中心法則-完整版獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、 中心法則（Central dogma） 轉(zhuǎn)錄 翻譯 DNA RNA 蛋白質(zhì) mRNA tRNA 反轉(zhuǎn)錄 rRNA 翻譯 RNA（病毒） 蛋白質(zhì)（病毒） 復(fù)制復(fù)制Crick 1958年中心法則的提出Temin 1970年中心法則的補(bǔ)充復(fù)制(replication) 是指遺傳物質(zhì)的傳代，以母鏈DNA為模板合成子鏈DNA的過(guò)程。復(fù)制親代DNA子代DNA一、復(fù)制的基本特征半保留復(fù)制雙向復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制（一）半保留復(fù)制 DNA生物合成時(shí)，母鏈DNA解開(kāi)為兩股單鏈，各自作為模板(template)按堿基配對(duì)規(guī)律，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的DNA，一股單鏈從親代完整地接受過(guò)來(lái)，另一股單鏈則完全從新合

2、成。兩個(gè)子細(xì)胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致。這種復(fù)制方式稱(chēng)為半保留復(fù)制。半保留復(fù)制的概念(三) 半不連續(xù)復(fù)制3535解鏈方向35335領(lǐng)頭鏈(leading strand)隨從鏈(lagging strand)DNA一股子鏈復(fù)制的方向與解鏈方向相反導(dǎo)致順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的，這股鏈稱(chēng)為領(lǐng)頭鏈。另一股鏈因?yàn)閺?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(zhǎng)，這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱(chēng)為隨從鏈。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱(chēng)為岡崎片段(okazaki fragment)。 領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的半不連續(xù)性。 參與DNA復(fù)制的物質(zhì):底物(substrate): dATP

3、, dGTP, dCTP, dTTP；聚合酶(polymerase): 依賴(lài)DNA的DNA聚合酶，簡(jiǎn)寫(xiě)為 DNA-pol；模板(template): 解開(kāi)成單鏈的DNA母鏈；引物(primer): 提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合；其他的酶和蛋白質(zhì)因子。DNA模板鏈RNA引物（二）解鏈酶、解旋酶類(lèi) 1、解旋酶 解鏈酶的作用是在ori部位解開(kāi)DNA雙鏈 2、拓?fù)洚悩?gòu)酶 作用是通過(guò)剪切、連接磷酸二酯鍵 來(lái)松弛DNA的正超螺旋，理順DNA拓?fù)錁?gòu)象。拓?fù)?異構(gòu)酶 主要有型和型兩類(lèi)。逆轉(zhuǎn)錄(reverse transcription )：又稱(chēng)反轉(zhuǎn)錄，是以RNA為模板，以dNTP為原料，在逆轉(zhuǎn)錄酶的

4、催化下合成DNA分子的過(guò)程。逆轉(zhuǎn)錄酶（reverse transcriptase）：即催化逆錄的酶。又稱(chēng)依賴(lài)RNA的DNA聚合酶（RNA dependent DNA polymerase, RDDP)四、DNA的逆轉(zhuǎn)錄合成轉(zhuǎn)錄 (transcription) 是生物體以DNA為模板合成RNA的過(guò)程 。 轉(zhuǎn)錄RNADNA 一、轉(zhuǎn)錄的基本特征 （一）選擇性轉(zhuǎn)錄 細(xì)胞在不同的生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，根據(jù)生存條件和代謝需要轉(zhuǎn)錄不同的基因。轉(zhuǎn)錄的基因只是基因組的一部分。 （二）不對(duì)稱(chēng)轉(zhuǎn)錄 DNA分子多為雙股鏈的分子，在轉(zhuǎn)錄進(jìn)行時(shí)，DNA雙鏈中只有一股鏈作為模板，指導(dǎo)合成與其互補(bǔ)的RNA，此DNA鏈稱(chēng)為模板鏈；另一

5、股鏈則不轉(zhuǎn)錄，稱(chēng)為編碼鏈。 在多基因的雙鏈DNA分子中，每個(gè)基因的模板不是全在同一條單鏈上，也就是在雙鏈DNA分子中的一股鏈，對(duì)于某一基因是模板鏈，但對(duì)另一個(gè)基因則可能是編碼鏈。模板鏈 (template strand)編碼鏈 (coding strand)編碼鏈模板鏈（三）轉(zhuǎn)錄后加工 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物是各種RNA的前體，必須在細(xì)胞核內(nèi)加工為成熟RNA，轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)內(nèi)才能參與蛋白質(zhì)的合成。原核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的mRNA可直接用于蛋白質(zhì)合成，不需要加工和轉(zhuǎn)運(yùn)。二、參與轉(zhuǎn)錄的物質(zhì)模板 解開(kāi)成單鏈的DNA母鏈的其中一股，即模板鏈；底物 即ATP、GTP、CTP、UTP四種核糖核苷酸，總稱(chēng)NTP；RNA聚合酶

6、 依賴(lài)DNA的RNA聚合酶(RNA-pol)其它 Mg2+、Mn2+、終止因子等。（一）原核生物RNA聚合酶核心酶：2全酶：2 亞 基功 能 決定哪些基因被轉(zhuǎn)錄 含活性中心,催化形成磷酸二酯鍵 結(jié)合DNA模板 協(xié)助核心酶識(shí)別并結(jié)合起始點(diǎn) 未知（二）轉(zhuǎn)錄延長(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、在核心酶作用下，NTP不斷聚合， RNA鏈不斷延長(zhǎng)。(NMP)n NTP (NMP)n+1 ppiTranscription elongation in prokaryotes 用T4噬菌體DNA在試管內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄實(shí)驗(yàn)，轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物比在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出的要長(zhǎng)。說(shuō)明：

7、 轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)是可以跨越的； 細(xì)胞內(nèi)某些因素有執(zhí)行轉(zhuǎn)錄終止的功能。 據(jù)此，69年,J. Roberts 發(fā)現(xiàn)了能控制轉(zhuǎn)錄終止的蛋白質(zhì)，定名為因子。1、依賴(lài)因子的轉(zhuǎn)錄終止-dependent termination of transcription 2、不依賴(lài)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RNA后，RNA產(chǎn)物形成特殊的結(jié)構(gòu)來(lái)終止轉(zhuǎn)錄-independent termination of transcription （二）真核生物的轉(zhuǎn)錄后加工mRNA前體：hnRNA必須經(jīng)過(guò)較復(fù)雜的加工過(guò)程，才能成為成熟mRNA。5端加帽：在mRNA 5端形成m7GpppNp帽子結(jié)

8、構(gòu)。3端加尾：在mRNA 3端形成多聚A尾。去除內(nèi)含子，連接外顯子。修飾：由甲基化酶催化生成甲基化核苷酸。編輯：在轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中插入、刪除或取代一些核苷酸殘基，使遺傳信息在轉(zhuǎn)錄水平發(fā)生改變，使一個(gè)基因可以編碼多種蛋白質(zhì)。 PolyA 尾遺傳密碼子的基本特點(diǎn) 方向性：53。連續(xù)性：遺傳密碼子必須連續(xù)閱讀，無(wú)間斷、無(wú)重疊。簡(jiǎn)并性：除甲硫氨酸和色氨酸外，其他18種氨基酸有多個(gè)密碼子。編碼同一種氨基酸的不同密碼子稱(chēng)為同義密碼子，同義密碼子具有簡(jiǎn)并性。通用性：絕大多數(shù)生物都采用同一套遺傳密碼。擺動(dòng)性：tRNA反密碼與mRNA密碼堿基之間不嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)規(guī)律。二、氨基酸的活化氨基酸的活化是氨基酸與特異的tR

9、NA結(jié)合形成氨酰-tRNA的過(guò)程，由氨酰-tRNA合成酶催化完成。原核生物和真核生物的蛋白質(zhì)合成都從甲硫氨酸開(kāi)始。原核生物和真核生物都有兩種負(fù)載甲硫氨酸的tRNA，負(fù)載的甲硫氨酸分別用于蛋白質(zhì)合成的起始和延長(zhǎng)。原核生物的起始甲硫氨酸需要甲?；善鹗技柞＜琢虬滨?tRNA（fMet-tRNAifMet）；而真核生物的Met-tRNAiMet不需要甲?；?. 進(jìn)位（entrance）：又稱(chēng)注冊(cè) (registra-tion)， 即與 mRNA下一個(gè)密碼相對(duì)應(yīng)的氨基酰-tRNA進(jìn)入A位。需GTP、Mg2+和EF-T。2. 成肽（peptide bond formation）：是肽鍵形成的過(guò)程。即：P位上 tRNA 攜帶的氨基酰基轉(zhuǎn)移到A位的氨基酰-tRNA上，與其-氨基縮合形成肽鍵。由轉(zhuǎn)肽酶催化，需 Mg2+，K