第4 章 從DNA到蛋白質(zhì)

1、從從DNA到蛋白質(zhì)到蛋白質(zhì)細(xì)胞將DNA拷貝RNA轉(zhuǎn)錄，隨后利用RNA信息合成蛋白質(zhì)翻譯。從從DNA到到RNA轉(zhuǎn)錄和翻譯是細(xì)胞解說或者表達(dá)它們的遺傳指令基因的方式。從同一個基因可以產(chǎn)生多個相同的RNA拷貝，而每個RNA分子又能指導(dǎo)多個相同的蛋白質(zhì)分子的合成。部分部分DNA序列轉(zhuǎn)錄成序列轉(zhuǎn)錄成RNADNA，RNA相同之處：線性多聚體，由不同核苷酸通過磷酸二酯鍵連接。在化學(xué)性質(zhì)上兩方面不同：（1）RNA內(nèi)的核苷酸是核糖核酸，DNA為脫氧核糖核酸。（2）DNA（A,G,C,T）; RNA(A,G,C,U)結(jié)構(gòu)不同：功能：DNA（貯存信息）；RNA（傳遞信息、結(jié)構(gòu)組分，催化）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生與一條轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生與一條

2、DNADNA鏈互補(bǔ)的鏈互補(bǔ)的RNARNARNA鏈在合成同時立即從DNA鏈上解離，在合成同時DNA螺旋重新形成。同一基因在較短時間內(nèi)可合成多份RNA拷貝。（1500個核苷酸隊，RNA聚合酶需要50s時間轉(zhuǎn)錄，在同一段DNA上，可能有15個聚合酶分子在同時進(jìn)行）RNA從有限的DNA區(qū)域拷貝形成，因此比DNA分子短的很多。（人DNA：約2.5億，RNA：數(shù)千億）轉(zhuǎn)錄與復(fù)制不同點：轉(zhuǎn)錄與復(fù)制不同點：RNA聚合酶與聚合酶與DNA聚合酶催化的化學(xué)反應(yīng)不聚合酶催化的化學(xué)反應(yīng)不同之處：同之處：RNA聚合酶催化核糖核苷酸之間的連接，DNA催化脫氧核糖核苷酸之間的連接。RNA聚合酶無校讀功能，因此RNA聚合酶不需

3、要引物就能起始一條RNA鏈（錯誤率：RNA聚合酶104，DNA聚合酶107）。細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生數(shù)種細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生數(shù)種RNADNA上的信號指示上的信號指示RNA聚合酶何處起始和結(jié)束聚合酶何處起始和結(jié)束在細(xì)菌內(nèi)，當(dāng)RNA聚合酶與DNA發(fā)生隨機(jī)碰撞時，聚合酶傾向于微弱地附在DNA上，隨后聚合酶沿著DNA快速滑動，一旦遇到啟動子這特定序列，就牢固結(jié)合于DNA上。真核真核RNA在核內(nèi)被加工在核內(nèi)被加工加帽和聚腺苷酸化：增加mRNA分子的穩(wěn)定性并協(xié)助它運(yùn)往細(xì)胞質(zhì)。同時給蛋白合成機(jī)器一個信號：表明mRNA兩個末端都存在，因而帶有的信息是完整的。真核基因被非編碼序列所間隔真核基因被非編碼序列所間隔內(nèi)含子由內(nèi)含子由RNA

4、拼接（拼接（RNA splicing）而被去除）而被去除snRNP：核微小核糖：核微小核糖核蛋白顆粒（核微小核蛋白顆粒（核微小核蛋白）是由蛋白質(zhì)核蛋白）是由蛋白質(zhì)和和RNA組成的復(fù)合物組成的復(fù)合物序號突變系小鼠表型特征突變基因突變形式相關(guān)論文1snthr1Bao被毛稀疏Plcd1及Vill基因組14kb缺失Baojin etal.2010;吳寶金等，2009;吳寶金等，2008;茅慧華等,2008;茅慧華等，2005;Baojin etal.2004;茅慧華等,2004.2Kitw-1Bao全身花白、純合子胚胎后期貧血死亡KitORF2546位的A到 T 錯義突變導(dǎo)致849位氨基酸由V代替DB

5、aojin etal.2009; Baojin etal. 2003;吳寶金等，2003.3Kitw-2Bao腹部、尾端、肢端白化，純合子全身白化、黑眼、不育KitORF 1228位堿基由G轉(zhuǎn)換成T，進(jìn)而導(dǎo)致第410位的氨基酸由V變成FBaojin et al.2010; 吳寶金,2010;Baojin et al 2003;吳寶金等，2003.4Kitw-3Bao腹部、尾端、肢端白化，純合子胚胎后期貧血死亡KitORF441位T顛換為A 導(dǎo)致氨基酸合成到147位后提前終止Baojin et al.2009; Baojin et al. 2003;吳寶金等，2003.5Kitw-4Bao腹部、

6、尾端、肢端白化，純合子全身白化、黑眼Kit第7號外顯子前第7個堿基由T顛換成A，在ORF的第12441246位多余GCA，使得氨基酸序列的第415位多余一個殘基ABaojin et al. 2003;吳寶金等，2003.6Kitl-1bao腹部尾端、肢端白化、純合子黑頭白Kitl第8號外顯子前面的T轉(zhuǎn)換為C導(dǎo)致第8號外顯子因剪接錯誤而缺失薛整風(fēng)等，2007.7Wbct腹部白斑Pax3ORF264第密碼子由C轉(zhuǎn)換為A，導(dǎo)致蛋白編碼至87位后提前終止徐向明等,2008. 8Vangl2 m1Yzcm雜合子卷尾,純合子致死（顱脊柱裂）Vangl2Vangl2基因編碼區(qū)第449位密碼子由CAG變?yōu)槊艽a

7、子UAGChenbing etal9Jag1-1Bao瞳孔異位Jag1ORF764位堿基出現(xiàn)A到G顛換陳兵等,2006.10Tshao雜合子短尾，純合子胚胎中期死亡Brachyury (T)外顯子2的67位堿基T到A顛換，導(dǎo)致外顯子2前67個堿基因剪接錯誤而缺失，進(jìn)而引起編碼蛋白質(zhì)提前終止Baojin et al.2010.11Alx4m1Yzcm 雜合子后肢多趾Alx4ORF 433位堿基處A-T顛換，是的密碼子AAA變?yōu)閁AA，蛋白編碼提前終止Chenbing etalmRNA分子最終被細(xì)胞降解分子最終被細(xì)胞降解細(xì)菌內(nèi)大部分mRNA很快降解，一般壽命約3min。真核細(xì)胞存留時間較長：珠蛋白

8、mRNA，超過10h，而有些mRNA不足30min。最早的細(xì)胞基因內(nèi)可能已有內(nèi)含子最早的細(xì)胞基因內(nèi)可能已有內(nèi)含子根據(jù)一種學(xué)派的思想，早期細(xì)胞（原核生物和真核生物的共同祖先），包含有內(nèi)含子，這些內(nèi)含子在原核生物的進(jìn)化中丟失。原核生物通常繁殖較快，小基因組的優(yōu)勢（允許DNA較快的復(fù)制）可能是促使細(xì)菌的內(nèi)含子逐步對視的因素之一。快速繁殖的某些真核細(xì)胞（如酵母）含較少的內(nèi)含子，而且現(xiàn)存的內(nèi)含子通常比高等真核生物要短的多。從從RNA到蛋白質(zhì)到蛋白質(zhì)mRNA分子內(nèi)的核苷酸以三個一組被連續(xù)閱讀。三個核苷酸有64種組合，蛋白質(zhì)內(nèi)只有20種氨基酸。存在2種可能：1、某些核苷酸三聯(lián)體未被使用；2、某些氨基酸不止一

9、種三聯(lián)體表示（）。tRNA分子使氨基酸與分子使氨基酸與mRNA上的密碼子相匹配上的密碼子相匹配特定的酶使特定的酶使tRNA與正確的氨基酸偶聯(lián)與正確的氨基酸偶聯(lián)RNA信息在核糖體上被翻譯信息在核糖體上被翻譯一個核糖體含有4個RNA結(jié)合部位：一個mRNA結(jié)合部位其他三個：A（氨酰-tRNA）位點，P(肽酰-tRNA)氨酰-tRNA和E位點（出口）核糖體：1、沿著mRNA移動，捕捉互補(bǔ)的tRNA分子，將其定位。2、使氨基酸之間形成共價鍵以形成一條蛋白質(zhì)鏈。mRNA上的密碼子指示蛋白質(zhì)合成的起上的密碼子指示蛋白質(zhì)合成的起始及終止始及終止起始密碼子由AUG開始，起始翻譯需要一種特殊的tRNA。這種tRNA總是攜帶甲硫氨酸（在細(xì)菌中是甲硫氨酸的一種修飾形式-甲酰甲硫氨酸），這種甲硫氨酸通常會被切除。起始tRNA與通常攜帶甲硫氨酸（Met）的tRNA不同。真核生物體內(nèi)蛋白質(zhì)合成的起始階段終止密碼子不指終止密碼子不指定任何氨基酸，定任何氨基酸，也不與也不與tRNA結(jié)合，結(jié)合，而給核糖體傳遞而給核糖體傳遞停止翻譯信號。停止翻譯信號。蛋白質(zhì)在多核糖體上合成蛋白質(zhì)在多核糖體上合成大部