分子生物學(xué)復(fù)旦大學(xué)-生化與分子生物學(xué)

分子生物學(xué)MolecularBiology

從分子水平研究生命現(xiàn)象、生命本質(zhì)、生命活動(dòng)及其規(guī)律的科學(xué)。研究核酸等生物大分子的

形態(tài)結(jié)構(gòu)特征、功能及其重要性和規(guī)律性科學(xué)，是人類(lèi)從分子水平上揭示生物世界的奧秘,

由被動(dòng)地適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動(dòng)地改造和重組自然界的基礎(chǔ)學(xué)科。

分子生物學(xué)關(guān)心的是核酸在細(xì)胞生命過(guò)程中的作用，包括核酸本身的復(fù)制、保存以及基因的

表達(dá)調(diào)控規(guī)律。這門(mén)學(xué)科應(yīng)該被稱(chēng)為核酸生物學(xué)(BiologyofNucleicAcid)。

分子生物學(xué)狹義定義為以中心法則(Centraldogma)為主線(xiàn)的生物信息流及其機(jī)制.

分子生物學(xué)的三條基本原理

構(gòu)成生物體各類(lèi)有機(jī)大分子的單體在不同生物中都是相同的；

生物體內(nèi)一切有機(jī)大分子的構(gòu)成都遵循共同的規(guī)則；

某一特定生物體所擁有的核酸及蛋白質(zhì)分子決定了它的屬性。

DNAReplication

半保留復(fù)制機(jī)制SemiconservativeReplicationMechanismofDNA

半保留復(fù)制假說(shuō)是Watson和Crick在1953年發(fā)表DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)不久后提出的。

957年，MatthewMesselson和FranklinStahl設(shè)計(jì)了令人折服的實(shí)驗(yàn)證明了DNA的半保留

復(fù)制機(jī)制。

DNA的復(fù)制遵循半保留原則進(jìn)行，親代DNA分子每一條鏈各自作為模板，合成一條互補(bǔ)

鏈，新合成的兩條鏈中一條是舊鏈，一條為新鏈。

DNA聚合酶催化的DNA鏈的合成需要模板DNA、底物dNTPs、合成方向5,一3,

復(fù)制的起點(diǎn)和方向OriginandDirectionofDNAReplication

從細(xì)菌、酵母、線(xiàn)粒體和葉綠體中鑒定出的起始點(diǎn)的共同特點(diǎn)是含有豐富的AT序列，可能

有利于DNA復(fù)制啟動(dòng)時(shí)雙鏈的解開(kāi)。

通常細(xì)菌、病毒、線(xiàn)粒體的DNA分子都是作為單個(gè)復(fù)制子完成復(fù)制的。而真核生物基因組

可以同時(shí)在多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)進(jìn)行雙向復(fù)制，基因組中包含多個(gè)復(fù)制子。

無(wú)論原核生物還是真核生物，DNA的復(fù)制是從固定起始點(diǎn)以雙向等速的方式進(jìn)行復(fù)制。

大腸桿菌和其他細(xì)菌DNA的復(fù)制有一個(gè)固定的起點(diǎn)，稱(chēng)為復(fù)制起點(diǎn)replicationorigin(ori),

復(fù)制從ori的兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行，形成兩個(gè)復(fù)制叉(replicationfork)。oriC是大腸桿菌的復(fù)

制起始點(diǎn)，由245個(gè)堿基組成.Ecoli基因組只有一個(gè)oriC,但人的基因組有上萬(wàn)個(gè)復(fù)制ori

復(fù)制時(shí)，雙鏈DNA解開(kāi)成兩股鏈分別進(jìn)行，因此復(fù)制的起點(diǎn)呈現(xiàn)叉狀形式，被稱(chēng)為復(fù)制叉(replication

fork)oDNA的復(fù)制是由固定的起點(diǎn)開(kāi)始的。把生物體的復(fù)制單位稱(chēng)為復(fù)制子(replicon)。一個(gè)復(fù)制子只含

有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。

岡崎片段(Okazakifragment)

雙鏈DNA的兩條鏈走向相反，而DNA的合成酶只能5'—3’的方向合成，這顯

然矛盾.岡崎(ReijiOkazaki)利用同位素標(biāo)記新生DNA分子后發(fā)現(xiàn)，半數(shù)同位素先參入到

較短的DNA片段中.

WhatOkazakidid?

考點(diǎn)：Pulse-labeling實(shí)驗(yàn)：大腸桿菌在含同位素培養(yǎng)基中培養(yǎng)30秒(紅)后將分離大腸桿

菌DNA,在堿性條件下超離心；

Pulse-chase實(shí)驗(yàn)：將大腸桿菌在含同位素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)30秒鐘(紅)后切換到

正常培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，幾分鐘后分離DNA,在堿性條件下進(jìn)行超離心。

DNA復(fù)制的幾種模式

雙向復(fù)制(Bidirectional)：6形(大腸桿菌等細(xì)菌DNA)；線(xiàn)性染色體(真核細(xì)胞)

單向復(fù)制（Unidirectional）：D型（病毒DNA）；滾環(huán)式（噬菌體DNA）

生物體DNA雙鏈的復(fù)制大都是以半保留方式進(jìn)行的，這是共性；但不同生物體內(nèi)DNA的

存在形式各不相同，有大、有小、有線(xiàn)性分子、有環(huán)狀分子；功能狀態(tài)也不一樣，有的保守，

有的則極為活躍。因此反映在復(fù)制方式上也有差別，這是個(gè)性。

環(huán)狀DNA雙鏈的復(fù)制

環(huán)狀DNA雙鏈的復(fù)制分為8型、滾環(huán)型和D-環(huán)型幾種類(lèi)型。

（1）。型，大腸桿菌基因組的復(fù)制原點(diǎn)位于Asn合酶和ATP合酶操縱子之間，全長(zhǎng)245bp,

稱(chēng)為OriC。富含AT,并含有多個(gè)短的重復(fù)序列，能夠被復(fù)制起始點(diǎn)結(jié)合蛋白所識(shí)別。復(fù)制

的起始點(diǎn)涉及DNA雙鏈的解旋和松開(kāi)，形成兩個(gè)方向相反的復(fù)制叉。前導(dǎo)鏈DNA開(kāi)始復(fù)

制前，復(fù)制原點(diǎn)的核酸序列被轉(zhuǎn)錄生成RNA鏈，作為起始DNA復(fù)制的引物。

（2）滾環(huán)型（rollingcircle）,單向復(fù)制的一種特殊形式。滾環(huán)復(fù)制在噬菌體中是很常見(jiàn)的,

如X174的雙鏈環(huán)狀DNA復(fù)制型（RF）就是以這種方式復(fù)制的。DNA的合成由對(duì)正鏈原

點(diǎn)的專(zhuān)一性切割開(kāi)始，所形成的自由5'端被從雙鏈環(huán)中置換出來(lái)并為單鏈DNA結(jié)合蛋白

所覆蓋，使其3'-0H端在DNA聚合酶的作用下不斷延伸。這個(gè)過(guò)程中，單鏈尾巴的延伸

與雙鏈DNA的繞軸旋轉(zhuǎn)同步。

（3）D-環(huán)型（D-loop）,單向復(fù)制的一種特殊形式，這種方式首先在動(dòng)物線(xiàn)粒體的DNA復(fù)

制中被發(fā)現(xiàn)。雙鏈環(huán)在固定點(diǎn)解開(kāi)進(jìn)行復(fù)制。但兩條鏈的合成是高度不對(duì)稱(chēng)的，最初僅以一

條母鏈作為新鏈合成的模板，迅速合成出互補(bǔ)鏈，另一條鏈則成為游離的單鏈環(huán)（即D-環(huán)）。

單個(gè)D-環(huán)結(jié)構(gòu)在哺乳動(dòng)物線(xiàn)粒體中是一段開(kāi)放的500-600堿基序列。維持D-環(huán)結(jié)構(gòu)的短鏈

是不穩(wěn)定的，它經(jīng)常被解鏈和重新合成以維持該位點(diǎn)的雙鏈開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)。有些線(xiàn)粒體DNA擁

有幾個(gè)D-環(huán)結(jié)構(gòu)，反映出細(xì)胞有多個(gè)起始點(diǎn)。葉綠體DNA也采用同樣的機(jī)制。高等植物的

葉綠體DNA有兩個(gè)D-環(huán)結(jié)構(gòu)。

線(xiàn)性DNA雙鏈的復(fù)制

復(fù)制叉生長(zhǎng)方式有單一起點(diǎn)的單向（如腺病毒）及雙向（如T7噬菌體）和多個(gè)起點(diǎn)的雙向

幾種。由于DNA聚合酶和RNA聚合酶只能從5'端向3'端移動(dòng)，因此DNA雙向復(fù)制時(shí),

復(fù)制叉處呈“眼”型。

線(xiàn)性DNA在復(fù)制中，當(dāng)RNA引物被切除后，留下5'端的部分單鏈DNA,不能為DNA

聚合酶所作用，子鏈短于母鏈。因此線(xiàn)性DNA復(fù)制子末端的復(fù)制需要有以下特殊的機(jī)制：

（1）將線(xiàn)性復(fù)制子轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)狀或多聚分子。T4和T7噬菌體就是這種機(jī)制。

（2）在DNA末端形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，使該分子沒(méi)有游離的末端，草履蟲(chóng)的線(xiàn)性DNA就是一個(gè)

典型的例子。

（3）在某種蛋白質(zhì)（如末端蛋白,terminalprotein）的介入下，在真正的末端上啟動(dòng)復(fù)制。

29噬菌體DNA和腺病毒DNA的復(fù)制主要依賴(lài)這一機(jī)制。

原核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)

大腸桿菌基因組以雙鏈環(huán)狀DNA分子的形式存在，復(fù)制起始后，在OriC上形成的兩個(gè)復(fù)

制叉沿著整個(gè)基因組雙向等速進(jìn)行移動(dòng)，DNA復(fù)制的中間產(chǎn)物可形成一個(gè)0,兩個(gè)復(fù)制叉

在距離起始點(diǎn)1800處回合。

DNA雙螺旋的解旋

DNA復(fù)制時(shí)，雙鏈?zhǔn)紫冉忾_(kāi)，形成復(fù)制叉。由多種蛋白質(zhì)和酶參與。拓?fù)洚悩?gòu)酶I解開(kāi)負(fù)

超螺旋，與解鏈酶共同作用，在復(fù)制起始點(diǎn)處解開(kāi)雙鏈，還有Dna蛋白參與，一旦局部解

開(kāi)雙鏈，必須有SSB蛋白穩(wěn)定解開(kāi)的單鏈。

引發(fā)酶等組成的引發(fā)體迅速作用于兩條單鏈DNA,前導(dǎo)鏈及后隨鏈都需要一段RNA引物

以起始子鏈DNA的合成。

重要的酶和蛋白質(zhì)包括：（1）DNA解鏈酶（DNAhelicase）,通過(guò)水解ATP獲得能量解開(kāi)雙

鏈DNA。大多解鏈酶可沿后隨模板鏈的5'-3'方向并隨復(fù)制叉的前進(jìn)而移動(dòng)。只有Rep

蛋白是沿前導(dǎo)鏈模板的3'-5'方向移動(dòng)。

（2）單鏈結(jié)合蛋白（single-strandbindingprotein,SSB蛋白），SSB可以在遠(yuǎn)低于解鏈溫度

時(shí)使雙鏈分開(kāi)并牢牢結(jié)合在單鏈DNA上，并表現(xiàn)出結(jié)合的協(xié)同效應(yīng)（第一個(gè)結(jié)合能力假設(shè)

為1,第二個(gè)結(jié)合能力高達(dá)1000）（真核生物中無(wú)協(xié)同效應(yīng)）。

（3）DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶（DNAtopoisomerase）,大多數(shù)天然狀態(tài)下的DNA分子都有適度的

負(fù)超螺旋，可以形成部分的單鏈結(jié)構(gòu)，利于蛋白質(zhì)與DNA的結(jié)合。復(fù)制過(guò)程中，隨著DNA

的解旋雙螺旋的盤(pán)繞數(shù)減少，超螺旋數(shù)增加，使正超螺旋增加，未解鏈部分的纏繞更加緊密，

形成的壓力阻止解鏈的繼續(xù)進(jìn)行。拓?fù)洚悩?gòu)酶能夠消除解鏈造成的正超螺旋的堆積，消除

阻礙解鏈繼續(xù)進(jìn)行的壓力，使復(fù)制得以延伸。

DNA復(fù)制的引發(fā)

所有DNA的復(fù)制都從一個(gè)固定的起始點(diǎn)開(kāi)始，目前己知的DNA聚合酶只能延長(zhǎng)已存在的

DNA鏈，而不能從頭合成DNA鏈。

DNA聚合酶都從3'羥基端起始DNA合成，DNA復(fù)制時(shí)往往先由引發(fā)酶（一種特殊的RNA

聚合酶）在DNA模板上合成一段RNA鏈，提供引發(fā)末端（引物，primer）,接著DNA聚

合酶從RNA引物3'端開(kāi)始合成新的DNA鏈。前導(dǎo)鏈和后隨鏈都需要RNA引物，只是前

者比較簡(jiǎn)單，后者要復(fù)雜得多。

后隨鏈的引發(fā)往往需要由引發(fā)體（primosome）來(lái)完成。引發(fā)體由6種蛋白質(zhì)（n,n，,n“，

DnaB、C和1）共同組成，當(dāng)引發(fā)前體（preprimosome）與引發(fā)酶（primase）進(jìn)一步組裝成

引發(fā)體，才能發(fā)揮作用?引發(fā)酶是dnaG的基因產(chǎn)物，是在特定條件下發(fā)揮作用的RNA聚

合酶，僅用于合成DNA復(fù)制時(shí)所需要的一小段RNAo

引發(fā)體像火車(chē)頭一樣在后隨鏈分叉的方向上前進(jìn)，并在模板上斷斷續(xù)續(xù)地引發(fā)生成后隨鏈的

引物RNA鏈，再由DNA聚合酶HI作用合成DNA,直至遇到下一個(gè)引物或?qū)槠螢橹埂?/p>

由RNaseH降解RNA引物并由DNA聚合酶I將缺口補(bǔ)齊，再由DNA連接酶將岡崎片段

連接成大分子DNA鏈。

岡崎片段與半不連續(xù)復(fù)制

由于DNA雙螺旋的兩條鏈反向平行，復(fù)制叉附近解開(kāi)的DNA鏈一條是5'-3'方向，而

另一條鏈?zhǔn)?'-5'方向，兩條模板極性不同。所有已知的DNA聚合酶的合成方向是5'

-*3'。

岡崎通過(guò)怠;同位素標(biāo)記證明后隨鏈的復(fù)制是不連續(xù)的片段式合成，即岡崎片段，長(zhǎng)度大約

1000-2000bp?現(xiàn)在知道原核中的要長(zhǎng)些，真核中的要短些。

岡崎片段通過(guò)RNA引物切除、缺口補(bǔ)齊、連接酶連接成成熟的DNA鏈。

復(fù)制的終止

除Tus蛋白以外，鏈的終止看起來(lái)不需要太多的蛋白質(zhì)的參與。當(dāng)復(fù)制叉遷移，遇到約22

個(gè)堿基的重復(fù)性終止子序列（Ter）時(shí)，Ter-Tus復(fù)合物能使DnaB不再將DNA解鏈，阻擋

復(fù)制叉繼續(xù)前移，等到相反方向的復(fù)制叉到達(dá)后停止復(fù)制，其間仍有50-100bp未被復(fù)制，

由修復(fù)方式填補(bǔ)空缺，而后兩條鏈解開(kāi)。在DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶IV的作用下使復(fù)制叉解體，

釋放子鏈DNA。

DNA聚合酶

大腸桿菌中存在DNA聚合酶I、II、III、IV和V。

DNAPolI是第一個(gè)被鑒定出來(lái)的DNAPoL該蛋白被蛋白酶切成兩個(gè)片段，占蛋白2/3的

C端區(qū)域（68000）又稱(chēng)Klenow片段或Klenow酶，同時(shí)具有DNA聚合酶活性和3'f5'

核酸外切酶活性，既可合成DNA鏈，又可降解DNA鏈，保證了DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性。它的

N端區(qū)域(35000)具有5'-3'核酸外切酶活性，可作用于雙鏈DNA,又可水解5'端或

距5'端幾個(gè)核甘酸處的磷酸二酯鍵，被認(rèn)為在切除因紫外線(xiàn)照射形成的喀咤二聚體中起著

重要作用，也能除去岡崎片段5'端RNA引物。

DNAPoIII具有5'-3'方向聚合酶活性，但活性很低，相當(dāng)于聚合酶I的5%,不是復(fù)制

中的主要酶。3'f5'核酸外切酶的活性可起到校正作用，用于修復(fù)DNA。

DNAPolIH包含7種不同的亞單位和9個(gè)亞基基，生物活性形式為二聚體，既有5'-3'

方向聚合酶活性，也有3'-5,核酸外切酶活性。酶的活性強(qiáng)，是聚合酶I的15倍，聚合

醐II的300倍。

DNAPolIV和V分別由dinB和umuD'2C編碼，主要在SOS修復(fù)過(guò)程發(fā)揮作用。

大腸桿菌中至少有五種DNA聚合酶

DNA聚合酶I由一條肽鏈組成，含三種酶活性，蛋白水解酶subtilisin酶解后得到的大片段

部分為Klenowfragment,擁有兩個(gè)酶活性，去掉了5'->3,外切酶活性。

DNA聚合酶I的切口平移反應(yīng)(Nicktranslation)

聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)原理

Topol和TopoIl松弛DNA負(fù)超螺旋

TopoIl(gyrase)催化改變DNA互繞數(shù)Gyrase,回旋酶，促旋酶(大腸桿菌的H類(lèi)拓?fù)洚?/p>

構(gòu)酶，可在DNA中引入負(fù)超螺旋。

由TopoII參與的各種反應(yīng)：由TopoII參與的各種反應(yīng)

DNA復(fù)制過(guò)程中形成的鏈狀分子(catenanes)需要拓?fù)涿竵?lái)幫助解離

1.DnaA等蛋白質(zhì)結(jié)合到大腸桿菌復(fù)制起始位點(diǎn)oriC的特征核甘酸序列上

2.解旋酶(Helicase)幫助將雙鏈DNA解旋成單鏈DNA

3.SSB(單鏈DNA結(jié)合蛋白)與單鏈DNA結(jié)合幫助穩(wěn)定單鏈結(jié)構(gòu)

4.Primerase合成RNA片段

5.DNA聚合酶III以RNA片段為引物開(kāi)始合成DNA

6.DNA復(fù)制叉(replicationfork)的形成，DNA合成向兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行，滯后鏈(lagging

strand)上的Okazaki片段不斷被連接成大片段

7.拓?fù)洚悩?gòu)酶(Topoisomerases)幫助消除復(fù)制過(guò)程中DNA螺旋產(chǎn)生的糾纏

8.RNA引物被DNA聚合酶I去除，補(bǔ)齊缺口；

9.最終由連接酶連接成完整的染色體DNA.

小結(jié)：

⑴DNA解螺旋酶解開(kāi)雙鏈DNA。

⑵SSB結(jié)合于DNA單鏈。

⑶DNA旋轉(zhuǎn)酶引入負(fù)超螺旋，消除復(fù)制叉前進(jìn)時(shí)帶來(lái)的扭曲張力。

(4)DNA引物酶(在引發(fā)體中)合成RNA引物。

⑸DNApol.III在兩條新生鏈上合成DNA。

(6)DNApolI切除RNA引物，并補(bǔ)上DNA。

⑺DNAligase連接一個(gè)岡崎片段。

DNA復(fù)制過(guò)程中，聚合酶對(duì)dTTP和dUTP的分辨能力高，有少量dUTP摻入DNA鏈中，此

時(shí)，U-糖甘酶、AP內(nèi)切酶、DNApolI、DNAligase共同作用，切除尿喘咤，接上正確的

堿基。

真核生物DNA的復(fù)制的特點(diǎn)

真核生物DNA的復(fù)制與原核生物的有很多不同，如真核生物每條染色體上可以有多處復(fù)制

起始點(diǎn)，原核生物只有一個(gè)；真核生物的染色體在全部完成復(fù)制之前，每個(gè)起始點(diǎn)上DNA

的復(fù)制不能再開(kāi)始，而在快速生長(zhǎng)的原核生物中，復(fù)制起始點(diǎn)上可以連續(xù)開(kāi)始新的DNA復(fù)

制，表現(xiàn)為雖只有一個(gè)復(fù)制單元，但可以有多個(gè)復(fù)制叉。

真核生物細(xì)胞中，DNA復(fù)制只是細(xì)胞周期的一部分，只在S期進(jìn)行。第一批復(fù)制子的激活

標(biāo)志著S期的開(kāi)始，在之后的幾個(gè)小時(shí)里，其余的復(fù)制子相繼啟動(dòng)。

真核生物的復(fù)制子相對(duì)較小，約在40-100kb。

真核生物復(fù)制起始區(qū)的特點(diǎn)

到目前為止，釀酒酵母的復(fù)制起始位點(diǎn)已被簽定，長(zhǎng)約150bp,包含數(shù)個(gè)復(fù)制起始必需的保

守區(qū)。將這個(gè)特殊序列作為一個(gè)部件來(lái)構(gòu)建一個(gè)環(huán)狀的DNA分子，這個(gè)核外DNA分子在

酵母中能夠自主復(fù)制。這個(gè)序列被稱(chēng)為自主復(fù)制序列(autonomouslyreplicatingsequences,

ARS).

后來(lái)在其他真核生物中也發(fā)現(xiàn)類(lèi)似ARS元件的序列。

真核生物DNA復(fù)制起始需要起始點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物(originrecognitioncomplex,ORC)參與。

真核生物DNA復(fù)制叉的移動(dòng)速度大約只有50bp/s,不到大腸桿菌的1/20,因此人類(lèi)DNA

每間隔30000-300000個(gè)堿基就有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。

已發(fā)現(xiàn)的真核生物DNA聚合酶有15種以上，哺乳動(dòng)物細(xì)胞中主要有5種。

真核生物DNA聚合酶與細(xì)菌DNA聚合酶的基本性質(zhì)相同:

以dNTPs為底物；需鎂離子激活；需要模板鏈；需要具有3'-OH末端的引物；鏈延伸方

向：5'-3'

但一般都不具備核酸外切酶的活性，推測(cè)一定有另外的酶在DNA復(fù)制中起校正作用。

真核生物DNA的復(fù)制過(guò)程

在復(fù)制叉上存在一個(gè)DNA聚合酶a/引發(fā)酶復(fù)合體和另外兩個(gè)DNA聚合酶復(fù)合體。這兩個(gè)

聚合酶中一個(gè)是聚合酶，另一個(gè)是第二個(gè)聚合酶8或聚合酶e,前者延伸前導(dǎo)鏈，后者合

成后隨鏈的岡崎片段。

岡崎片段RNA引物的除去分兩步,首先一種可特異性切除DNA-RNA雜合底物的RNaseHl

發(fā)揮核酸內(nèi)切酶的活性，在靠近RNA與DNA的連接處切開(kāi)引物，又具備5'-3'核酸外切

酶活性的FEN1蛋白降解RNAo最后，由DNA連接酶I將相鄰岡崎片段連接起來(lái)。

真核復(fù)制過(guò)程中組蛋白的裝配

真核復(fù)制過(guò)程中DNA的復(fù)制是半保留的，而組蛋白則是全保留的。

組蛋白以完整的八聚體形式直接轉(zhuǎn)移到子代DNA的前導(dǎo)鏈上，新合成的組蛋白與后隨鏈組

裝成核小體。

試驗(yàn)證據(jù)：環(huán)己酮亞胺抑制組蛋白合成，電子顯微鏡下觀察。

真核生物DNA復(fù)制的終止

端粒(telomeres)：是真核細(xì)胞染色體末端所特有的結(jié)構(gòu)，一段DNA序列與蛋白質(zhì)形成

的一種復(fù)合體。

功能：⑴保證線(xiàn)性DNA的完整復(fù)制；⑵保護(hù)染色體末端；⑶決定細(xì)胞壽命，胚系細(xì)胞

含端粒酶，體細(xì)胞不表達(dá)端粒酶。

端粒末端的重復(fù)序列，通過(guò)端粒醒(telomerase)將其加到染色體末端。

端粒酶含有RNA和蛋白質(zhì)(起DNA聚合酶的作用)兩種組分，RNA分子約159b,含有多

個(gè)CyAx重復(fù)序列，RNA分子用作端粒TxGy鏈合成的模板。

端粒酶是一種反轉(zhuǎn)錄酶，它只合成與酶自身的RNA模板互補(bǔ)的DNA片段。

DNA修復(fù)DNARepair

由于染色體DNA在生命過(guò)程中占有至高無(wú)上的地位，DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性以及DNA日常保

養(yǎng)中的損傷修復(fù)就有特別重要的意義。

一個(gè)細(xì)胞通常只含有一套或兩套基因組DNA,損傷的蛋白質(zhì)和RNA分子可以通過(guò)DNA密

碼信息很快被替代，但DNA分子自身是不能被替代的。維持DNA分子中信息的完整性是

細(xì)胞必須要做的事，由DNA修復(fù)系統(tǒng)執(zhí)行。

DNA可能由于某些作用而受損傷，有些是自發(fā)的，有些是環(huán)境因素造成的，DNA復(fù)制過(guò)程

也有可能因錯(cuò)配堿基導(dǎo)致遺傳信息的損傷。

Mutationsarelinkedtocancer

ApermanentchangeinthenucleotidesequenceofDNAiscalledamutation(在

核酸序列上發(fā)生的永久性的變化叫突變)。

Inmammals,thereisastrongcorrelationbetweentheaccumu-lationofmutations

andcanceroMutation,Mutant,Mutagenesis,Mutagen,Mutein(Mutain)

突變可能涉及一個(gè)堿基對(duì)被另一個(gè)堿基對(duì)所替代一替代或取代突變(substitutionmutation),

或者插入或缺失一個(gè)或多個(gè)堿基對(duì)一插入突變或缺失突變(insertionmutationsordeletion

mutations如果突變影響的是非必須DNA或不影響一個(gè)基因的功能，這樣的突變被稱(chēng)為

沉默突變(silentmutation)o很少發(fā)生突變?cè)斐缮飳W(xué)優(yōu)勢(shì)，然而，大多數(shù)突變是有害的。

突變的類(lèi)型

■點(diǎn)突變：DZA分亍中一個(gè)堿基對(duì)替代另一^介堿基

對(duì)稱(chēng)為點(diǎn)突變.

堿^^化替換：a,轉(zhuǎn)換(transition):b,顛映Ctransversion>

?移碼完支

-描入突變：DZA分亍中播入一~針或幾個(gè)堿基稱(chēng)為插入

用O

-缺失究變;DZA分子中缺失一個(gè)鬟多個(gè)堿基對(duì)稱(chēng)為缺

失作用。

“沉默突變：突變影響非必需的DZA或突變對(duì)一個(gè)基

因的功能的影響可忽略，稱(chēng)為沉默突變或同義突變。

TGTTGC

Cys-------Cys

〃無(wú)義突變：突變的密瑪子變?yōu)榻K止鏘傳子.

TGT------?TGA

Cys?終止

“回復(fù)突變：一些突變可以克服第一次突變?cè)斐傻挠?/p>

響，這類(lèi)突變稱(chēng)為回復(fù)突變。

彳通讀突變(加長(zhǎng)突變)：終止密瑪子突變?yōu)榉墙K止

密嗎子，使突變的mRMA在擁譯時(shí)發(fā):生通讀，從而

使肽鏈加長(zhǎng)。

一條件突變體：突變效果很微妙，只有在極端條件下

(如溫度提高)才顯露出來(lái)。

突變的原因

自Cspontaneousmutation)：由

正梏的細(xì)胞潔動(dòng)，逐細(xì)胞與環(huán)境的隨機(jī)相

互作用而弓I起的褻變。

誘<induoedmutation):的7pls

或;物理因素弓I起的DZA后歹U改變。

DZA分子的自發(fā):性損傷

1、DZA復(fù)制中的車(chē)昔誤

2、DZA的自發(fā)性化學(xué)變化

生物體內(nèi)DZA分子可以由于各種原因發(fā);生變化

<???塞的異構(gòu)茸變：

②》?基的脫氧基作用：

③脫口票哈與脫畸碇：

④S*基修飾與鏈斷裂：

Amestestforcarcinogens用一種攜帶了組氨酸合成途徑中醉基因突變的沙門(mén)氏菌，檢測(cè)

化合物對(duì)該基因的恢復(fù)突變。艾姆氏試驗(yàn)

Mutagens化學(xué)誘變因素：烷化劑、亞硝酸、嵌入劑；

物理誘變因素：電離輻射（UV、X射線(xiàn)、射線(xiàn)等宇宙射線(xiàn)）；

物理因素弓I起的DMA損傷

1、紫夕卜線(xiàn)弓I起的DZA損傷

當(dāng)DMA受到最易被其吸收波長(zhǎng)（?260nm）的紫夕卜

線(xiàn)照射時(shí)，主要是使同一條DZA鏈上相鄰的嘴碇以共價(jià)

鍵連成二奧體.

2、電溜輻射弓I起的DZA損傷

電離輻射損傷DZA有直接和間接的效應(yīng)，直接效應(yīng)

是1>、人直接吸收射線(xiàn)能量而遭損傷；間接效應(yīng)是指1>ZA

周?chē)渌肿樱ㄖ饕撬肿樱┪丈渚€(xiàn)能量產(chǎn)生具有

很高反應(yīng)活性的自由基進(jìn)而損傷DZA。損傷包括：8t

基變化；②脫毓核糖變化；③DZA鏈斷裂；④交聯(lián)。

化學(xué)因素引起的DMA損傷

1、烷化劑對(duì)DZA的損傷

①堿基烷基化；②堿基脫落；③斷鏈；④交聯(lián)

2、堿基類(lèi)似物、修飾劑對(duì)DNA的損傷

如：人工可以合成一些堿基類(lèi)似物用作促突變劑或

抗癌藥物，如5-漠尿唯晦（5-BU）、5-氟尿畸口定C5-

FU）、2-氨基腺噪嶺C2-AP）等。

還有一些人工合成或環(huán)境中存在的化學(xué)物質(zhì)能專(zhuān)一

修飾DZA鏈上的堿基或通過(guò)影響DNA復(fù)制而改變堿基

序列，例如亞硝酸鹽能使C脫氨變成U,經(jīng)過(guò)復(fù)制就可

使DNA上的C-C變成A-T對(duì)?

紫外線(xiàn)可使DNA分子中同一條鏈上兩個(gè)相鄰的胸腺喀咤堿基之間形成二聚體（TT）,兩個(gè)

T以共價(jià)鍵形成環(huán)丁烷結(jié)構(gòu)。

DNArepairssystems

錯(cuò)配修復(fù)（Mismatchrepair）

堿基切除修復(fù)（Base-excisionrepair）堿基切除修復(fù)（BER）核昔酸切除修復(fù)（NER）

大腸桿菌中錯(cuò)配修復(fù)主要依靠甲基化識(shí)別機(jī)制

?Dam在復(fù)制叉上進(jìn)行

甲基化，使GATC序

列中的A殘基甲基化

?MutH在未甲基化的

子鏈上進(jìn)行切割

堿基切除修復(fù)

(1)

C2)

>*1

-fe>JT=r-

,二、CZA——&?糖基化酶是損傷特異性

睫蠡靈舞T異2口翌震中有玄理提裒不同

JUV多Hfefe=_特異性的DNA糖基化酶

(4)DNA-。金*糖基化酶通過(guò)水解糖背鍵

D-去除受損堿基

核昔酸切除修復(fù)(Nucleotide-excisionrepair)

直接修復(fù)(Directrepair,光復(fù)活)1949年已發(fā)現(xiàn)細(xì)菌光復(fù)活現(xiàn)象，可見(jiàn)光(最有效

400nm)可激活光復(fù)活酶，此醐能分解由于紫外線(xiàn)形成的口密咤二聚體。高等哺乳動(dòng)物沒(méi)有此

酶。

A形成喀呢二聚體B.光復(fù)合酶結(jié)合于損傷部位C酶被可見(jiàn)光激活D.修復(fù)后釋放酶

06-甲基鳥(niǎo)嚓咻更容易與T配對(duì)，會(huì)高頻導(dǎo)致突變。O6-methylguanine-DNA

methyltransferase的半胱氨酸筑基接受甲基后自身永久失活，“舍己救人”的典范。

(發(fā)生在復(fù)制后)：復(fù)制時(shí)，跳過(guò)損傷部位，新鏈產(chǎn)生缺口

由母鏈彌補(bǔ)，原損傷部位并沒(méi)有切除,但在后代逐漸稀釋。

重組修復(fù)與易錯(cuò)修復(fù)(recombinationanderror-pronerepair)

RecombinationalDNArepairhasthesamemechanismofDNArecombinationduringmeiosis

雙鏈斷裂修復(fù)(Doublestrandbreakrepair)

應(yīng)急反應(yīng)(SOSresponse)

一SOS反應(yīng)：細(xì)胞DNA受至u嚴(yán)重才員佞或DNAjg_錯(cuò)，］系統(tǒng)受

剃孫1制的緊■，忽狀態(tài)下，為本?生存而出現(xiàn)的應(yīng)急員皮.

?SOS反應(yīng)包括二

「避免基裙妁修"復(fù)育官力增^雖

-J涉導(dǎo)產(chǎn)生無(wú)校正功背巳的DNA聚合薛合成

一打布J細(xì)胞分裂

ASOS員皮區(qū)生物在不開(kāi)弓壞比中#_捋生存妁一種基本

叨育L對(duì)原移:生物它產(chǎn)生離變.異，對(duì)高等動(dòng)物則是錢(qián)

瘡妁,

應(yīng)急反應(yīng)導(dǎo)致大量基因表達(dá)，部分參與易錯(cuò)表達(dá)

DiseaseswithimpairedDNArepairsystems

切除修復(fù)缺損著色性干皮病(XerodermaPigmentosumXp)

錯(cuò)配修復(fù)缺損遺傳性非息肉結(jié)腸癌(HereditaryNonpoly-posisColorectalCancer,HPCC)

Brcal/Brca2基因缺損乳腺癌高發(fā)

RNAmetabolism

轉(zhuǎn)錄Transcription(FromDNAtoRNA)

轉(zhuǎn)錄一以DNA為模板，按堿基配對(duì)原則(dA-U、dT-A、dG-C、dC-G)合成RNA鏈。

轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的相似點(diǎn)

1.都是酣促的核昔酸聚合過(guò)程；

2.都需依賴(lài)DNA的聚合酶；

3.模板均為DNA；

4.延長(zhǎng)機(jī)理都是形成磷酸二酯鍵；

5.方向均為5'-3';

6.都遵從堿基配對(duì)規(guī)律一但轉(zhuǎn)錄忠實(shí)性要低于DNA復(fù)制；

7.轉(zhuǎn)錄與復(fù)制都受到嚴(yán)格的調(diào)控

轉(zhuǎn)錄與復(fù)制的不同點(diǎn)

RNA的合成稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄(transcription),是以DNA為模板由RNA聚合酶催化的反應(yīng)，RNA的

延伸方向?yàn)?'f3'.

NTP+(NMP)nRNA聚合酶(NMP)n+l+PPi

RNA延伸了的RNA

1961年S.Spiegelman用分子雜交方法證明了DNA與RNA之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系

原料：NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板：DNA酶：RNA聚合酶(RNApolymerase,

RNA-pol)其他蛋白質(zhì)因子

E.ColiRNA聚合酶是由五種亞基組成(a2p|3(3)。,MW48000)?。亞基加上核心酶(a

266')稱(chēng)為全酶(holoenzyme)。(3未知，醐制劑有，全酶中無(wú))

RNA聚合的

其他原核生物的RNA聚合酶，在結(jié)構(gòu)、組成、功能上均與E.coli相似。

原核生物的RNA聚合醐都受一類(lèi)抗結(jié)核藥利福平或利福霉素的特異性抑制。這類(lèi)藥物能與

RNA聚合酶的亞基特異結(jié)合，從而影響酶的活性。

雙鏈DNA分子中能作為模板轉(zhuǎn)錄出RNA的那條鏈，稱(chēng)為模板鏈。又叫無(wú)義鏈（sense

strand）或Watson鏈。

另一條互補(bǔ)鏈稱(chēng)為編碼鏈，又叫反義鏈（antisensestrand）或Crick鏈。

與轉(zhuǎn)錄起始有關(guān)的DNA結(jié)構(gòu)啟動(dòng)子（Promoter）

RNA聚合酶結(jié)合模板DNA的部位，稱(chēng)為啟動(dòng)子。

一10區(qū)，保守序列為T(mén)ATAAT-Pribnow框（pribnowbox,TATA框），是RNA聚合酶的

牢固結(jié)合位點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)結(jié)合位點(diǎn)。

。的存在保證原核生物RNA聚合酶只能與啟動(dòng)子區(qū)而不是其它區(qū)域形成穩(wěn)定的二元復(fù)合

物。

細(xì)菌中常見(jiàn)兩種啟動(dòng)子突變：-啟動(dòng)子上升突變，提高轉(zhuǎn)錄活性；-

啟動(dòng)子下降突變，降低轉(zhuǎn)錄水平。

Sextama框：-35區(qū)，保守序列為T(mén)TGACA—Sextama框，是RNA聚合酶中。的識(shí)別

位點(diǎn),也是RNA聚合酶的初始結(jié)合位點(diǎn)。

Pribnow框與Sextama框之間的堿基序列并不重要，但兩個(gè)序列之間的距離十分重要；

天然啟動(dòng)子這段距離多為15?2Obp,距離的大小可能是決定啟動(dòng)子強(qiáng)度的因素之一。

實(shí)驗(yàn)表明：兩個(gè)序列之間的距離為17bp時(shí)，轉(zhuǎn)錄效率最高。

足跡法原理（Footprinting）利用足跡法確定RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)

RNA起始核甘酸為pppG或pppA

終止子結(jié)構(gòu)提供轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)的序列-終止子（terminator）,終止信號(hào)存在于RNA聚合

酶已經(jīng)轉(zhuǎn)錄過(guò)的序列之中。

原核生物終止子分為兩類(lèi)：一類(lèi)是不依賴(lài)于P因子的轉(zhuǎn)錄終止；

一類(lèi)是依賴(lài)P因子的轉(zhuǎn)錄終止；

兩類(lèi)終止子有共同的序列特征：

在轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)之前有一段間斷的回文結(jié)構(gòu)。（出現(xiàn)在限制性核酸內(nèi)切酶、轉(zhuǎn)錄終止子）

兩類(lèi)終止子堿基組成的不同點(diǎn)：

不依賴(lài)P因子回文結(jié)構(gòu)富含G-C下游富含A-T

依賴(lài)P因子G-C含量較少下游無(wú)特征

原核生物轉(zhuǎn)錄的起始轉(zhuǎn)錄起始需解決兩個(gè)問(wèn)題：

RNA聚合酶必須準(zhǔn)確地結(jié)合在轉(zhuǎn)錄模板的起始區(qū)域。

DNA雙鏈解開(kāi)，使其中的一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板。

轉(zhuǎn)錄起始過(guò)程

1.因子辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)（-35區(qū)的TTGACA序列）

2.RNA聚合酶全酶（）與模板一35序列結(jié)合，形成閉合的二元閉合啟動(dòng)子復(fù)合物。

3.RNA聚合酶向一10區(qū)轉(zhuǎn)移，并與之牢固結(jié)合。

4.—10區(qū)DNA雙鏈解開(kāi)12?17bp,形成開(kāi)放的二元啟動(dòng)子復(fù)合物（模板一前）。

5.在RNA聚合酶B亞基催化下形成第一個(gè)磷酸二酯鍵，形成三元復(fù)合物（模板一酶一

RNA）。5-pppG-OH+NTP-5-pppGpN-OH3+ppi

轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:RNApol（2）-DNA-pppGpN-OH3

RNA聚合酶有兩個(gè)核甘酸結(jié)合位點(diǎn)：

一個(gè)是起始核甘酸位點(diǎn)、一個(gè)是延長(zhǎng)核昔酸位點(diǎn)。一般只有噂吟核甘酸填充了起始位點(diǎn)，才

能形成第一個(gè)磷酸二酯鍵。

6.當(dāng)三元復(fù)合物中RNA長(zhǎng)6?9個(gè)核甘酸時(shí)，因子從全酶解離下來(lái)，進(jìn)入延長(zhǎng)階段。

原核生物轉(zhuǎn)錄的延長(zhǎng)

1.亞基脫落，RNA-pol聚合酶核心酶變構(gòu)，與模板結(jié)合松弛，沿著DNA模板前移；

2.在核心前作用下NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長(zhǎng)。

3.堿基配對(duì)原則：A-U,T-A,G-C

4延長(zhǎng)中的轉(zhuǎn)錄復(fù)合物也叫轉(zhuǎn)錄空泡。隨著RNA聚合酶前移，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA不斷移出轉(zhuǎn)

錄空泡，已轉(zhuǎn)錄完畢的DNA雙鏈又重新復(fù)合而不再打開(kāi)。

5.原核生物的轉(zhuǎn)錄和翻譯偶聯(lián)進(jìn)行。

原核生物轉(zhuǎn)錄的終止和新生RNA鏈的釋放

RNA聚合酶在DNA模板上停頓下來(lái)不再前進(jìn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物RNA鏈從轉(zhuǎn)錄復(fù)合物上脫落下來(lái)。

分類(lèi)依賴(lài)P因子的轉(zhuǎn)錄終止非依賴(lài)P因子的轉(zhuǎn)錄終止

RNAtranscriptionineukaryoticcells

ThreetypesofRNApolymerases

PromoterofRNApolymeraseII

MultipleproteinsinvolvedinRNAtranscriptionbyRNApolymeraseII

StartoftranscriptionbypolymeraseII

Promoterof5SrRNAgeneislocatedinsidethegene

post-transcriptionalRNAprocessing

真核細(xì)胞三種RNA聚合酶的分工不同

RNApolymeraseI：轉(zhuǎn)錄rRNA前體

RNApolymeraseII：轉(zhuǎn)錄mRNA

RNApolymeraseIII：轉(zhuǎn)錄tRNA,5SrRNA

真核細(xì)胞的三種RNA聚合酶

放線(xiàn)菌素D和口丫咤的抑制機(jī)制

一些常用的轉(zhuǎn)錄抑制劑

利福霉素細(xì)菌的全酶（靶酶）與B亞基結(jié)合，阻止起始

鏈霉溶菌素細(xì)菌的核心酶與B亞基結(jié)合，阻止延長(zhǎng)

放線(xiàn)菌素D真核RNA聚合酶I與DNA結(jié)合，并阻止延長(zhǎng)

a-鵝膏蕈堿真核RNA聚合酶II與RNA聚合酶II結(jié)合

真核生物的啟動(dòng)子真核生物的三種RNA聚合酶，每一種都有自己的啟動(dòng)子類(lèi)型。

RNA聚合酶I的啟動(dòng)子

即rRNA基因的啟動(dòng)子,稱(chēng)I類(lèi)啟動(dòng)子。I類(lèi)啟動(dòng)子分兩部分：

-40?+5稱(chēng)為近啟動(dòng)子，決定轉(zhuǎn)錄起始的位點(diǎn)；

-165?-40稱(chēng)為遠(yuǎn)啟動(dòng)子，影響轉(zhuǎn)錄的頻率。

RNA聚合酶H的啟動(dòng)子

即mRNA基因的啟動(dòng)子,稱(chēng)n類(lèi)啟動(dòng)子

1、帽子位點(diǎn)（capsite）：即轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)，其堿基大多為A。

2、TATA框：又稱(chēng)Hogness框，由含有TATA的6?7個(gè)核甘酸組成，保守序列為T(mén)ATA

（A/T）A（A/T）。但TATA框的兩側(cè)富含G-C堿基對(duì)。TATA框位于一25-30附近，是

解鏈位置，決定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)。其序列的完整與準(zhǔn)確對(duì)維持啟動(dòng)子的功能是必需的。

（有一些H類(lèi)啟動(dòng)子沒(méi)有TATA框）

3、CAAT框：與RNA聚合前的結(jié)合有關(guān)位于一75附近，保守序列為GGNCAATCT,

頭兩個(gè)G非常重要，一但突變，轉(zhuǎn)錄效率大大下降。

CAAT框控制著轉(zhuǎn)錄起始的頻率。

4、GC框：某些轉(zhuǎn)錄因子可結(jié)合位于一110附近，以5'CCGCC3'序列為特征。

CAAT和GC框?yàn)樯嫌我蜃?，?duì)轉(zhuǎn)錄起始頻率有較大影響。

5、增強(qiáng)子（enhancer）及作用特點(diǎn)：能結(jié)合反式作用因子（非DNA元件或非同一條DNA

轉(zhuǎn)移或構(gòu)件而來(lái)的元件），決定基因的時(shí)間和空間特異性表達(dá)，增強(qiáng)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄活性的DNA

序列。

⑴增強(qiáng)效應(yīng)明顯：使轉(zhuǎn)錄頻率增加百倍或千倍。（時(shí)空特異性，和順式作用元件一起作用）

⑵增強(qiáng)效應(yīng)與其所處的位置和取向無(wú)關(guān)：增強(qiáng)子以5'-3'或3'-5'排列對(duì)啟動(dòng)子都有作

用。⑶多為重復(fù)序列：約50bp,適合與反式因子結(jié)合，內(nèi)部常有一個(gè)核心序列，為增強(qiáng)效

應(yīng)所必需。⑷增強(qiáng)效應(yīng)具有嚴(yán)密的組織和細(xì)胞特異性。⑸沒(méi)有基因?qū)Ｒ恍浴?/p>

（6）許多增強(qiáng)子受外部信號(hào)的調(diào)控。

RNA聚合酶II的啟動(dòng)子序列特征

轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)沒(méi)有廣泛的序列同源性，但第一個(gè)堿基為腺?lài)g吟，而兩側(cè)是口密丁堿基。這個(gè)區(qū)

域被稱(chēng)為起始子（initiator,Inr）,序列可表示為Py2CAPy5（.Inr元件位于-3—+5。僅由

Inr元件組成的啟動(dòng)子是具有可被RNA聚合醐II識(shí)別的最簡(jiǎn)單啟動(dòng)子形式。

多數(shù)II類(lèi)啟動(dòng)子有一個(gè)被稱(chēng)為T(mén)ATA盒的共有序列，通常處于-30區(qū)，相對(duì)于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)

的位置比較固定。

也有一些II類(lèi)啟動(dòng)子不含有TATA盒，這樣的啟動(dòng)子稱(chēng)為無(wú)TKTA盒啟動(dòng)子。

RNA聚合酶m的啟動(dòng)子

即tRNA基因的啟動(dòng)子,稱(chēng)m類(lèi)啟動(dòng)子。

山類(lèi)啟動(dòng)子位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)下游，稱(chēng)下游啟動(dòng)子或內(nèi)部啟動(dòng)子。

HI類(lèi)啟動(dòng)子包括：A盒、B盒。A盒靠近5'方向；B盒靠近3'方向。

III類(lèi)啟動(dòng)子需要的轉(zhuǎn)錄因子包括:TFmC、TFWB、TFmA,前兩者是共同的，后者

為5srRNA基因轉(zhuǎn)錄所需。

真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)差異

原核生物真核生物

帽子結(jié)構(gòu)沒(méi)有有

起始核昔酸口票吟或喀咤口票吟（A為主）

啟動(dòng)區(qū)范圍較小(+1?-70)較大（+1?-110）

上游序列TTGACACAAT、GC、增強(qiáng)子

真核生物轉(zhuǎn)錄的起始

真核生物的轉(zhuǎn)錄起始上游區(qū)段比原核生物多樣化。轉(zhuǎn)錄起始時(shí)，RNA-pol不直接結(jié)合模板，

而需依靠眾多的轉(zhuǎn)錄因子，與模板結(jié)合形成轉(zhuǎn)錄起始前復(fù)合物，其起始過(guò)程比原核生物復(fù)雜

得多。

順式作用元件(cis-actingelement)

TATAbox：?jiǎn)?dòng)子核心序列，-25bp區(qū)段；CAAT盒；GC盒；增強(qiáng)子

參與RNA-polII轉(zhuǎn)錄的TFH

TF:transcriptionfactor,I、IKIII三類(lèi)-TFI、TFII和TFIIh

轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)

真核生物轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程與原核生物大致相似，但因有核膜相隔，沒(méi)有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。

RNA-pol前移處處都遇上核小體。

轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過(guò)程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象。

轉(zhuǎn)錄終止1、RNA聚合酶I轉(zhuǎn)錄出rRNA前體3'末端后，繼續(xù)向下游轉(zhuǎn)錄超過(guò)1000個(gè)

bp時(shí)，存在一個(gè)18bp的終止序列。

2、RNA聚合酶IH轉(zhuǎn)錄模板的下游存在一個(gè)終止子，是位于GC豐富序列之中的TTTT?

RNA聚合酶m有內(nèi)原性的轉(zhuǎn)錄終止功能。

3、RNA聚合酶II的轉(zhuǎn)錄沒(méi)有明確的終止信號(hào)。

原核生物與真核生物轉(zhuǎn)錄的區(qū)別

原核生物真核生物

RNApol一種高度分工

起始轉(zhuǎn)錄因子沒(méi)有需要(各不同)

延長(zhǎng)核小體影響沒(méi)有有

啟動(dòng)子以外序列沒(méi)有有且復(fù)雜

轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物多順?lè)醋訂雾樂(lè)醋?/p>

場(chǎng)所轉(zhuǎn)錄與翻譯偶聯(lián)不偶聯(lián)

轉(zhuǎn)錄終止兩種終止子不明確

RNA生物合成抑制劑

概念：能阻斷、抑制或者干擾核酸的代謝過(guò)程，最終抑制轉(zhuǎn)錄的一類(lèi)化合物，稱(chēng)RNA生物

合成抑制劑。分三類(lèi)：1、喋吟和嗓咤類(lèi)似物，抑制核酸前體的合成；2、通過(guò)與DNA結(jié)

合而改變模板的功能；3、與RNA聚合酶結(jié)合而影響其活力。

1、利福霉素及利福平，特異地抑制細(xì)菌RNA聚合酶的活性，因而抑制細(xì)菌RNA的合成。

利福霉素可與RNA聚合酶的B亞基結(jié)合，并阻止起始位點(diǎn)的填充，利福平則阻止RNA聚

合酶的移動(dòng)。

2、利迪鏈菌素，與細(xì)菌的RNA聚合酶B亞基結(jié)合，抑制轉(zhuǎn)錄過(guò)程中RNA鏈的延長(zhǎng)反應(yīng)。

3、a-鵝膏蕈堿，抑制真核生物的RNA聚合酶，且RNApolH極為敏感。對(duì)細(xì)菌RNA聚

合酶作用極弱。

轉(zhuǎn)錄后力口工Post-transcriptionalprocessing

atMAPr^oc^ssing

?XZeryFewRIMZX.molecule三are七ranwuribed

dir^cxtlyintotheTinalmanureRZA.

?W1ost：newly±ranwuribedRZA.molecules

(primary*racwurip±w)umdergoxzarious

al*era七Ion-toyield七h(yuǎn)emanureproduse*

?RZ/Kprouewsicqist:Ceuolleuti\ze

■termuasedtodewuribe'the

molecLilare\zect:wall