵的作用。離子鍵、氫鍵、vanderwaals力、疏水鍵。信息的傳遞及利用極大地依賴弱的非共價(jià)鍵。它們不僅決定著生物大分子的三維結(jié)構(gòu)，還決定著這些結(jié)構(gòu)如何與其它結(jié)構(gòu)相互作用。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用

（protein-proteininteraction）蛋白質(zhì)通過(guò)分子之間的相互作用實(shí)現(xiàn)其特異的生物學(xué)功能。如蛋白質(zhì)酶的催化作用需要酶與特異作用物之間的相互識(shí)別、結(jié)合成中間復(fù)合物；抗體參與的防御功能需要抗體與抗原之間的特異識(shí)別與結(jié)合。1、蛋白質(zhì)的基元（motif）與結(jié)構(gòu)域由α螺旋和β片層參與的特定組合稱為基元或模體。常見(jiàn)模體有：β發(fā)夾：由位于同一層面內(nèi)的兩條反向平行β折疊鏈與一股環(huán)形肽鏈連接而成。β拱形：由位于不同層面內(nèi)相對(duì)的兩條β折疊鏈共價(jià)連接一個(gè)環(huán)拱結(jié)構(gòu)組成。β-α-β模體：由兩個(gè)相鄰的平行β折疊通過(guò)一定長(zhǎng)度的α螺旋連接在一起α-α模體：一個(gè)蛋白質(zhì)分子可包含一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)域，結(jié)構(gòu)域的核心由模體組成。一級(jí)結(jié)構(gòu)決定空間結(jié)構(gòu)，除一級(jí)結(jié)構(gòu)，特異折疊的空間結(jié)構(gòu)形式的形成尚需分子伴侶（chaperone）存在及適當(dāng)?shù)娜芤涵h(huán)境。2、蛋白質(zhì)的結(jié)合位點(diǎn)一個(gè)蛋白質(zhì)分子與其配體之間的結(jié)合需要在兩個(gè)分子的特定部位之間形成很多弱化學(xué)鍵，兩分子間相互作用的部位稱為結(jié)合位點(diǎn)。僅僅屬于多肽鏈的一小部分，其余的氨基酸殘基為維持正確的空間位置所必需。3、蛋白質(zhì)之間相互作用的特異性由其結(jié)合位點(diǎn)決定。兩分子的結(jié)合位點(diǎn)必需存在能夠配對(duì)形成非共價(jià)鍵的基團(tuán)，而且每對(duì)基團(tuán)在空間上恰好能達(dá)到形成非共價(jià)鍵的最佳距離。信號(hào)傳遞過(guò)程中，正是通過(guò)蛋白質(zhì)分子之間相互作用的特異性而保證信號(hào)傳遞的特異性。DNA-蛋白質(zhì)相互作用（DNA-proteininteraction）一、DNA-蛋白質(zhì)相互作用的化學(xué)鍵1、氫鍵:具有識(shí)別功能蛋白質(zhì)的螺旋結(jié)構(gòu)常與DNA的大溝相互作用。2、疏水鍵：暴露于大溝側(cè)緣的T-CH3基團(tuán)是疏水性的，可與疏水氨基酸殘基側(cè)鏈相互作用。3、離子鍵：二、DNA-蛋白質(zhì)相互作用中的序列特異性1、序列特異識(shí)別的結(jié)合能：依賴兩種類型的相互作用。一是多肽鏈與DNA大溝暴露的堿基之間通過(guò)氫鍵和范德華力建立的聯(lián)系；二是多肽鏈中的堿性氨基酸與戊糖-磷酸骨架之間的電荷聯(lián)系。2、序列特異結(jié)合的結(jié)構(gòu)基元：螺旋-轉(zhuǎn)角-螺旋（helix-turn-helixHTH），鋅指結(jié)構(gòu)（zincfingermotif）HTHHTH基元：最初發(fā)現(xiàn)于λ噬菌體的阻遏蛋白中，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)在很多原核及真核DNA結(jié)合蛋白中存在。由兩個(gè)較短的α螺旋與其間含Gly殘基的絞鏈組成。如大腸桿菌的CAP蛋白含一HTH結(jié)構(gòu)域，HTH通過(guò)DNA雙螺旋大溝識(shí)別、結(jié)合反向重復(fù)序列TGTG/CACA。鋅指結(jié)構(gòu)首先發(fā)現(xiàn)于非洲爪蟾卵母細(xì)胞純化的TFⅢA，它是5SrRNA基因轉(zhuǎn)錄激活因子，結(jié)合50bp5SrRNA編碼基因的內(nèi)調(diào)控區(qū)。含有9個(gè)相同的鋅指結(jié)構(gòu)?；?gene)：是DNA分子上具有遺傳效應(yīng)的特定核苷酸序列的總稱，是貯存遺傳信息的遺傳單位?；蚪M(genome)：表示某物種單倍體的總DNA。

千堿基對(duì)/

染色體長(zhǎng)度

(cm）染色體數(shù)

(單倍體）形狀原核生物

病毒SV405.20.000171環(huán)狀噬菌體φX1745.40.000181線狀單鏈?zhǔn)删wλ460.00151線狀細(xì)菌大腸桿菌40000.131環(huán)狀真核生物

酵母10000.03317

果蠅410001.44

人1250004.123

不同生物體中DNA的大小第一節(jié)病毒基因組一、病毒基因組核酸的類型1、雙鏈DNA多數(shù)動(dòng)物病毒，如腺病毒、皰疹病毒、痘病毒，乙肝病毒等，環(huán)形、線形。HIV：先轉(zhuǎn)錄出一個(gè)RNA中間體再通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄2、單鏈正股DNA

序列與mRNA相同的為正股（+），與mRNA互補(bǔ)的為負(fù)股（—）3、雙鏈RNA以負(fù)鏈RNA為模板轉(zhuǎn)錄出mRNA，如呼腸孤病毒及噬真菌體。4、單鏈負(fù)股RNA5、單鏈正股RNA：如逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA

cDNARNA病毒基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1.大小相差較大2.核酸的結(jié)構(gòu)不同3.病毒基因組有連續(xù)的和不連續(xù)的4.編碼序列大于90%5.單倍體基因組（除逆轉(zhuǎn)錄病毒外）6.基因有連續(xù)的和間斷的7、相關(guān)基因叢集病毒基因組核酸序列中功能相關(guān)的蛋白質(zhì)基因往往叢集在基因組的一個(gè)或幾個(gè)特定的部位，形成一個(gè)功能單位或轉(zhuǎn)錄單元。8、基因重疊同一段核酸序列能夠編碼2種或2種以上蛋白質(zhì)。重疊基因雖然共用一段核酸序列，但轉(zhuǎn)錄成的mRNA鏈的開(kāi)放閱讀框（ORF）不同，產(chǎn)生的蛋白質(zhì)分子大不相同。9.含有不規(guī)則結(jié)構(gòu)基因（1）幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因的編碼區(qū)無(wú)間隔：幾個(gè)基因的編碼區(qū)是連續(xù)的、不間斷的，即編碼一條多肽鏈，翻譯后切割成幾個(gè)蛋白質(zhì)。（2）mRNA沒(méi)有5′端帽子結(jié)構(gòu)：

5′端非編碼區(qū)的RNA形成特殊的空間結(jié)構(gòu)稱翻譯增強(qiáng)子。（3）結(jié)構(gòu)基因本身沒(méi)有翻譯起始序列：必須在轉(zhuǎn)錄后進(jìn)行加工、剪接，與病毒RNA5′端的帽結(jié)構(gòu)相連，或與其它基因的起始密碼子連接，成為有翻譯功能的完整mRNA。幾種典型的病毒基因組1.SV40病毒基因組動(dòng)物病毒中以SV40研究較多，由sweet和Hilleman從恒河猴細(xì)胞分離。無(wú)包膜，直徑45nm，雙鏈環(huán)狀DNA，DNA長(zhǎng)5.2kb。在自然界不引起疾病和腫瘤，當(dāng)大量接種于免疫缺損動(dòng)物或新生動(dòng)物時(shí)，引起腫瘤發(fā)生。SV40基因編碼兩種抗原。2.乙型肝炎病毒（HBV）基因組不同毒株的HBV以負(fù)股DNA為模板轉(zhuǎn)錄的RNA均有4個(gè)開(kāi)放閱讀框架（ORF):S、C、P、X。S區(qū)段編碼病毒的外膜蛋白，C區(qū)段編碼HBV核心抗原（HBcAg)

P區(qū)段編碼DNA聚合酶X區(qū)段位于C區(qū)段上游。3.逆轉(zhuǎn)錄病毒（retroviruses)單鏈正股RNA基因組的一般特征5′帽-R-U5-PB--DLS-Ψ-gap-pol-env-(onc)-C-PB+-U3-R-poly(A)n▲編碼區(qū)：3個(gè)基本的結(jié)構(gòu)基因

gap編碼病毒衣殼蛋白；pol編碼肽鏈內(nèi)切酶、一個(gè)逆轉(zhuǎn)錄酶和一個(gè)與前病毒整合有關(guān)的酶；env編碼包膜蛋白。5′帽-R-U5-PB--DLS-Ψ-gap-pol-env-(onc)-C-PB+-U3-R-poly(A)n▲非編碼區(qū)（1）R區(qū):20~80個(gè)核苷酸。（2）引物結(jié)合區(qū)（PB):位于5端的PB區(qū)引導(dǎo)起始負(fù)鏈cDNA的合成，用PB-表示。（3）U區(qū)：位于R區(qū)與PB區(qū)之間。U5與轉(zhuǎn)錄終止和加polyA有關(guān)，U3含強(qiáng)啟動(dòng)子，起始轉(zhuǎn)錄RNA。（4）DLS、Ψ和C區(qū)。DLS是兩條病毒（+）RNA鏈以氫鍵相結(jié)合的位點(diǎn)。Ψ為包裝信號(hào)?？墒筊NA包入病毒顆粒；C區(qū)不編碼蛋白質(zhì)，為調(diào)控區(qū)。人類免疫缺陷病毒（HIVGenome）HIV(humanimmunodeficiencyvirus)俗稱艾滋病毒(AIDS)是逆轉(zhuǎn)錄病毒的一類，引起人類獲得性免疫缺損綜合癥，長(zhǎng)約9.3kb，除了逆轉(zhuǎn)錄病毒一般的特征外，另外至少含有6個(gè)調(diào)控基因如tat、rev、nef、vif、vpu及vpr。已發(fā)現(xiàn)的HIV有兩種：HIVⅠ和HIVⅡ.HIVⅠ從歐洲和美洲分離的毒株,致病力強(qiáng),是引起全球艾滋病流行的主要病原;HIVⅡ毒力較弱主要局限于非洲西部。tat(反式激活基因）編碼一種反式激活蛋白（transactivator,Tat),Tat是HIV基因組復(fù)制和基因表達(dá)所必須的反式激活因子。存在于兩段分隔存在的基因部分。失去tat的功能則成為完全無(wú)感染性的病毒。rev基因（regulatorofvirionproteins)編碼產(chǎn)物對(duì)gag、pol、env、vpu、vpr、vif的表達(dá)有正調(diào)控作用，對(duì)nef、tat、rev的表達(dá)則行使負(fù)調(diào)控作用。nef(negativeregulationfactor,nef)兼有正負(fù)調(diào)節(jié)效應(yīng)。vif編碼病毒感染因子(viralinfectivityfactor,vif)vpr編碼病毒蛋白R(shí)(viralproteinR)激活基因的表達(dá)。vpu:HIV-1vpx:HIV-2小結(jié)1.掌握基因、基因組的概念以及逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組復(fù)制方式。2.熟悉病毒基因組結(jié)構(gòu)與功能特點(diǎn)；第二節(jié)原核生物基因組一、原核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點(diǎn)：1、常僅由一條環(huán)狀雙鏈DNA分子組成2.只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。3.具有操縱子（operon)結(jié)構(gòu)。4.編碼順序一般不會(huì)重疊。

5.基因是連續(xù)的，無(wú)內(nèi)含子，轉(zhuǎn)錄后不需剪接。6.編碼區(qū)在基因組中所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于真核基因組，小于病毒基因組。7.基因組中重復(fù)序列少。8.具有編碼同工酶的基因（isogene).9.細(xì)菌基因組中存在可移動(dòng)的DNA序列，如：插入序列和轉(zhuǎn)座子。10.在DNA分子中具有多種功能的識(shí)別區(qū)域。二、質(zhì)粒（plasmid)1.定義：存在于細(xì)菌染色體外能獨(dú)立復(fù)制、穩(wěn)定遺傳的共價(jià)閉合環(huán)狀DNA分子。（大小在1~200kb）2.質(zhì)粒的分類按功能：R質(zhì)粒：抗藥性質(zhì)粒F質(zhì)粒(fertilityfactor):性質(zhì)粒（sexplasmid)可決定細(xì)菌的性別Col質(zhì)粒：大腸桿菌素質(zhì)粒,合成大腸桿菌素，殺死不含大腸桿菌素質(zhì)粒的親緣細(xì)菌。根據(jù)質(zhì)粒能否在細(xì)胞間進(jìn)行傳遞：接合型質(zhì)?？梢苿?dòng)型質(zhì)粒自傳遞質(zhì)粒按復(fù)制機(jī)理：嚴(yán)緊型質(zhì)粒（stringentplasmid):即低拷貝數(shù)質(zhì)粒松弛型質(zhì)粒（relaxedplasmid):高拷貝數(shù)質(zhì)粒。3.質(zhì)粒的特性1、能自主復(fù)制。2、質(zhì)粒的不相容性（incompatibility)兩種親緣關(guān)系密切的不同質(zhì)粒不能共存于一個(gè)宿主菌。3、質(zhì)?？梢赞D(zhuǎn)移。質(zhì)粒DNApBR322EcoRⅠ、PstⅠ、HindⅢ、BamHⅠ、SalⅠ只有一個(gè)酶切位點(diǎn)，便于外源基因的插入。4.質(zhì)粒的遺傳控制1、復(fù)制調(diào)控系統(tǒng)：控制質(zhì)粒的拷貝數(shù)。2、分配系統(tǒng)：使質(zhì)粒在細(xì)菌分裂過(guò)程中精確分配到子細(xì)胞。3、細(xì)胞分裂控制系統(tǒng)：抑制細(xì)胞分裂，使細(xì)胞分裂與質(zhì)粒復(fù)制相協(xié)調(diào)。4、位點(diǎn)特異重組系統(tǒng)。5、質(zhì)粒的不相容性。具有相同復(fù)制起始位點(diǎn)和分配區(qū)的兩種質(zhì)粒不能共存于一個(gè)宿主菌。5.質(zhì)粒DNA的提取1、細(xì)菌的培養(yǎng)：可加少量抗生素（如氯霉素）抑制宿主蛋白質(zhì)的合成，質(zhì)粒大量擴(kuò)增。2、細(xì)菌的收集和裂解：離心棄上清3、質(zhì)粒DNA的分離純化三、轉(zhuǎn)位因子(transposableelement)定義：能在一個(gè)DNA分子內(nèi)部或兩個(gè)DNA分子之間移動(dòng)的DNA片段。類型：1、插入序列（insertionsequence,IS)2、轉(zhuǎn)座子（transposon,Tn)3、轉(zhuǎn)座的噬菌體（transposablephage)1.Insertionsequence由一個(gè)轉(zhuǎn)位酶基因及兩側(cè)的反向重復(fù)序列組成，不帶任何其它基因，一類簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)位因子，長(zhǎng)度約700~2000bp。轉(zhuǎn)位時(shí)復(fù)制宿主靶位點(diǎn)一小段DNA（4~15bp）形成兩端的正向重復(fù)序列。反轉(zhuǎn)重復(fù)（invertedrepeated)：由反方向互補(bǔ)的兩個(gè)DNA片段組成，兩個(gè)反轉(zhuǎn)重復(fù)序列又叫回文序列(palindromesequence)。鏡像重復(fù)(mirrorrepeat)：由反方向完全相同的兩個(gè)序列組成。直接重復(fù)(directrepeat)：由同一方向完全相同的兩個(gè)序列組成。正向重復(fù)序列、反向重復(fù)序列。2.轉(zhuǎn)座子（transposon)一類較大的可移動(dòng)成分。除有關(guān)轉(zhuǎn)座的基因外，至少帶有一個(gè)與轉(zhuǎn)座作用無(wú)關(guān)并決定宿主菌遺傳性狀的基因。轉(zhuǎn)座子中的轉(zhuǎn)位酶常稱為轉(zhuǎn)座酶，其功能是介導(dǎo)轉(zhuǎn)座子插入到DNA的其它部位。復(fù)合型Tn：由一個(gè)基因序列及兩側(cè)臂組成。兩側(cè)臂為IS序列。TnA族Tn:兩端是正向或反向重復(fù)序列，中間有與Tn功能相關(guān)的基因（編碼轉(zhuǎn)座酶）及抗生素抗性基因?？偸亲鳛橐粋€(gè)單位進(jìn)行轉(zhuǎn)座，其末端不能單獨(dú)轉(zhuǎn)座。接合型Tn：3.Transposablephage具有轉(zhuǎn)座功能的溶源性噬菌體，包括Mu和D108等。轉(zhuǎn)位作用的機(jī)制四、細(xì)菌基因組學(xué)研究及意義小結(jié)掌握質(zhì)粒、轉(zhuǎn)位因子、插入序列、轉(zhuǎn)座子的基本概念。熟悉原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能。第三節(jié)真核生物基因組

基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點(diǎn)基因組結(jié)構(gòu)人類基因組的組織結(jié)構(gòu)特征人類基因組計(jì)劃一、真核生物基因組結(jié)構(gòu)與功能的特點(diǎn)1、體細(xì)胞多為二倍體2、基因組結(jié)構(gòu)復(fù)雜3、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順?lè)醋?、含有大量重復(fù)序列5、非編碼序列（non-codingsequenceNCS)占90%以上。

6、斷裂基因（splitgene)。

基因與基因間的非編碼序列為間隔DNA（spacerDNA).7、功能相關(guān)的基因構(gòu)成各種基因家族，可串聯(lián)在一起，也可相距很遠(yuǎn)。8、有自私基因（selfishDNA).二、真核生物基因組的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)基因順式作用元件（cis-actingelement)基因家族(genefamily)重復(fù)序列(repeatsequence)端粒(telomere)（一）結(jié)構(gòu)基因定義：可轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生mRNA并指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的一段DNA稱為結(jié)構(gòu)基因。內(nèi)含子外顯子（二）順式作用元件（Cis-actingelements）定義：與結(jié)構(gòu)基因表達(dá)調(diào)控相關(guān)、能夠被基因調(diào)控蛋白特異性識(shí)別和結(jié)合的DNA序列。包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、上游啟動(dòng)子元件、反應(yīng)元件、加尾信號(hào)等。反式作用因子（trans-actingelements):可通過(guò)結(jié)合順式作用元件而調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄活性的蛋白質(zhì)因子。轉(zhuǎn)錄因子（TF）：直接、間接結(jié)合RNA聚合酶的反式作用因子，均為蛋白質(zhì)。1.啟動(dòng)子（promoter)是RNA聚合酶特異性識(shí)別和結(jié)合的DNA序列，位于結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的上游-25bp處，本身不被轉(zhuǎn)錄。啟動(dòng)子必須與轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合才能被RNA聚合酶識(shí)別與結(jié)合。TATA盒。2.上游啟動(dòng)子元件（upstreampromoterelements)TATA盒上游的一些特定的DNA序列。反式作用因子能與這些元件結(jié)合調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄效率。上游啟動(dòng)子元件包括CAAT盒、CACA盒及GC盒。CAAT盒：5`GCNCAATCT3`GC盒：5`CCGCC3`CACA盒：GCCACACCC3.反應(yīng)元件（responseelement)定義：能介導(dǎo)基因?qū)?xì)胞外的某種信號(hào)產(chǎn)生反應(yīng)的DNA序列，稱為反應(yīng)元件。一些信息分子的受體被細(xì)胞外信息分子激活后，能與特異DNA序列的結(jié)合，調(diào)控基因的表達(dá)。。糖皮質(zhì)激素反應(yīng)元件（GRE）4.增強(qiáng)子（enhancer)指能使和它連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列。其中含有多個(gè)能被反式作用因子識(shí)別與結(jié)合的順式作用元件，能增強(qiáng)鄰近基因的轉(zhuǎn)錄。增強(qiáng)子通常具有下列性質(zhì)：1、增強(qiáng)效應(yīng)十分明顯，一般能使基因轉(zhuǎn)錄頻率增加10-200倍。2、增強(qiáng)效應(yīng)與其位置和取向無(wú)關(guān)，不論增強(qiáng)子以什么方向排列（5‘→3’或3‘→5’），甚至和基因相距較遠(yuǎn)，或在基因下游，均表現(xiàn)出增強(qiáng)效應(yīng)；

3、大多為重復(fù)序列，一般長(zhǎng)約50bp，適合與某些蛋白因子結(jié)合。其內(nèi)部常含有一個(gè)核心序列：GTGTGGAAAG，是產(chǎn)生增強(qiáng)效應(yīng)時(shí)所必需的；

4、增強(qiáng)效應(yīng)有嚴(yán)密的組織和細(xì)胞特異性，說(shuō)明只有特定的蛋白質(zhì)（轉(zhuǎn)錄因子）參與才能發(fā)揮其功能；增強(qiáng)子的作用原理：

一種觀點(diǎn)認(rèn)為，增強(qiáng)子為轉(zhuǎn)錄因子提供進(jìn)入啟動(dòng)子區(qū)的位點(diǎn)。第二種認(rèn)為，增強(qiáng)子能改變?nèi)旧|(zhì)的構(gòu)象。因?yàn)樵鰪?qiáng)子區(qū)域容易發(fā)生從B-DNA到Z-DNA的構(gòu)象變化。

增強(qiáng)子的功能是可以累加的。SV40增強(qiáng)子序列可以被分為兩半，每一半序列本身作為增強(qiáng)子功能很弱，但合在一起，即使其中間插入一些別的序列，仍然是一個(gè)有效的增強(qiáng)子。因此，要使一個(gè)增強(qiáng)子失活必須在多個(gè)位點(diǎn)上造成突變。負(fù)增強(qiáng)子（negativeenhancer)又稱沉默子（silencer)：負(fù)調(diào)控序列。1986年Maniatis5.加尾信號(hào)結(jié)構(gòu)基因的最后一個(gè)外顯子中有一個(gè)保守序列AATAAA與下游一段GT豐富區(qū)或T豐富區(qū)共同構(gòu)成polyA加尾信號(hào)。與RNA聚合酶結(jié)合的延長(zhǎng)因子能識(shí)別這種結(jié)構(gòu)并與之結(jié)合，然后在AAUAAA下游10~30個(gè)堿基的部位切斷RNA并加上polyA尾巴。（三）基因家族（genefamily)指核苷酸序列或編碼產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)具有一定程度同源性的一組基因。假基因（pseudogene):在多基因家族中并不能表達(dá)出有功能的產(chǎn)物的基因?；蚣易宓念愋停?、核酸序列相同即為多拷貝基因。如rRNA基因家族，tRNA基因家族，組蛋白基因家族。球蛋白基因2、核酸序列高度同源如人類生長(zhǎng)激素基因家族包括三種激素的基因，人生長(zhǎng)激素、人胎盤(pán)促乳素和催乳素，它們的序列高度同源。3、編碼產(chǎn)物有同源功能基因序列的相似性可能較低，但基因編碼的產(chǎn)物具有高度保守的功能區(qū)。如src癌基因家族4、編碼產(chǎn)物具有小段保守基序有些基因家族中各成員的DNA序列可能不明顯相關(guān)，而所編碼的產(chǎn)物卻有共同的功能特征，存在小段保守的氨基酸基序。5.基因超家族（genesuperfamily)：指一組由多基因家族及單基因組成的更大的基因家族?；蚣易迮c基因超家族的區(qū)別：

基因家族：核苷酸序列或產(chǎn)物有一定的同源性。

基因超家族：可能起源于相同的祖先基因，但它們功能并不一定相同。免疫球蛋白基因超家族：與免疫有關(guān)的一些分子的基因與免疫無(wú)關(guān)的成員的基因絲氨酸蛋白酶基因超家族蛋白質(zhì)水解酶載脂蛋白（四）重復(fù)序列（repeatsequence)1、高度重復(fù)序列：這類重復(fù)序列一般較短，長(zhǎng)10-300bp，在哺乳類基因組中重復(fù)106次左右，占人的基因組DNA序列總量的20%，功能不知。如衛(wèi)星DNA和反向重復(fù)序列。2、中度重復(fù)序列：重復(fù)次數(shù)為101~105。3、單拷貝序列：大多數(shù)編碼蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)基因?qū)龠@一類。（五）端粒（telomere)真核細(xì)胞線性染色體末端的一種特殊結(jié)構(gòu)，由簡(jiǎn)單重復(fù)富含G的DNA序列及端粒結(jié)合蛋白組成。功能：保證DNA的完整復(fù)制保護(hù)染色體末端決定細(xì)胞的壽命

三、人類基因組的組織結(jié)構(gòu)特征（一）人類基因組的重復(fù)順序1、反向重復(fù)序列（invertedrepeats)：5%2、串聯(lián)重復(fù)序列（tandemrepeats):具有一個(gè)固定的重復(fù)單位，頭尾相連。10%

（1）編碼區(qū)串聯(lián)重復(fù)順序（2）非編碼區(qū)串聯(lián)重復(fù)順序3、散在重復(fù)順序（interspersedrepeats)反向重復(fù)序列（invertedrepeats)

指兩個(gè)順序相同的互補(bǔ)拷貝在DNA鏈上呈反向排列。一種形式為兩個(gè)反向排列的拷貝之間隔著一段間隔順序如：5`AAACCACCGCTGGTAGCGGTGGTTT3`3`TTTGGTGGCGACCATCGCCACCAAA5`另一種是兩個(gè)拷貝反向串聯(lián)在一起，也稱為回文結(jié)構(gòu)（palindrome).串聯(lián)重復(fù)序列（tandemrepeats):1、編碼區(qū)串聯(lián)重復(fù)順序：如組蛋白基因。編碼五種組蛋白的基因密集在一個(gè)基本的7.0kb的重復(fù)單位上，各重復(fù)單位之間有高度的序列一致性。2、非編碼區(qū)串聯(lián)重復(fù)順序：常存在于間隔DNA和內(nèi)含子內(nèi)。是組成衛(wèi)星DNA（satelliteDNA)的基礎(chǔ)。衛(wèi)星DNA（satelliteDNA）定義：在蔗糖或氯化銫密度梯度離心中所觀察到的位于主帶DNA旁邊的小帶DNA。按重復(fù)單位的長(zhǎng)短，又可分為大衛(wèi)星、小衛(wèi)星和微衛(wèi)星。

1.大衛(wèi)星DNA（macrosatelliteDNA)又稱為經(jīng)典DNA。由大的串聯(lián)重復(fù)序列構(gòu)成，總長(zhǎng)度100kb~幾個(gè)Mb。根據(jù)浮力密度的不同分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和α、β衛(wèi)星DNA。各類型都由不同的重復(fù)順序家族組成。小衛(wèi)星DNA（minisatelliteDNA)由中等大小的串聯(lián)重復(fù)序列構(gòu)成，總長(zhǎng)約0.1~20kb，分布在所有染色體，往往近于端粒處。高度可變的衛(wèi)星DNA、端粒DNA微衛(wèi)星DNA（microsatelliteDNA):重復(fù)單位為1~5bp,重復(fù)次數(shù)為10~60次，總長(zhǎng)度小于150bp，常見(jiàn)以(AC)n和(TG)n二聚核苷酸為重復(fù)單位，由Miesfeld1981年發(fā)現(xiàn)。人類基因組DNA中平均每6～10kb就有一個(gè)微衛(wèi)星DNA

的重復(fù)位點(diǎn)，其多態(tài)性成為法醫(yī)中的個(gè)人識(shí)別和親子鑒定的豐富來(lái)源。散在重復(fù)順序（interspersedrepeats)1、短散在核元件（shortinterspersednuclearelementsSINEs),主要是Alu重復(fù)序列家族。序列中有限制酶Alu的酶切位點(diǎn)（AGCT）而得名。重復(fù)次數(shù)30~50萬(wàn)，散在分布于基因組中，與基因表達(dá)調(diào)控有關(guān)。2、長(zhǎng)散在核元件（longinterspersednuclearelements,LINEs):KpnⅠ重復(fù)順序。3kb人類基因組DNA的多態(tài)性DNA多態(tài)性：個(gè)體間基因的核苷酸序列存在著差異性稱為DNA（基因）多態(tài)性。分類：DNA位點(diǎn)多態(tài)性（DNAsitepolymorphism)限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP)串聯(lián)重復(fù)順序多態(tài)性（tandemrepeatspolymorphism)DNA位點(diǎn)多態(tài)性（DNAsitepolymorphism)由于等位基因間在特定位點(diǎn)上DNA序列存在差異造成的。ABO血型組是發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)人類DNA多態(tài)性。人類白細(xì)胞抗原（HLA）是最復(fù)雜最具多態(tài)性的體系，位于6號(hào)染色體。僅其中的DR抗原編碼位點(diǎn)有60多個(gè)等位基因。限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）用同一種限制酶消化不同個(gè)體的DNA時(shí)，會(huì)得到長(zhǎng)度各不相同的限制性片段類型。當(dāng)堿基組成的變化改變了限制性內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn)時(shí)，就會(huì)得到不同的限制性片段類型，這樣的位點(diǎn)稱為多態(tài)性位點(diǎn)。通過(guò)限制酶酶切片段的長(zhǎng)度多態(tài)性來(lái)揭示DNA堿基組成不同的技術(shù)稱為限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性技術(shù)（RFLP技術(shù)）。PFLP的基礎(chǔ)是高度重復(fù)序列和點(diǎn)突變。串聯(lián)重復(fù)順序多態(tài)性重復(fù)單位很小，但重復(fù)次數(shù)有較大的變化，主要發(fā)生在小衛(wèi)星DNA和微衛(wèi)星DNA中，也稱為可變數(shù)目的串聯(lián)重復(fù)序列(variablenumberoftandemrepeatsVNTRS)。小衛(wèi)星DNA多態(tài)性：由于重復(fù)單位的數(shù)目不同引起。微衛(wèi)星DNA多態(tài)性：由于重復(fù)單位的重復(fù)次數(shù)不同而具有高度的遺傳多態(tài)性。四、Humangenomeproject(HGP)人類基因組作圖遺傳圖（geneticmap)物理圖（physicalmap)轉(zhuǎn)錄圖(transcriptionmap)序列圖(sequencemap)基因的鑒定模式生物的基因組計(jì)劃人類基因組多樣性計(jì)劃本章主要內(nèi)容：

1.DNA復(fù)制的基本特點(diǎn)

2.原核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)

3.真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)

4.DNA損傷與修復(fù)

5.逆轉(zhuǎn)錄

6.RNA的復(fù)制轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯DNARNAProtein遺傳中心法則（thecentral

dogma)遺傳信息從DNA到蛋白質(zhì)的傳遞規(guī)律

復(fù)制1958F.Crick遺傳中心法則1970H.Temin逆轉(zhuǎn)錄第一節(jié)DNA的復(fù)制

復(fù)制DNA的生物合成 逆轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制（DNAreplication）：

以親代DNA為模板合成兩個(gè)相 同的子代DNA的過(guò)程。一、DNA復(fù)制的基本特點(diǎn)1.復(fù)制從特定的區(qū)域（oriC）開(kāi)始2.復(fù)制的方向多樣化3.半保留復(fù)制（self-conservativereplication）4.半不連續(xù)復(fù)制5.復(fù)制的過(guò)程復(fù)雜1.復(fù)制從特定的區(qū)域（oriC）開(kāi)始幾個(gè)相關(guān)概念：復(fù)制子:基因組中能單獨(dú)進(jìn)行復(fù)制的單位。每個(gè)起始點(diǎn)到終止點(diǎn)的區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)復(fù)制子。起始點(diǎn)（originofreplication,ori):原核生物DNA分子中只有一個(gè)，長(zhǎng)度200bp左右。真核生物有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。終止點(diǎn)（ter）：D、A、C、B（23bp共有序列）Tus（terminatorutilizationsubstance）識(shí)別終止序列。復(fù)制的方向：?jiǎn)蜗蚧螂p向

復(fù)制子

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)稱為復(fù)制叉。解鏈方向2.復(fù)制的方向多樣化單向復(fù)制雙向復(fù)制3.半保留復(fù)制1958年，Meselson和Stahl首次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了DNA的半保留復(fù)制。步驟：用普通培養(yǎng)基（14N）培養(yǎng)15N標(biāo)記的大腸桿菌，用CsCl密度梯度離心法分析DNA。N15-DNA中等密度DNA中等密度DNAN14-DNA半保留復(fù)制(semiconservativereplication)

復(fù)制時(shí)，親代的雙鏈DNA解開(kāi)成兩條單鏈，然后各自作為模板指導(dǎo)合成新的互補(bǔ)鏈。所形成的兩個(gè)子代DNA分子與親代DNA分子堿基順序完全相同（復(fù)制）。每個(gè)子代DNA分子中的一條鏈來(lái)自親代，另一條鏈為新合成的（半保留），稱半保留復(fù)制。

半保留復(fù)制的意義

按半保留復(fù)制方式，子代DNA與親代

DNA的堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定的分子基礎(chǔ)。

4.半不連續(xù)復(fù)制

半不連續(xù)復(fù)制：DNA復(fù)制時(shí)一條鏈為連續(xù)合成，另一條鏈為不連續(xù)的片斷合成稱半不連續(xù)復(fù)制。 前導(dǎo)鏈（領(lǐng)頭鏈）(leadingstrand)

順著解鏈方向生成的子鏈，其復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的，得到一條連續(xù)的子鏈。

隨從鏈(laggingstrand)

復(fù)制方向與解鏈方向相反，須等解開(kāi)足夠長(zhǎng)度的模板鏈才能繼續(xù)復(fù)制，得到的子鏈由不連續(xù)的片段所組成。岡崎片段(Okazakifragment)復(fù)制的基本過(guò)程：

①DNA雙鏈解開(kāi)

②RNA引物的合成

③DNA鏈的延長(zhǎng)

④切除引物、填補(bǔ)缺口、連接DNA片段

⑤切除和修復(fù)錯(cuò)配堿基

二、原核生物染色體DNA的復(fù)制（一）參與DNA復(fù)制的酶與蛋白質(zhì)1.DNA聚合酶（DNApol）催化dNTP聚合到核酸鏈上的酶。DNApolⅠ、DNApolⅡ、DNApolⅢDNApolⅠ

1958年Kornberg首先從大腸桿菌提取。DNApolⅠ是單一肽鏈的大分子,分子量為109kD,二級(jí)結(jié)構(gòu)以α-螺旋為主。用特異的蛋白酶處理，可把DNApolⅠ水解為兩個(gè)片段，即在F，G螺旋之間發(fā)生斷裂。小片段：323個(gè)氨基酸殘基，5`→3`外切酶活性大片段或稱Klenow片段：604個(gè)氨基酸殘基，具有DNA聚合酶活性和3`→5`外切酶活性HONMLKPJRIEDFCGBQADNA-polI（36）小片段大片段

①聚合作用：5`→3`

②3`→5`外切酶活性：校對(duì)功能

③5`→3`外切酶活性：引物切除、損傷修復(fù)在大腸桿菌中的主要功能是切除引物，填補(bǔ)岡崎片段產(chǎn)生的空隙及DNA損傷的修復(fù)DNApolⅡ：功能：5`→3`聚合酶活性及3`→5`外切核酸酶活性。DNApolⅢ:由10個(gè)亞基組成，分別為α、ε、θ、τ、δ、δ`、β、κ及ψ。是原核生物體內(nèi)真正起復(fù)制作用的酶。α亞基：5`→3`聚合酶活性ε亞基：3`→5`外切酶,校對(duì)和編輯θ為裝配必須大腸桿菌DNA聚合酶Ⅲ

E.coliDNA聚合酶Ⅲ不對(duì)稱二聚體

ε

''''

ε

原核生物的DNA聚合酶種類pol-Ipol-IIpol-III5′→3′聚合酶活性+++3′→5′外切酶活性+++5′→3′外切酶活性+–+功能切除引物填補(bǔ)空隙修復(fù)合成不清復(fù)制的主要酶

真核生物的DNA聚合酶已發(fā)現(xiàn)5種，都有5`→3`核酸外切酶活性。DNA-pol

復(fù)制中延長(zhǎng)隨從鏈DNA-pol

沒(méi)有其他pol時(shí)才起作用DNA-pol

催化線粒體DNA的復(fù)制DNA-pol

復(fù)制中延長(zhǎng)領(lǐng)頭鏈DNA-pol

校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口2.引物酶依賴DNA的RNA聚合酶。催化RNA引物的合成。

RNA引物：在DNA模板的復(fù)制起始部位由引物酶催化NTP的聚合，形成短片段的RNA，為DNA聚合提供3′-OH末端。3.DNA解鏈酶(helicase)

模板對(duì)復(fù)制的指導(dǎo)作用在于堿基的準(zhǔn)確 配對(duì)，而堿基卻埋在雙螺旋的內(nèi)部。只有把DNA解開(kāi)成單鏈，它才能起模板作用。 解鏈酶是最早發(fā)現(xiàn)的與復(fù)制有關(guān)的蛋白質(zhì)，當(dāng)時(shí)稱為rep蛋白。作用是利用ATP供能，解開(kāi)DNA雙鏈。

4.DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase)

:

拓?fù)洌菏侵肝矬w或圖像作彈性移位而又保 持物體不變的性質(zhì)。

拓?fù)洚悩?gòu)酶：是一類可改變DNA拓?fù)湫再|(zhì) 的酶。對(duì)DNA分子的作用是既能水解、又 能連接磷酸二酯鍵?？伤沙贒NA超螺旋， 有利于DNA解鏈。

拓?fù)洚悩?gòu)酶I（topoI）:

在原核生物曾被稱為－蛋白。

主要作用是切開(kāi)DNA雙鏈中的一股，使

DNA解鏈旋轉(zhuǎn)中不打結(jié)，DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)再封閉切口。

拓?fù)洚悩?gòu)酶II（

topoII）:

在原核生物又叫旋轉(zhuǎn)酶(gyrase)。能切斷DNA雙鏈，使螺旋松弛。在ATP參與下，松弛的DNA進(jìn)入負(fù)超螺旋，再連接斷端。

5.單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB)

:

SSB曾被稱為螺旋反穩(wěn)定蛋白（HDP）。在大腸桿菌，它是由177個(gè)氨基酸殘基組成的同四聚體，結(jié)合單鏈DNA的跨度約32個(gè)核苷酸單位。 功能：SSB與解開(kāi)的DNA單鏈緊密結(jié)合，防止重新形成雙鏈，并免受核酸酶降解。在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)。解螺旋酶helicaseDNA拓樸異構(gòu)酶DNAtopoisomerase單鏈DNA結(jié)合蛋白

SSB(singlestrandDNAbindingprotein)解開(kāi)、理順DNA鏈、維持DNA單鏈狀態(tài)

6.DNA連接酶（DNAligase）連接DNA鏈3

-OH末端和相鄰DNA鏈5

-P

末端，形成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的DNA鏈連接成完整的鏈。反應(yīng)需要ATP。ATP催化兩段DNA之間的連接

DNA連接酶在復(fù)制、DNA修復(fù)、

重組、剪接中均起縫合缺口作用。是重要的工具酶之一。三種酶連接作用比較DNA聚合酶

引物或延長(zhǎng)中的新鏈連接酶

復(fù)制中不連續(xù)的兩條單鏈拓?fù)涿?/p>

切斷、整理后的兩鏈(二)原核生物DNA復(fù)制過(guò)程1.復(fù)制的起始2.DNA鏈的延長(zhǎng)3.復(fù)制的終止1.復(fù)制的起始DNA復(fù)制的起始就是要解開(kāi)雙鏈和生成引物。

(一)DNA解成單鏈 由拓?fù)洚悩?gòu)酶松弛超螺旋，解鏈酶解開(kāi)雙鏈，SSB結(jié)合到單鏈上使其穩(wěn)定。

復(fù)制起始的解鏈需要多種蛋白質(zhì)參與。這些蛋白質(zhì)與復(fù)制起始點(diǎn)的特有序列結(jié)合，促使其鄰近的DNA解鏈。復(fù)制過(guò)程中各酶和蛋白質(zhì)因子的作用

(二)引物合成引發(fā)體引導(dǎo)引物酶到達(dá)適當(dāng)?shù)奈恢煤铣梢铩?/p>

引物是由引物酶催化,以DNA為模板,NTP為底物合成的短鏈RNA分子,長(zhǎng)度約為十幾個(gè)到幾十個(gè)核苷酸不等。引物的合成方向也是5′→3′

方向。DNA的聚合就是在引物的3′－OH上進(jìn)行的。

2.DNA鏈的延長(zhǎng)延長(zhǎng)的生化過(guò)程：

在DNA聚合酶催化下，以解開(kāi)的單鏈為模板，以四種dNTP為原料，進(jìn)行聚合作用。即新進(jìn)入的dNTP與引物3′－OH形成磷酸二酯鍵，由5′3′方 向延長(zhǎng)子鏈。

原核生物為DNApolⅢ

真核生物為DNA聚合酶α和δ，其中α與隨從鏈的合成有關(guān)，δ與領(lǐng)頭鏈的合成有關(guān)

3.復(fù)制的終止

1.隨從鏈不連續(xù)片段的連接

2.原核生物在復(fù)制終止點(diǎn)的匯合

3.

真核生物端粒的合成

(一)不連續(xù)片段的連接

(二)原核生物復(fù)制的終止原核生物環(huán)狀DNA為雙向復(fù)制，復(fù)制片段在復(fù)制的終止點(diǎn)匯合。

(三)真核生物復(fù)制的終止

染色體DNA呈線性，復(fù)制在末端停止。端粒(telomere):真核生物線性染色體末端的一種特殊結(jié)構(gòu)，由簡(jiǎn)單重復(fù)富含G、T的DNA序列及端粒結(jié)合蛋白組成。功能：保證DNA的完整復(fù)制；保護(hù)染色體末端免于化學(xué)修飾或核酸酶降解；解決染色體復(fù)制時(shí)末端丟失問(wèn)題(壽命長(zhǎng)短

)。端粒酶:由RNA和蛋白質(zhì)組成的酶。兼有模板和逆轉(zhuǎn)錄酶兩方面的作用。端粒與衰老實(shí)驗(yàn)：1.體外培養(yǎng)的細(xì)胞端粒的長(zhǎng)度隨細(xì)胞逐代相傳而縮短，丟失到一定程度后細(xì)胞隨之發(fā)生衰老和死亡。2.在無(wú)端粒酶活性的成纖維細(xì)胞中表達(dá)端粒酶時(shí)，端粒的縮短和細(xì)胞的衰老都受到抑制。結(jié)論：細(xì)胞的衰老可能是由端粒驅(qū)動(dòng)的。端粒的平均長(zhǎng)度隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增多及年齡的增長(zhǎng)而變短，可導(dǎo)致核生物染色體穩(wěn)定性下降，并導(dǎo)致衰老。其分子機(jī)制在于，線形DNA分子不能從末端核苷酸外合成RNA引物，如此染色體將逐代縮短。但是在生殖細(xì)胞、胚胎細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞中，由于有端粒酶，所以并不出現(xiàn)這種情況。不同個(gè)體的端粒初始長(zhǎng)度也不同，但對(duì)每個(gè)個(gè)體來(lái)說(shuō)，它們則可隨時(shí)間流逝而變短。研究人員最近還發(fā)現(xiàn)，患有一種可加速衰老的遺傳疾病的人具有異常短的端粒，進(jìn)一步表明端粒在衰老過(guò)程中所起的作用。然而在正常情況下，比較長(zhǎng)的端粒就意味著長(zhǎng)壽嗎？為了弄清這一點(diǎn)，鹽湖城猶他大學(xué)的遺傳學(xué)家RichardCawthon及其同事檢查了143名老年男女的端粒長(zhǎng)度(這些人曾經(jīng)在至少15年前提供過(guò)血樣)。研究小組在《柳葉刀》雜志上報(bào)告說(shuō)，那些端粒短于平均長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)參與者比那些端粒較長(zhǎng)的參與者早死４到５年，而且死于心臟病的幾率比后者高３倍多。端粒最短的參與者（即最短的那25％）死于傳染病的幾率比那些端粒較長(zhǎng)的人高８倍多。達(dá)拉斯市得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的分子生物學(xué)家JerryShay表示，這是“關(guān)于端?？赡芟拗屏巳祟悏勖牡谝粭l線索”。但他也提醒說(shuō)，需要進(jìn)行更多的研究（使用更多的參與者）以弄清其中的聯(lián)系。Cawthon指出，例如，弄清端粒變短是否確實(shí)導(dǎo)致了疾病或僅僅是其他過(guò)程的副作用，這點(diǎn)很重要。第三節(jié)逆轉(zhuǎn)錄以RNA為模板，按照RNA的核苷酸順序合成DNA，這一途徑與一般遺傳信息流的方向相反，稱逆轉(zhuǎn)錄。一、逆轉(zhuǎn)錄酶(reversetranscription)1970年，Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶，獲1975年諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

逆轉(zhuǎn)錄酶的作用是以dNTP為底物，以RNA為模板，tRNA(主要是色氨酸t(yī)RNA)為引物，在tRNA3′羥基末端上，按5′→3′方向，合成一條與RNA模板互補(bǔ)的DNA單鏈，這條DNA單鏈叫做互補(bǔ)DNA(complementaryDNA,cDNA)，它與RNA模板形成RNA-cDNA雜交體。隨后又在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，水解掉RNA鏈，再以cDNA為模板合成第二條DNA鏈。至此，完成由RNA指導(dǎo)的DNA合成過(guò)程。逆轉(zhuǎn)錄酶是一種多功能酶①RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性；以RNA為模板，催化dNTP聚合成DNA的過(guò)程。逆轉(zhuǎn)錄酶不具有3′→5′外切酶活性，因此沒(méi)有校正功能，所以由反轉(zhuǎn)錄酶催化合成的DNA出錯(cuò)率比較高。②RNaseH活性；由逆轉(zhuǎn)錄酶催化合成的cDNA與模板RNA形成的雜交分子，將由RNaseH從RNA5′端水解掉RNA分子。③DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性；以反轉(zhuǎn)錄合成的第一條DNA單鏈為模板，以dNTP為底物，再合成第二條DNA分子。逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因

組復(fù)制過(guò)程第一階段：合成負(fù)股cDNA的大部分第二階段：以負(fù)股DNA為模板合成一小部分正股DNA鏈。第三階段：完成cDNA的全部復(fù)制。乙肝病毒基因組的復(fù)制其復(fù)制需通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程經(jīng)RNA中間體實(shí)現(xiàn)，其DNA聚合酶也是一種逆轉(zhuǎn)錄酶。逆轉(zhuǎn)錄病毒：RNA→DNA→RNA乙肝病毒：DNA→RNA→DNA逆轉(zhuǎn)錄酶的應(yīng)用1.用于合成cDNA，建立cDNA文庫(kù)，獲得基因或探針。方法：提取組織細(xì)胞的mRNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA，然后被克隆入質(zhì)?；蚴删w載體，轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞后獲得克隆群體?？纱砟骋惶囟ɑ?。

2.與PCR連用RT-PCR。病毒RNA復(fù)制的主要方式1、病毒含有正鏈RNA，如灰質(zhì)炎病毒。RNA（+）→蛋白質(zhì)（酶）→RNA復(fù)制2、病毒含有負(fù)鏈RNA和復(fù)制酶如狂犬病毒。RNA（—）→RNA（+）→蛋白質(zhì)、復(fù)制病毒RNA。3、病毒含有雙鏈RNA和復(fù)制酶。如呼腸孤。雙鏈RNA→RNA（+）→蛋白質(zhì)→RNA（—）→雙鏈RNA4、逆轉(zhuǎn)錄病毒。小結(jié)掌握：半保留復(fù)制，半不連續(xù)復(fù)制，領(lǐng)頭鏈，隨從鏈，端粒，端粒酶，逆轉(zhuǎn)錄的基本概念；及逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制的過(guò)程。熟悉：原核生物DNA復(fù)制的過(guò)程，以及復(fù)制過(guò)程中涉及到的各種酶、蛋白因子；逆轉(zhuǎn)錄酶的應(yīng)用；

轉(zhuǎn)錄翻譯DNARNAProtein復(fù)制

第一節(jié)轉(zhuǎn)錄

生物體以DNA為模板合成RNA的過(guò)程。轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的相似點(diǎn)：

1.模板均為DNA 2.延長(zhǎng)機(jī)理都是形成磷酸二酯鍵

3.方向均為5′→3′4.都遵從堿基配對(duì)規(guī)則

5.產(chǎn)物均為核苷酸鏈

轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的區(qū)別復(fù)制轉(zhuǎn)錄模板DNA雙鏈DNA的一條鏈原料dNTP(N=A、G、C、T)NTP(N=A、G、C、U)酶DNA聚合酶RNA聚合酶產(chǎn)物DNARNA配對(duì)A-T、G-CA-U、T-A、G-C

一、原核生物RNA的生物合成

（一）RNA聚合酶(RNA-pol)

E.coli的RNA聚合酶是由四種亞基組 成的五聚體（

2

）

2

2

E.coli

RNA聚合酶組分及功能亞基分子量功能

36512決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄

150618催化功能

155613結(jié)合DNA模板

70263辨認(rèn)起始點(diǎn)

原核生物的RNA聚合酶都受一類抗 結(jié)核藥利福平或利福霉素的特異性抑制。 這類藥物能與RNA聚合酶的

亞基特異結(jié) 合，從而影響酶的活性。

（二）轉(zhuǎn)錄模板

能轉(zhuǎn)錄出RNA的DNA區(qū)段模板鏈(templatestrand)信息鏈模板鏈信息鏈(sensestrand)

不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄(asymmetrictranscription)

DNA片段轉(zhuǎn)錄時(shí)，雙鏈DNA中只有一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板這種轉(zhuǎn)錄方式稱作不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄。模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一單鏈上。

（三）原核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程 起始(initiation)

延長(zhǎng)(elongation)

終止(termination)

1.轉(zhuǎn)錄起始

1.RNA聚合酶結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域

2.

DNA雙鏈解開(kāi)，以一條鏈為模板，合成第一個(gè)磷酸二酯鍵

2.轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)

轉(zhuǎn)錄泡（transcriptionbubble）： 在轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中，由局部打開(kāi)的

DNA雙鏈、RNA聚合酶核心酶及新生成的RNA三者結(jié)合在一起的復(fù)合體，為空泡狀結(jié)構(gòu)，又稱轉(zhuǎn)錄復(fù)合物。3.轉(zhuǎn)錄終止DNA終止轉(zhuǎn)錄信號(hào)RNA聚合酶識(shí)別轉(zhuǎn)錄終止RNA聚合酶及新RNA鏈脫落轉(zhuǎn)錄完成

（1）依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止

2.不依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止

DNA模板上靠近終止處，有特殊的 堿基序列，轉(zhuǎn)錄出的RNA產(chǎn)物形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)來(lái)終止轉(zhuǎn)錄。

（四）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工1.tRNA前體的加工①剪接作用②添加和修復(fù)3’端CCA序列③堿基的化學(xué)修飾

剪接作用:5’前導(dǎo)序列RNaseP3’拖尾序列RNaseF、RNaseQ間隔序列RNaseⅢ

、RNaseQ、連接酶

添加和修復(fù)3’端CCA序列由tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶催化形成3’端CCA序列

堿基的化學(xué)修飾脫氨、甲基化、羥基化等化學(xué)修飾而生成的。如氨基酸臂上5′的4-硫尿嘧啶（4tu），D臂上的2甲基鳥(niǎo)嘌呤（2mG）

原核生物有16S、23S及5S三種rRNA，這三種rRNA均存在于30S的rRNA前體中。轉(zhuǎn)錄作用完成后，在RNaseⅢ催化下，將rRNA前體切開(kāi)產(chǎn)生16S、25S及5SrRNA的中間前體。進(jìn)一步在核酸酶的作用下，切去部分間隔序列，產(chǎn)生成熟的16S、23S及5SrRNA，還有成熟的tRNA。并對(duì)16SrRNA進(jìn)行甲基化修飾，生成稀有堿基。

二、真核生物RNA的生物合成(一)真核生物RNA聚合酶Ⅰ（A）Ⅱ（B）Ⅲ（C）定位核仁核質(zhì)核質(zhì)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物5.8S、18S、28SrRNAmRNAtRNA、5SrRNA對(duì)利福霉素不敏感不敏感不敏感

（二）真核生物的轉(zhuǎn)錄過(guò)程

起始延長(zhǎng)終止

1.轉(zhuǎn)錄起始形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物與DNA的特殊序列及RNA聚合酶結(jié)合，促進(jìn)轉(zhuǎn)錄的蛋白因子稱轉(zhuǎn)錄因子

(TF）。相應(yīng)于RNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ的TF，分別稱為T(mén)FⅠ、TFⅡ、TFⅢ。TFⅡ又分為T(mén)FⅡA、TFⅡB……等。TFⅡD是唯一能結(jié)合TATA盒的蛋白質(zhì)，它是由TBP和TAF組成。

RNA聚合酶Ⅲ的轉(zhuǎn)錄起始

2.延長(zhǎng)3.真核生物的轉(zhuǎn)錄終止DNA轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)RNA聚合酶