核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)課件

1、核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)目 錄第四節(jié) 基因工程及分子生物學(xué)技術(shù)簡介第一節(jié) DNA的生物合成第二節(jié) RNA的生物合成第三節(jié) 核酸合成的抑制劑核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)2目 錄第四節(jié) 基因工程及分子生物學(xué)技術(shù)簡第一節(jié) DNA的生物合成一、DNA的復(fù)制（DNA指導(dǎo)下的DNA合成）三、DNA突變四、 DNA的損傷與修復(fù)二、逆轉(zhuǎn)錄作用（RNA指導(dǎo)下的DNA的合成）核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)3第一節(jié) DNA的生物合成一、DNA的復(fù)制（DNA指導(dǎo)下的一、DNA的半保留復(fù)制1、概念和實(shí)驗(yàn)依據(jù) 2、原核生物DNA聚合反應(yīng)有關(guān)的酶類 3、原核細(xì)胞DNA的復(fù)制的起始點(diǎn)和方式5、DNA復(fù)制的忠實(shí)性6、真核細(xì)胞DN

2、A的復(fù)制 4、原核細(xì)胞DNA的復(fù)制過程（半不連續(xù)復(fù)制）核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)4一、DNA的半保留復(fù)制1、概念和實(shí)驗(yàn)依據(jù) 2、原核生物DNDNA的半保留復(fù)制的概念 DNA在復(fù)制時(shí)，兩條鏈解開分別作為模板，在DNA聚合酶的催化下按堿基互補(bǔ)的原則合成兩條與模板鏈互補(bǔ)的新鏈，以組成新的DNA分子。這樣新形成的兩個(gè)DNA分子與親代DNA分子的堿基順序完全一樣。由于子代DNA分子中一條鏈來自親代，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻?，這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。 核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)5DNA的半保留復(fù)制的概念 DNA在復(fù)制時(shí)，兩條DNA的半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)依據(jù) 1958年Meselson & stahl用同位素示蹤標(biāo)記加密度梯度

3、離心技術(shù)實(shí)驗(yàn),證明了DNA是采取半保留的方式進(jìn)行復(fù)制.15N DNA14N- 15N DNA14N DNA14N- 15N DNA核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)6DNA的半保留復(fù)制實(shí)驗(yàn)依據(jù) 1958年Meselson二、DNA復(fù)制的起始點(diǎn)和方向起始點(diǎn)含100200pb，能被特殊的蛋白質(zhì)識(shí)別。復(fù)制方向有單方向和雙方向。通常細(xì)菌、病毒、線粒體的DNA分子，只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，復(fù)制時(shí)一個(gè)DNA是以一個(gè)復(fù)制單位（復(fù)制子）完成復(fù)制。真核細(xì)胞一個(gè)DNA分子上有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，雙向復(fù)制，也就是說一個(gè)DNA分子上有多個(gè)復(fù)制單位。核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)7二、DNA復(fù)制的起始點(diǎn)和方向起始點(diǎn)含100200pb，能被大腸桿菌復(fù)制起點(diǎn)

4、成串排列的重復(fù)序列GATCTNTTNTTT成串排列的三個(gè)13bp序列共有序列共有序列TTATCCACA DnaA蛋白結(jié)合位點(diǎn)四個(gè)9bp序列DnaADnaB(解螺旋酶)SSB大腸桿菌DNA復(fù)制起點(diǎn)在起始階段的結(jié)構(gòu)模型起始核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)8大腸桿菌復(fù)制起點(diǎn)成串排列的重復(fù)序列GATCTNTTNTTTDNA復(fù)制的方向環(huán)狀 DNA復(fù)制時(shí)所形成的結(jié)構(gòu)起始點(diǎn)復(fù)制叉的推進(jìn)復(fù)制叉起始點(diǎn)起始點(diǎn)起始點(diǎn)復(fù)制叉復(fù)制叉未復(fù)制DNA單向復(fù)制雙向復(fù)制核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)9DNA復(fù)制的方向環(huán)狀 DNA復(fù)制時(shí)所形成的結(jié)構(gòu)起始點(diǎn)復(fù)制叉原核生物DNA聚合反應(yīng)有關(guān)的酶類（1）DNA聚合酶(DNA polymetases)（2）引物

5、酶(peimase)和引發(fā)體(primosome) ：啟動(dòng)RNA引物鏈的合成。 (3） DNA連接酶（DNA ligase） (4) 解鏈酶(DNA helicase):水解ATP，使DNA雙鏈打開。解旋酶DNA聚合酶III解鏈酶RNA引物引物酶和引發(fā)體DNA聚合酶ISSB335355RNA引物核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)10原核生物DNA聚合反應(yīng)有關(guān)的酶類（1）DNA聚合酶(DNA (5）單鏈結(jié)合蛋白(single-strand binding protein,SSB)：結(jié)合在解開的DNA單鏈上，防止重新形成雙螺旋。 (6）拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase):兼具內(nèi)切酶和連接酶活力，能迅速將D

6、NA超螺旋或雙螺旋緊張狀態(tài)變成松馳狀態(tài)，便于解鏈。 拓?fù)洚悩?gòu)酶I:使雙鏈DNA中一條鏈斷裂，減少負(fù)超螺旋 拓?fù)洚悩?gòu)酶II:使雙鏈DNA中兩條鏈斷裂，引入負(fù)超螺旋核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)11 (5）單鏈結(jié)合蛋白(single-strand bindi大腸桿菌三種DNA聚合酶比較DNA聚合酶分子量每個(gè)細(xì)胞的分子統(tǒng)計(jì)數(shù)5-3 聚合酶作用3-5 核酸外切酶作用5-3 核酸外切酶作用活性（370C每個(gè)酶分子每分鐘聚合的核苷酸數(shù)）主要功能DNA聚合酶DNA聚合酶（復(fù)合物）109，000400+600切除引物補(bǔ)缺校正120，000100+-30校正400，00010-20+9000聚合比較項(xiàng)目核酸合成主題醫(yī)學(xué)知

7、識(shí)12大腸桿菌三種DNA聚合酶比較DNA分子量DNADNA聚合酶DNA聚合酶全酶核心酶Pol IIIPol III延長因子識(shí)別引物并使DNA與引物結(jié)合DNA聚合酶二聚體聚合校正核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)13DNA聚合酶全酶核心酶Pol IIIPDNA聚合酶催化的鏈延長反應(yīng)35模板鏈5RNA引物子鏈335533553核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)14DNA聚合酶催化的鏈延長反應(yīng)35模板鏈5RNA引物子鏈DNA聚合酶的3- 5 外切酶水解位點(diǎn)3355錯(cuò)配堿基3- 5核酸外切酶水解位點(diǎn)核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)15DNA聚合酶的3- 5 外切酶水解位點(diǎn)3355錯(cuò)DNA聚合酶的校對功能5-核酸外切酶3-核酸外切酶裂縫聚合中

8、心裂縫內(nèi)部核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)16DNA聚合酶的校對功能5-核酸外切酶3-核酸外切酶裂縫DNA聚合酶的校對功能聚合酶錯(cuò)配鹼基復(fù)制方向正 確核苷酸555333切除錯(cuò)配核苷酸核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)17DNA聚合酶的校對功能聚合酶錯(cuò)配鹼基復(fù)制方向正 確核苷酸5核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)18核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)18原核細(xì)胞DNA的半不連續(xù)復(fù)制復(fù)制過程復(fù)制叉的移動(dòng)方向解旋酶DNA聚合酶III解鏈酶RNA引物引物體DNA聚合酶ISSB335前導(dǎo)鏈隨后鏈35復(fù)制的起始DNA鏈的合成與延長DNA鏈合成的終止5RNA引物33DNA連接酶核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)19原核細(xì)胞DNA的半不連續(xù)復(fù)制復(fù)制過程復(fù)制叉的移動(dòng)方向解旋酶復(fù)

9、制叉處前導(dǎo)鏈和隨后鏈同時(shí)合成的工作模型聚合酶III全酶引物聚合酶III全酶引物引物體引物體解旋酶解旋酶核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)20復(fù)制叉處前導(dǎo)鏈和隨后鏈同時(shí)合成的工作模型聚合酶III全酶引物連接酶連接切口Mg2+連接酶ATP或NADPPi或NMNATCGPTTPPPAACCTGAPACPPPPOHTGGATCGPTTPPPAACCTGAPACPPPTGGP缺口33555533模板鏈模板鏈核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)21連接酶連接切口Mg2+連接酶ATP或NADPPi或NMNA復(fù)制的忠實(shí)性 DNA復(fù)制過程是一個(gè)高度精確的過程，據(jù)估計(jì)，大腸桿菌DNA復(fù)制109-1010堿基對僅出現(xiàn)一個(gè)誤差，保證復(fù)制忠實(shí)性的原

10、因主要有以下三點(diǎn):a、DNA聚合酶的高度專一性（嚴(yán)格遵循 堿基配對原則）b、DNA聚合酶的校對功能（錯(cuò)配堿基被3-5 外切酶切除）c、起始時(shí)以RNA作為引物核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)22復(fù)制的忠實(shí)性 DNA復(fù)制過程是一個(gè)高度精確的起始時(shí)以RNA作為引物的作用 DNA復(fù)制為什么要合成一個(gè)RNA引物，而后又把這個(gè)引物消除呢？這是保證DNA聚合過程高度精確的又一措施。已知DNA 聚合酶具有35外切酶功能校對復(fù)制過程中的核苷酸，也就是說聚合酶在開始形成一個(gè)新的磷酸二酯鍵前，總是檢查前一個(gè)堿基是否正確，這就決定了它不能從頭開始合成。因此先合成一條低忠實(shí)性的多核苷酸來開始DNA的合成，并以核糖核苷酸來表示是“暫

11、時(shí)”的，當(dāng)DNA開始聚合以后再以53外切酶的功能切除，以高忠實(shí)性的脫氧核苷酸取而代之，確保復(fù)制的忠實(shí)性。核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)23起始時(shí)以RNA作為引物的作用 DNA復(fù)制為什真核細(xì)胞DNA復(fù)制的特點(diǎn) 多個(gè)起點(diǎn)復(fù)制起點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)端粒（telemere）復(fù)制DNA聚合酶：至少有5種。、核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)24真核細(xì)胞DNA復(fù)制的特點(diǎn) 多個(gè)起點(diǎn)復(fù)制起點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)起點(diǎn)真核生物的DNA聚合酶DNA聚合酶 分子量亞基數(shù)細(xì)胞內(nèi)分布酶活力百分比外切酶活力功能合成后隨鏈、具引發(fā)酶活性DNA聚合酶 165-175，000多個(gè)細(xì)胞核80%無150，000一個(gè)線粒體2 15%無-400，000二個(gè)細(xì)胞核+1

12、0 25% 3-5外切酶合成前導(dǎo)鏈具解旋酶活性DNA聚合酶 DNA聚合酶 43，000一個(gè)細(xì)胞核10 15%無修復(fù)核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)25真核生物的DNA聚合酶DNA分子量DNA165-175，00端粒酶（telomerase） DNA復(fù)制需要引物，但在線形DNA分子末端不可能通過正常的機(jī)制在引物被降解后合成相應(yīng)的片段.如果沒有特殊的機(jī)制合成末端序列，染色體就會(huì)在細(xì)胞傳代中變得越來越短。這一難題是通過端粒酶的發(fā)現(xiàn)才得到了澄清，端粒酶是一種含RNA的蛋白復(fù)合物，實(shí)質(zhì)上是一種逆轉(zhuǎn)錄酶，它能催化互補(bǔ)于RNA模板的DNA片段的合成，使復(fù)制以后的線形DNA分子的末端保持不變。 初步研究表明，人體中生殖細(xì)

13、胞的端粒長度保持不變，而體細(xì)胞的端粒長度則隨個(gè)體的老化而逐步縮短。對此的一個(gè)推論是：人的生殖細(xì)胞具端粒酶的活力，體細(xì)胞則否。這一問題的解決無疑會(huì)有助于對生命衰老的認(rèn)識(shí)。53AAAACCCCAAAACCCCCCA端粒酶核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)26端粒酶（telomerase） DNA復(fù)制需要引物端粒合成的一種模型35TTTTGGGGTTTTG53AAAACCCCAAAACCCCCCAAA35TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG53AAAACCCCAAAACCCCCCAAATTGGGTGGGT35AATTTTG53AAAACCCCAAAACCCCCCAGTTTTG 整合和雜交移位和再雜交端粒合成

14、的完成TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGTTTT53nAA3TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT53TTCCCCT nAA3TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT53TTAAAACCCC AAAACCCC AAAACCCCT n進(jìn)一步加工繼續(xù)延伸核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)27端粒合成的一種模型3553AAAACCCCAAAAC真核和原核DNA細(xì)胞復(fù)制比較核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)28真核和原核DNA細(xì)胞復(fù)制比較核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)28二、逆 轉(zhuǎn) 錄 作 用1、概念2、逆轉(zhuǎn)錄酶3、病毒逆轉(zhuǎn)錄過程4、逆轉(zhuǎn)錄的生物學(xué)意義擴(kuò)充了中心法則有助于對病毒致癌機(jī)制的了解

15、與真核細(xì)胞分裂和胚胎發(fā)育有關(guān)逆轉(zhuǎn)錄酶是分子生物學(xué)重要工具酶三種功能依賴DNA指導(dǎo)下的DNA聚合酶活力依賴RNA的DNA聚合酶活力核糖核酸酶H活力 以RNA為模板合成DNA，這與通常轉(zhuǎn)錄過程中遺傳信息從DNA到RNA的方向相反，故稱為逆轉(zhuǎn)錄作用。核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)29二、逆 轉(zhuǎn) 錄 作 用1、概念2、逆轉(zhuǎn)錄酶3、病毒逆轉(zhuǎn)錄過程逆轉(zhuǎn)錄過程中cDNA的合成依賴RNA的DNA聚合酶核糖核酸酶H活力依賴DNA的DNA聚合酶核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)30逆轉(zhuǎn)錄過程中cDNA的合成依賴RNA的DNA聚合酶核糖核酸逆逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期生活周期RNA衣殼被膜逆轉(zhuǎn)錄酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)譯整合入宿主細(xì)胞染色體DNA進(jìn)入細(xì)胞丟失被

16、膜丟失衣殼逆轉(zhuǎn)錄RNARNAcDNA衣殼蛋白被膜蛋白逆轉(zhuǎn)錄酶核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)31逆逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期生活周期RNA衣殼被膜逆轉(zhuǎn)錄酶轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn) 三、DNA的突變 DNA分子中的核苷酸序列發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，從而導(dǎo)致DNA的復(fù)制以及后來的轉(zhuǎn)錄和翻譯產(chǎn)物隨之發(fā)生變化，表現(xiàn)出異常的遺傳特性，稱為DNA的突變。它包括由于DNA損傷和錯(cuò)配得不到修復(fù)而引起的突變，以及由于不同DNA分子之間的交換而引起的遺傳重組。二、誘變劑的作用 堿基類似物(base analog) 堿基修飾劑(base modifier) 嵌入染料(intercalation dye) 紫外線(ultraviolet)和電離輻射(io

17、nizing radiation)一、突變的類型 堿基對的置換(substitution) 移碼突變(framesshift mutation)核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)32 三、DNA的突變 DNA分子中的核苷酸序列發(fā)生突 DNA突變的類型 -T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-轉(zhuǎn)換 -T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入A -T-C-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失T野生型基因 -T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G-

18、-A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C- -T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-顛換堿基對的置換(substitution)移碼突變(framesshift mutation)核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)33 DNA突變的類型 -T-C-G-G-C-T-G-T-A-四、DNA的損傷與修復(fù) 某些物理化學(xué)因子，如紫外線、電離輻射和化學(xué)誘變劑等，都有引起生物突變和致死的作用，其機(jī)理是作用于DNA，造成DNA結(jié)構(gòu)和功能的破壞，稱為DNA的損傷. DNA的修復(fù)主要有以下類型:暗修復(fù)（4）誘導(dǎo)修復(fù)（SOS修復(fù)）（1）光裂合酶修復(fù)活（2）切除修復(fù)（3）重

19、組修復(fù) 核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)34四、DNA的損傷與修復(fù) 某些物理化學(xué)因子，如紫DNA紫外線損傷的光裂合酶修復(fù)1、形成嘧啶二聚體2、光復(fù)合酶結(jié)合于損傷部位3、酶被可見光激活4、修復(fù)后酶被釋放核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)35DNA紫外線損傷的光裂合酶修復(fù)1、形成嘧啶二聚體2、光復(fù)合酶DNA的損傷和切除修復(fù)堿基丟失堿基缺陷或錯(cuò)配結(jié)構(gòu)缺陷切開核酸內(nèi)切酶核酸外切酶切除DNA聚合酶DNA連接酶AP核酸內(nèi)切酶核酸外切酶切開切除修復(fù)連接糖苷酶插入酶堿基取代核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)36DNA的損傷和切除修復(fù)堿基丟失堿基缺陷或錯(cuò)配結(jié)構(gòu)缺陷切開核酸DNA的重組修復(fù)胸腺嘧啶二聚體復(fù)制核酸酶及重組蛋白修復(fù)復(fù)制DNA聚合酶DNA連接

20、酶重組核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)37DNA的重組修復(fù)胸腺嘧啶二聚體復(fù)制核酸酶及重組蛋白修復(fù)復(fù)制DSOS反應(yīng)的機(jī)制靶基因表達(dá)lexA靶基因表達(dá) 但產(chǎn)物被分解recA大量表達(dá)RecA促使分解LexA未誘導(dǎo)的細(xì)胞誘導(dǎo)的細(xì)胞靶基因lexA基因被LexA 蛋白質(zhì)部分阻遏recA基因被LexA 蛋白質(zhì)部分阻遏（40個(gè)不同的位點(diǎn)被阻遏）LexA(阻遏物) RecA(輔蛋白酶)單鏈DNAATP核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)38SOS反應(yīng)的機(jī)制靶基因表達(dá)lexA靶基因表達(dá)recA大量表達(dá)第二節(jié) RNA的生物合成一、DNA指導(dǎo)下RNA的合成（轉(zhuǎn)錄）二、 RNA指導(dǎo)下RNA的合成(RNA的復(fù)制)三、RNA和DNA合成比較核酸合成主

21、題醫(yī)學(xué)知識(shí)39第二節(jié) RNA的生物合成一、DNA指導(dǎo)下RNA的合成（轉(zhuǎn)錄一、DNA指導(dǎo)下RNA的合成（轉(zhuǎn)錄）1、概念及DNA的有義鏈和反義鏈2、RNA聚合酶及催化反應(yīng)3、RNA合成過程4、RNA轉(zhuǎn)錄后的加工5、真核生物的RNA合成核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)40一、DNA指導(dǎo)下RNA的合成（轉(zhuǎn)錄）1、概念及DNA的有義鏈轉(zhuǎn)錄的概念和DNA的有義鏈和反義鏈 轉(zhuǎn)錄是在 DNA的指導(dǎo)下的RNA聚合酶的催化下，按照鹼基配對的原則，以四種核苷酸為原料合成一條與模板DNA互補(bǔ)的RNA 的過程。RNA的轉(zhuǎn)錄從DNA模板的特定位點(diǎn)開始，并在一定的位點(diǎn)終止。此轉(zhuǎn)錄區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)轉(zhuǎn)錄單位。 啟動(dòng)子（promoter) 終止子

22、(terminator)模板鏈（templatte strand） 反意義鏈(antisense strand)編碼鏈有意義鏈(sense strand)非信息區(qū)DNA5533核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)41轉(zhuǎn)錄的概念和DNA的有義鏈和反義鏈 轉(zhuǎn)錄是在 DNA的原核生物啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)（+）鏈 有意義鏈 編碼鏈（-） 鏈 無意義鏈 模板鏈 轉(zhuǎn)錄形成的mRNA與編碼鏈（有意義鏈）相同Pribnow框(盒）核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)42原核生物啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)（+）鏈 有意義鏈 編碼鏈大腸桿菌RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)示意圖核心酶(2)起始因子和模板DNA結(jié)合起始和催化聚合反應(yīng)？全酶( )核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)43大腸桿菌RNA

23、聚合酶的結(jié)構(gòu)示意圖核心酶(2RNA聚合酶催化的反應(yīng)ACGACGUU模板DNA5353新合成RNA核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)44RNA聚合酶催化的反應(yīng)ACGACGUU模板DNA535RNA合成過程起始雙鏈DNA局部解開磷酸二酯鍵形成終止階段解鏈區(qū)到達(dá)基因終點(diǎn)延長階段53RNA 啟動(dòng)子（promoter) 終止子(terminator)5RNA聚合酶5353553離開核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)45RNA合成過程起始雙鏈DNA局部解開磷酸二酯鍵形成終止階段解RNA鏈的延伸圖解33RNA-DNA雜交螺旋聚合酶的移動(dòng)方向新生RNA復(fù)鏈解鏈有義鏈模板鏈（反義鏈）延長部位核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)46RNA鏈的延伸圖解33R

24、NA-DNA雜交螺旋聚合酶的移動(dòng)原核生物中rRNA前體的加工甲基化作用專一核酸內(nèi)切酶30S前體17StRNA25S專一核酸外切酶16S rRNAtRNA23S rRNA5S rRNA專一核酸外切酶核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)47原核生物中rRNA前體的加工甲基化作用30S前體17StRtRNA前體分子的加工a、切除tRNA前體兩端多余的序列： 5端切除幾到10個(gè)核苷酸。b、末端添加：3-端添加CCA序列。c、修飾：形成稀有堿基如DH2 。RNAasePRNAaseFRNAasePRNAaseFRNAaseDRNAaseDACC表示核酸內(nèi)切酶的作用 表示核苷酸轉(zhuǎn)移酶的作用 表示核酸外切酶的作用 表示異構(gòu)

25、化酶的作用 核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)48tRNA前體分子的加工a、切除tRNA前體兩端多余的序列：b酵母酪氨酸t(yī)RNA前體的加工早轉(zhuǎn)錄本成熟tRNA加工核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)49酵母酪氨酸t(yī)RNA前體的加工早轉(zhuǎn)錄本成熟tRNA加工核酸合成真核細(xì)胞mRNA的加工5 “帽子”PolyA 3 順反子(cistron ) m7G-5ppp-N-3 pAAAAAAA-OH 5端接上一個(gè)“帽子”(CAP)結(jié)構(gòu) 3端添加PolyA“尾巴”,由RNA末端核苷酸轉(zhuǎn)移酶催化 剪接：剪去內(nèi)含子(intron)，拼接外顯子(extron)核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)50真核細(xì)胞mRNA的加工5 “帽子”PolyA 3 順反子真核細(xì)

26、胞mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5 “帽子”PolyA 3 順反子m7G-5ppp-N-3 p帽子結(jié)構(gòu)功能使mRNA免遭核酸酶的破壞使mRNA能與核糖體小亞基結(jié)合并開始合成蛋白質(zhì)被蛋白質(zhì)合成的起始因子所識(shí)別，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。Poly(A)尾巴的功能是mRNA由細(xì)胞核進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)所必需的形式它大大提高了mRNA在細(xì)胞質(zhì)中的穩(wěn)定性AAAAAAA-OH核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)51真核細(xì)胞mRNA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)5 “帽子”PolyA 3 真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄的差別DNA核核糖體新生蛋白質(zhì)真核生物原核生物mRNA前體轉(zhuǎn)運(yùn)加工mRNAmRNA 真核生物中轉(zhuǎn)錄與復(fù)制在不同的區(qū)域 RNA聚合酶不相同 啟動(dòng)子不同 轉(zhuǎn)錄后RN

27、A加工修飾不同核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)52真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄的差別DNA核核糖體新生蛋白質(zhì)真核生噬菌體Q的合成A. 負(fù)鏈的合成B. 正鏈的合成病毒的正鏈復(fù)制中間體復(fù)制中間體新合成的正鏈新合成的負(fù)鏈負(fù)鏈核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)53噬菌體Q的合成A. 負(fù)鏈的合成B. 正鏈的合成病毒的正鏈核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)培訓(xùn)課件a、操縱子基因表達(dá)的協(xié)同單位操縱子結(jié)構(gòu)基因（編碼蛋白質(zhì)，S）控制部位操縱基因（operator, O）啟動(dòng)子（premotor, P）b、酶合成的誘導(dǎo)和阻遏原核生物酶合成調(diào)節(jié)的遺傳機(jī)制操縱子學(xué)說實(shí)例：誘導(dǎo)型操縱子乳糖操縱子 阻遏型操縱子 色氨酸操縱子（自學(xué)）核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)55a、操縱子

28、基因表達(dá)的協(xié)同單位操縱子結(jié)構(gòu)基因（編碼蛋白質(zhì)，酶的誘導(dǎo)和阻遏操縱子模型B.有活性阻遏蛋白加誘導(dǎo)劑A.有活性阻遏蛋白C.無活性阻遏蛋白D.無活性阻遏蛋白加輔阻遏劑操縱基因啟動(dòng)基因調(diào)節(jié)基因結(jié)構(gòu)基因 阻遏蛋白(有活性)阻遏蛋白阻擋操縱基因結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)誘導(dǎo)物誘導(dǎo)物與阻遏蛋白結(jié)合,使阻遏蛋白不能起到阻擋操縱基因的作用,結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)酶蛋白mRNA阻遏蛋白不能跟操縱基因結(jié)合, 結(jié)構(gòu)基因可以表達(dá)阻遏蛋白(無活性)酶蛋白mRNA代謝產(chǎn)物與阻遏蛋白結(jié)合,從而使阻遏蛋白能夠阻擋操縱基因,結(jié)構(gòu)基因不表達(dá)代謝產(chǎn)物核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)56酶的誘導(dǎo)和阻遏操縱子模型B.有活性阻遏蛋白加誘導(dǎo)劑A.有活性乳糖操縱子的正調(diào)控

29、RLacZLacYLacamRNAmRNAZmRNAYmRNAa基 因 表達(dá)CAP基因結(jié)構(gòu)基因TCAPOCAP結(jié)合部位 RNA聚合酶TcAMP -CAPP葡萄糖分解代謝產(chǎn)物腺苷酸環(huán)化酶磷酸二酯酶ATPcAMP5-AMP抑制激活葡萄糖降解物與cAMP的關(guān)系cAMPCAP：降解物基因活化蛋白（catabolic gene activation protein）降低cAMP濃度使CAP呈失活狀態(tài)核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)57乳糖操縱子的正調(diào)控RLacZLacYLacamRNAmRNA真核生物基因表達(dá)調(diào)控DNA轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質(zhì)前體mRNA降解物活性蛋白質(zhì)DNA水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)

30、節(jié)翻譯調(diào)節(jié)mRNA降解調(diào)節(jié)翻譯后加工的調(diào)節(jié)核細(xì)胞質(zhì) 真核基因表達(dá)調(diào)控的五個(gè)水平 DNA水平調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié) 轉(zhuǎn)錄后加工的調(diào)節(jié) 翻譯水平調(diào)節(jié) 翻譯后加工的調(diào)節(jié) 真核基因調(diào)控主要是正調(diào)控 順式作用元件和反式作用因子 轉(zhuǎn)錄因子的相互作用控制轉(zhuǎn)錄核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)58真核生物基因表達(dá)調(diào)控DNA轉(zhuǎn)錄初產(chǎn)物RNAmRNA蛋白質(zhì)前體第三節(jié) 核酸合成的抑制劑 核苷酸合成抑制劑氨基酸類似物 葉酸類似物 堿基和核苷酸類似物嵌合劑 烷化劑 與DNA模板結(jié)合的抑制劑 作用于DNA聚合酶或RNA集合酶的抑制劑抗菌素:如利福平、曲張霉素有機(jī)化合物：如磷羧基乙酸核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)59第三節(jié) 核酸合成的抑制劑 核苷酸合

31、成抑制劑氨基酸類似物嵌第四節(jié) 基因工程及分子生物學(xué) 技術(shù)簡介一、基因工程二、體細(xì)胞克隆技術(shù)三、聚合酶鍵式反應(yīng)（polymerase chain reaction, PCR）核酸合成主題醫(yī)學(xué)知識(shí)60第四節(jié) 基因工程及分子生物學(xué) 技術(shù)簡介一、基因工程一、基因工程簡介 基因工程亦稱遺傳工程，即利用DNA重組技術(shù)的方法，把DNA作為組件，在細(xì)胞外將一種外源DNA（目的基因）和載體DNA重新組合連接（重組），最后將重組體轉(zhuǎn)入宿主細(xì)胞，使外源基因DNA在宿主細(xì)胞中，隨細(xì)胞的繁殖而增殖（cloning，克?。?，或最后得到表達(dá)，最終獲得基因表達(dá)產(chǎn)物或改變生物原有的遺傳性狀。 基因工程的操作技術(shù) 基因工程的應(yīng)用與前景核