第四章 DNA和RNA的生物合成

1、DNA和RNA的生物合成第第 四四 章章DNA and RNA Biosynthesis全國高職高專護理類專業(yè)第三輪規(guī)劃教材全國高職高專護理類專業(yè)第三輪規(guī)劃教材第一節(jié)第一節(jié) DNA的生物合成的生物合成 一、一、DNA復(fù)制復(fù)制 二、二、 DNA的損傷與修復(fù)的損傷與修復(fù) 三、反轉(zhuǎn)錄三、反轉(zhuǎn)錄第二節(jié)第二節(jié) RNA的生物合成的生物合成 一、不對稱轉(zhuǎn)錄一、不對稱轉(zhuǎn)錄 二、二、RNA轉(zhuǎn)錄的體系轉(zhuǎn)錄的體系 三、三、RNA轉(zhuǎn)錄的過程轉(zhuǎn)錄的過程 四、轉(zhuǎn)錄后加工四、轉(zhuǎn)錄后加工本章節(jié)學(xué)習(xí)目標本章節(jié)學(xué)習(xí)目標1 1、DNADNA復(fù)制特點、體系復(fù)制特點、體系2 2、RNARNA轉(zhuǎn)錄特點、體系轉(zhuǎn)錄特點、體系3 3、反轉(zhuǎn)錄概

2、念、反轉(zhuǎn)錄概念1 1、DNADNA復(fù)制過程復(fù)制過程2 2、DNADNA的損傷與修復(fù)的損傷與修復(fù)3 3、RNARNA轉(zhuǎn)錄終止方式轉(zhuǎn)錄終止方式1 1、RNARNA的轉(zhuǎn)錄過程的轉(zhuǎn)錄過程2 2、反轉(zhuǎn)錄酶、反轉(zhuǎn)錄酶學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標目標 掌掌握握熟熟悉悉了了解解 19 19世紀世紀4040年代，英國亞歷山大年代，英國亞歷山大德麗那德麗那維多維多利亞女王生下了四男五女共利亞女王生下了四男五女共9 9個孩子，其中有個孩子，其中有3 3個男個男孩患有血友病，好在五個女兒都健康。而五個女兒孩患有血友病，好在五個女兒都健康。而五個女兒嫁到歐洲的其它王室后，她們的小王子卻有很多都嫁到歐洲的其它王室后，她們的小王子卻有很多

3、都患上了血友病?；忌狭搜巡?。 試問：血友病是從維多利亞女王是如何傳給她試問：血友病是從維多利亞女王是如何傳給她的兒子以及外孫的？的兒子以及外孫的？分子生物學(xué)分子生物學(xué)( (分子遺傳學(xué)分子遺傳學(xué)) )中心法則中心法則 反映了從反映了從DNADNA- -RNARNA- -蛋白質(zhì)的遺傳信息主蛋白質(zhì)的遺傳信息主流，揭示了生物體內(nèi)遺傳信息的貯存、傳遞和流，揭示了生物體內(nèi)遺傳信息的貯存、傳遞和表達的規(guī)律表達的規(guī)律。轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄RNA翻譯翻譯蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA RNA （病毒）（病毒）復(fù)制復(fù)制復(fù)復(fù)制制翻譯翻譯 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) （病毒）（病毒）反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄第一節(jié)第一節(jié) n 復(fù)制的復(fù)制的特點特點n 復(fù)制復(fù)制體系體系

4、n 復(fù)制過程復(fù)制過程n DNADNA損傷（突變）與修損傷（突變）與修復(fù)復(fù)n 反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)制(replication) 是指遺傳物質(zhì)的傳代，是指遺傳物質(zhì)的傳代，以以親代親代DNA為模板為模板，按照堿基互補配對原則，按照堿基互補配對原則合成子合成子代代DNA的過程。的過程。復(fù)制復(fù)制親代親代DNA子代子代DNAn復(fù)制復(fù)制定義定義 一、一、DNA復(fù)制復(fù)制（一）（一）DNA復(fù)制特點復(fù)制特點DNA的半保留復(fù)制：的半保留復(fù)制： DNA復(fù)制中，每個子代分子的一條鏈來自親代DNA，而另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制的方式稱為半保留復(fù)制。一、一、DNA復(fù)制復(fù)制AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGG

5、TGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈母鏈DNA復(fù)制過程中形復(fù)制過程中形成的復(fù)制叉成的復(fù)制叉子代子代DNA按半保留復(fù)制方式，子代按半保留復(fù)制方式，子代DNA與親代與親代DNA A的的堿基序列一致堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性保守性。n半保留復(fù)制的意義半保留復(fù)制的意義: :遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，遺傳的保守性，是物種

6、穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，但但不是絕對的不是絕對的。2. DNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制 DNA復(fù)制中一條鏈是連續(xù)合成的，而另一條鏈是不連續(xù)的合成的，這種復(fù)制方式叫做半不連續(xù)復(fù)制 。 順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進行的，順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進行的，這股鏈稱為這股鏈稱為領(lǐng)頭鏈領(lǐng)頭鏈(leading strand) 。 另一股鏈因為復(fù)制的方向與解鏈方向相反，不另一股鏈因為復(fù)制的方向與解鏈方向相反，不能順著解鏈方向連續(xù)延長，這股不連續(xù)復(fù)制的能順著解鏈方向連續(xù)延長，這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為鏈稱為隨從鏈隨從鏈(lagging strand) 。復(fù)制中的不。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為連續(xù)片段稱為

7、岡崎片段岡崎片段(okazaki fragment)。 領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制，而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的復(fù)制的半不連續(xù)性半不連續(xù)性。 1. 模板模板 親代親代DNA分子分子2. 底物底物 四種三磷酸脫氧核苷酸（四種三磷酸脫氧核苷酸（dNTP）3. 能量能量 ATP4. 引物引物 為為DNA聚合酶提供聚合酶提供3 -OH末端的末端的短片段短片段RNA， 使使dNTP可以依次聚合可以依次聚合5. 酶類及蛋白因子酶類及蛋白因子（1）解旋解鏈酶類）解旋解鏈酶類 （2）引物酶）引物酶（3）SSB（4） DNA聚合酶聚合酶 （5）DNA連接酶連接酶(1)(1)解螺旋酶與

8、解螺旋酶與拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶 解螺旋酶：利用解螺旋酶：利用ATPATP供能，打開氫鍵，使供能，打開氫鍵，使DNADNA雙雙 鏈解開成為鏈解開成為 兩條單鏈。兩條單鏈。(2)(2)引物酶引物酶 復(fù)制起始時催化生成復(fù)制起始時催化生成RNARNA引物的酶。引物的酶。(3)(3)單鏈單鏈DNADNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白(SSB) (SSB) 維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護單鏈的完整。維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護單鏈的完整。 1010 8 8 局部解鏈后局部解鏈后 拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶 切斷切斷DNA雙鏈中雙鏈中一股一股鏈，使鏈，使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié)；適當(dāng)時候封閉切口，解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié)；適當(dāng)時候封閉切口，D

9、NA變?yōu)樗沙谧優(yōu)樗沙跔顟B(tài)。反應(yīng)狀態(tài)。反應(yīng)不需不需ATP。 拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶 切斷切斷DNA分子分子兩股兩股鏈，斷端通過切鏈，斷端通過切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。利用口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。利用ATP供能連接斷端，供能連接斷端， DNA分子分子進入負超螺旋狀態(tài)。進入負超螺旋狀態(tài)。DNA拓撲異構(gòu)酶：理順拓撲異構(gòu)酶：理順DNA鏈，改變超螺旋狀態(tài)的酶鏈，改變超螺旋狀態(tài)的酶 分為分為I型和型和II型。型。 (4)(4)DNA聚合酶聚合酶 全稱為全稱為依賴依賴DNA的的DNA聚合酶聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase)，簡稱，簡稱DNA-pol。原核生物的原核生物的DNADNA聚合

10、酶聚合酶DNA-pol DNA-pol DNA-pol 真核生物的真核生物的DNADNA聚合酶五種：聚合酶五種：、大腸桿菌大腸桿菌E.coli中的三種中的三種DNA聚合酶聚合酶DNA-pol DNA-pol II基因發(fā)生突變，細菌依然能存活。它參基因發(fā)生突變，細菌依然能存活。它參與與DNA損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。 功能：功能：是原核生物復(fù)制延長中真正起催化作用的酶。是原核生物復(fù)制延長中真正起催化作用的酶。 DNA-pol 真核生物真核生物DNA聚合酶聚合酶+-3 5 外切酶活性外切酶活性5 3 聚合活性聚合活性250170160300-pol功能功能+-3 5 5 3 聚合活性

11、聚合活性3638300分子大小分子大小（x 103) )DNA- pol+細胞內(nèi)定位細胞內(nèi)定位核核核核核核核核線粒體線粒體引發(fā)引發(fā)修復(fù)修復(fù)復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制修復(fù)修復(fù)（引物酶，（引物酶，DNA聚合酶）聚合酶）（鏈的延伸（鏈的延伸 填補空隙）填補空隙）(5)(5)DNA連接酶連接酶 連接連接DNA鏈鏈3 -OH末端和相鄰末端和相鄰DNA鏈鏈5 -P末端，末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的DNA鏈連接成一條完整的鏈。鏈連接成一條完整的鏈。3POO-O-OHO5POO-O-O335DNA連接酶連接酶ATPADP535（三）（三）DNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程2

12、.2.復(fù)制的延長復(fù)制的延長1.1.復(fù)制的起始復(fù)制的起始3.3.復(fù)制的終止復(fù)制的終止1.1.復(fù)制的起始復(fù)制的起始 DNADNA拓撲異構(gòu)酶和解旋酶在拓撲異構(gòu)酶和解旋酶在DNADNA復(fù)制起始部位解復(fù)制起始部位解開開DNADNA超螺旋結(jié)構(gòu)，使超螺旋結(jié)構(gòu)，使DNADNA雙鏈形成局部的雙鏈形成局部的DNADNA單鏈，單鏈，然后形成復(fù)制叉。當(dāng)兩股單鏈暴露出足夠數(shù)量堿基然后形成復(fù)制叉。當(dāng)兩股單鏈暴露出足夠數(shù)量堿基對時，引物酶識別起始部位，并以解開的一段對時，引物酶識別起始部位，并以解開的一段DNADNA鏈為模板，按堿基配對規(guī)律，從鏈為模板，按堿基配對規(guī)律，從5 5 33 方向合成引方向合成引物物RNARNA片

13、段，引物的生成標志著復(fù)制的正式開始。片段，引物的生成標志著復(fù)制的正式開始。2.2.復(fù)制的延長復(fù)制的延長催化酶：催化酶：DNA聚合酶聚合酶原料：原料：dNTP模板：模板：DNA的兩條鏈的兩條鏈方向：方向：5 3 方式：方式：半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制 DNA的兩條鏈反向平行，而的兩條鏈反向平行，而DNA聚合酶的合成方向都是聚合酶的合成方向都是 5 3 。 3 5 走向的模板鏈，其上的走向的模板鏈，其上的DNA合成與解鏈方向相同，合成與解鏈方向相同，可以連續(xù)合成，稱為前導(dǎo)鏈?？梢赃B續(xù)合成，稱為前導(dǎo)鏈。 另一條另一條5 3 走向的模板鏈，其上合成走向的模板鏈，其上合成DNA鏈與解鏈方鏈與解鏈方向正好相

14、反，故不能連續(xù)進行，稱為隨從鏈。向正好相反，故不能連續(xù)進行，稱為隨從鏈。 隨從鏈上形成許多不連續(xù)片段，稱為岡崎片段。隨從鏈上形成許多不連續(xù)片段，稱為岡崎片段。半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制領(lǐng)頭鏈的合成領(lǐng)頭鏈的合成（1 1）領(lǐng)頭鏈的延長）領(lǐng)頭鏈的延長領(lǐng)頭鏈沿著領(lǐng)頭鏈沿著5 3 方向可以連續(xù)的延長。方向可以連續(xù)的延長。（2 2）隨從鏈的延長）隨從鏈的延長3.3.復(fù)制的終止復(fù)制的終止（1 1） DNA聚合酶聚合酶I切除引物并填補空隙。切除引物并填補空隙。（2 2） DNA連接酶連接缺口生成子代連接酶連接缺口生成子代DNA。隨從鏈上不連續(xù)性片段的連接隨從鏈上不連續(xù)性片段的連接（一）（一）DNA損傷的因素損傷

15、的因素 1. 物理因素物理因素 常見的有紫外線和各種電離輻射。常見的有紫外線和各種電離輻射。 2. 化學(xué)因素化學(xué)因素 化學(xué)誘變劑等化學(xué)誘變劑等 3. 生物因素生物因素 如反轉(zhuǎn)錄病毒等如反轉(zhuǎn)錄病毒等 4. 自發(fā)因素自發(fā)因素 一、一、DNA的損傷修復(fù)的損傷修復(fù)（1）DNA損傷范圍部位不同能導(dǎo)致不同程損傷范圍部位不同能導(dǎo)致不同程 度后果，如表現(xiàn)出基因多態(tài)性、導(dǎo)致度后果，如表現(xiàn)出基因多態(tài)性、導(dǎo)致 遺傳性疾病甚至個體死亡。遺傳性疾病甚至個體死亡。（2）進化）進化1.1.后果后果（二）（二）DNA損傷的后果與類型損傷的后果與類型2. DNA損傷的類型包括如下幾種：損傷的類型包括如下幾種：點突變點突變 指指

16、DNA鏈上單一堿基的變異。鏈上單一堿基的變異。缺失缺失 指指DNA鏈上一個或一段核苷酸的消失。鏈上一個或一段核苷酸的消失。插入插入 指原來不存在的一個堿基或一段核苷酸指原來不存在的一個堿基或一段核苷酸 鏈插入到鏈插入到DNA分子中。分子中。重排重排 指指DNA分子內(nèi)發(fā)生較大片段的交換。分子內(nèi)發(fā)生較大片段的交換。1. 1. 光修復(fù)光修復(fù) 光修復(fù)過程是通過光修復(fù)酶催化完成，僅需光修復(fù)過程是通過光修復(fù)酶催化完成，僅需 300-600nm300-600nm波長照射即可活化，此方法普遍存波長照射即可活化，此方法普遍存 在于各種生物體中。在于各種生物體中。（三）（三）DNA損傷的修復(fù)損傷的修復(fù)人類著色性干

17、皮病人類著色性干皮病 人類著色性干皮病（人類著色性干皮?。▁eroderma pigmentosum, XP）是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，患者主要的臨床是一種罕見的常染色體隱性遺傳病，患者主要的臨床表現(xiàn)為皮膚對日光，特別是紫外線高度敏感，暴露部表現(xiàn)為皮膚對日光，特別是紫外線高度敏感，暴露部位皮膚出現(xiàn)色素沉著、干燥、角化、萎縮及癌變等，位皮膚出現(xiàn)色素沉著、干燥、角化、萎縮及癌變等，其皮膚和眼部腫瘤的發(fā)生率是正常人的其皮膚和眼部腫瘤的發(fā)生率是正常人的1000倍。倍。XP是由于患者對紫外線照射造成的核苷酸損傷切除修復(fù)是由于患者對紫外線照射造成的核苷酸損傷切除修復(fù)缺陷所致，該病具有多型性，且各型之

18、間互補。目前缺陷所致，該病具有多型性，且各型之間互補。目前為止已發(fā)現(xiàn)了為止已發(fā)現(xiàn)了7種互補型和種互補型和1種變異型。種變異型。2. 2. 切除修復(fù)切除修復(fù) 細胞內(nèi)最重要和有效細胞內(nèi)最重要和有效 的修復(fù)方式。的修復(fù)方式。 過程包括識別、切除、過程包括識別、切除、 填補和連接幾個步驟。填補和連接幾個步驟。3. 3. 重組修復(fù)重組修復(fù) RecA蛋白結(jié)合在子鏈的蛋白結(jié)合在子鏈的空缺處，引發(fā)對側(cè)正常模板空缺處，引發(fā)對側(cè)正常模板鏈與子鏈重組，將子鏈修復(fù)鏈與子鏈重組，將子鏈修復(fù)成完整的子鏈，對側(cè)正常模成完整的子鏈，對側(cè)正常模板鏈上留下的空缺由板鏈上留下的空缺由DNA聚聚合酶合酶合成合成DNA片段填補，片段填

19、補，最后由連接酶連接，使模板最后由連接酶連接，使模板鏈重新成為一條完整的鏈重新成為一條完整的DNA鏈。鏈。 反轉(zhuǎn)錄概念反轉(zhuǎn)錄概念：某些病毒如：某些病毒如RNA病毒，其遺傳信息病毒，其遺傳信息則儲存在則儲存在RNA分子中，分子中，RNA病毒能以病毒能以RNA為模為模板合成板合成DNA，或逆轉(zhuǎn)錄。，或逆轉(zhuǎn)錄。 催化逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，又稱依賴催化逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的酶是逆轉(zhuǎn)錄酶，又稱依賴RNA的的DNA聚合酶聚合酶（一）概念與反轉(zhuǎn)錄酶（一）概念與反轉(zhuǎn)錄酶三、反轉(zhuǎn)錄三、反轉(zhuǎn)錄 逆轉(zhuǎn)錄的發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄的發(fā)現(xiàn) 1910年，美國病理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了病毒可以致癌后，人們開年，美國病理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了病毒可以致癌后，人們開始深

20、入探索病毒轉(zhuǎn)化的機制。始深入探索病毒轉(zhuǎn)化的機制。1956年，年，Termin提出前病毒假提出前病毒假說，指出說，指出RNA病毒進入宿主細胞后，首先將病毒進入宿主細胞后，首先將RNA復(fù)制復(fù)制DNA（此時成為前病毒），然后病毒（此時成為前病毒），然后病毒DNA與宿主細胞發(fā)生整合形與宿主細胞發(fā)生整合形成宿主的一部分，而增殖由病毒成宿主的一部分，而增殖由病毒DNA通過轉(zhuǎn)錄過程完成。但通過轉(zhuǎn)錄過程完成。但這一假說違反了這一假說違反了1958年提出的中心法則，而被多數(shù)人拒絕。年提出的中心法則，而被多數(shù)人拒絕。直至直至1970年，年，Termin和助手和助手Rous從肉瘤病毒中分離得到了一從肉瘤病毒中分離得

21、到了一種種RNA依賴的依賴的DNA聚合酶，與此同時，麻省理工學(xué)院的聚合酶，與此同時，麻省理工學(xué)院的David Baltimore也從小鼠白血病病毒中分離得到了這種酶，才證明也從小鼠白血病病毒中分離得到了這種酶，才證明了前病毒假說的正確性，逆轉(zhuǎn)錄得到認可，中心法則被重新了前病毒假說的正確性，逆轉(zhuǎn)錄得到認可，中心法則被重新修正。修正。（二）反轉(zhuǎn)錄的意義（二）反轉(zhuǎn)錄的意義 1.補充和發(fā)展了中心法則補充和發(fā)展了中心法則 2.對反轉(zhuǎn)錄病毒的研究，拓寬了病毒致癌理論。對反轉(zhuǎn)錄病毒的研究，拓寬了病毒致癌理論。 3.在基因工程中，可利用反轉(zhuǎn)錄酶將在基因工程中，可利用反轉(zhuǎn)錄酶將mRNA逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn) 錄形成錄形成cD

22、NA，以獲得目的基因。，以獲得目的基因。 人類免疫缺陷病毒人類免疫缺陷病毒 人類免疫缺陷病毒（人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，）是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒，HIV-1的反轉(zhuǎn)錄酶的反轉(zhuǎn)錄酶分子有兩個亞基（分子有兩個亞基（51 000和和66 000），其中），其中p66亞基有亞基有兩個關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)域，分別具有兩個關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)域，分別具有DNA聚合活性和聚合活性和RNA降解活性，該酶能以降解活性，該酶能以RNA為模板合成為模板合成DNA，并能降，并能降解解RNA模板，合成的模板，合成的DNA單鏈能以自身為模板合成單鏈能以自身為模板合成另外一條

23、單鏈，形成完整的雙鏈另外一條單鏈，形成完整的雙鏈DNA.，并能插入到，并能插入到人類細胞的基因組中，隨細胞分裂而分裂。人類細胞的基因組中，隨細胞分裂而分裂。一、一、不對稱轉(zhuǎn)錄不對稱轉(zhuǎn)錄二、二、RNA轉(zhuǎn)錄的體系轉(zhuǎn)錄的體系三、三、RNA轉(zhuǎn)錄的過程轉(zhuǎn)錄的過程三、三、轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工 RNA轉(zhuǎn)錄的特點轉(zhuǎn)錄的特點不對稱轉(zhuǎn)錄不對稱轉(zhuǎn)錄 在雙鏈在雙鏈DNADNA分子中，各結(jié)構(gòu)基因的模板鏈位于同分子中，各結(jié)構(gòu)基因的模板鏈位于同一一DNADNA分子的不同單鏈上，而分子的不同單鏈上，而RNARNA鏈的合成方向始終鏈的合成方向始終是是5 5 3 3 方向，因此位于同一方向，因此位于同一DNADNA分子不同的結(jié)構(gòu)

24、分子不同的結(jié)構(gòu)基因，其基因，其RNARNA轉(zhuǎn)錄方向不同。轉(zhuǎn)錄方向不同。一、不對稱轉(zhuǎn)錄一、不對稱轉(zhuǎn)錄1. 模板模板 DNA2. 底物底物 四種三磷酸核糖核苷（四種三磷酸核糖核苷（NTP）3. RNA聚合酶聚合酶 (1) 原核生物只有一種原核生物只有一種RNA聚合酶聚合酶 (2) 真核生物已發(fā)現(xiàn)有三種真核生物已發(fā)現(xiàn)有三種RNA聚合酶聚合酶 4. 其它酶和蛋白因子其它酶和蛋白因子二、二、RNA轉(zhuǎn)錄的體系轉(zhuǎn)錄的體系原核生物的原核生物的RNA聚合酶聚合酶核心酶核心酶全酶全酶 36512 決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄 150618 催化功能催化功能 155613 結(jié)合結(jié)合DNA模板模板 70263

25、 辨認起始點辨認起始點亞亞 基基分分 子子 量量功功能能真核生物的真核生物的RNA聚合酶聚合酶 種類種類對鵝膏蕈對鵝膏蕈堿堿的反應(yīng)的反應(yīng)45S-rRNAhnRNA5S-rRNAtRNAsnRNA耐受耐受極敏感極敏感中度敏感中度敏感轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物（一）轉(zhuǎn)錄起始（一）轉(zhuǎn)錄起始 RNA聚合酶聚合酶因子辨認并結(jié)合啟動子，形成因子辨認并結(jié)合啟動子，形成轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，從而開始轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄幾個核苷酸后，轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，從而開始轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄幾個核苷酸后，因子脫離轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，后者離開啟動子，起始因子脫離轉(zhuǎn)錄復(fù)合體，后者離開啟動子，起始階段結(jié)束。階段結(jié)束。三、三、 RNA轉(zhuǎn)錄的過程轉(zhuǎn)錄的過程 RNA鏈的延長反應(yīng)由核心酶催

26、化。核心酶沿模板鏈的延長反應(yīng)由核心酶催化。核心酶沿模板DNA鏈以鏈以3 5 方向滑動，邊解鏈邊合成新方向滑動，邊解鏈邊合成新RNA鏈。鏈。DNA鏈在核心酶經(jīng)過鏈在核心酶經(jīng)過后，即恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)，新生成的后，即恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)，新生成的RNA單鏈伸出單鏈伸出DNA雙鏈之外。雙鏈之外。 （二）轉(zhuǎn)錄延長（二）轉(zhuǎn)錄延長RNA鏈的合成方向：從鏈的合成方向：從5 3 方向方向 當(dāng)當(dāng)RNA鏈延伸至轉(zhuǎn)錄終止位點時，轉(zhuǎn)錄泡瓦解，鏈延伸至轉(zhuǎn)錄終止位點時，轉(zhuǎn)錄泡瓦解，DNA恢復(fù)成雙鏈，恢復(fù)成雙鏈，RNA聚合酶與聚合酶與RNA鏈都被從模板上鏈都被從模板上釋放出來，這就是轉(zhuǎn)錄的終止。釋放出來，這就是轉(zhuǎn)錄的終止。 原核生物

27、的轉(zhuǎn)錄終止有兩種類型：原核生物的轉(zhuǎn)錄終止有兩種類型：不依賴于不依賴于因子的轉(zhuǎn)錄終止（強終止子）因子的轉(zhuǎn)錄終止（強終止子） 2. 2. 依賴于依賴于因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 （三）轉(zhuǎn)錄終止（三）轉(zhuǎn)錄終止1.非依賴非依賴因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 DNA模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，可模板上靠近終止處，有些特殊的堿基序列，可 轉(zhuǎn)錄出具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄出具有莖環(huán)結(jié)構(gòu)的RNA，來終止轉(zhuǎn)錄。，來終止轉(zhuǎn)錄。2.依賴依賴 (Rho)因子的轉(zhuǎn)錄終止因子的轉(zhuǎn)錄終止 因子以六聚體形式存在，協(xié)助因子以六聚體形式存在，協(xié)助RNA-pol識別終識別終止信號，與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合，止信號，與轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物結(jié)合，RNA和和RNA-pol一起一起從模板上脫落。從模板上脫落。（一）（一） mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工的轉(zhuǎn)錄后加工 1. 5 -端加帽端加帽 2. 3 -端加多聚腺苷酸尾端加多聚腺苷酸尾 3. mRNA的剪接的剪接四、轉(zhuǎn)錄后加工四、轉(zhuǎn)錄后加工mRNA的剪接的剪接(1) 斷裂基因：真核生物結(jié)構(gòu)基因，由若干個編斷裂基因：真核生