第九章     核酸的生物合成
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第九章 核酸的生物合成. 中心法则 第一节 DNA 的生物合成 第二节 RNA 的生物合成 第三节 生物工程. 复制. DNA. ?. 转录. 反转录. RNA. 蛋白质. 复制. 翻译. 遗传信息传递的中心法则( central dogma). 复制( replication) :以亲代双链 DNA 为模板,按照碱基互补配对的原则,合成出与亲代 DNA 相同的双链 DNA 分子的过程。

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第九章 核酸的生物合成

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Presentation Transcript


3712657

第九章 核酸的生物合成

中心法则

第一节 DNA的生物合成

第二节 RNA的生物合成

第三节 生物工程


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复制

DNA

?

转录

反转录

RNA

蛋白质

复制

翻译

遗传信息传递的中心法则(central dogma)


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  • 复制(replication):以亲代双链DNA为模板,按照碱基互补配对的原则,合成出与亲代DNA相同的双链DNA分子的过程。

  • 转录(transcription):双链DNA中的一条链为模板,按照碱基互补配对的原则,合成出与模板DNA互补的RNA分子的过程。

  • 翻译(translation):在mRNA指令下,按照三个核苷酸(碱基三联体密码子)决定一个氨基酸的原则,把mRNA上的遗传信息转换成蛋白质中特定的氨基酸序列的过程。

  • 反转录(reverse transcription):逆病毒以RNA为模扳指导合成DNA的过程。


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第一节 DNA的生物合成

1、复制:以DNA为模板指导DNA的合成,即将DNA携带的信息传至子代DNA。

2、反转录:以RNA为模扳指导合成DNA,如RNA病毒。

3、修复合成:当各种因素引起DNA损伤时,损伤DNA可修复合成,校正错误,完成正确合成,以保持DNA结构 的稳定性和遗传信息的准确性。


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DNA from a lysed E. coli cell


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A single human chromosomes.


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一、 DNA 的复制

(一)DNA半保留复制( semiconservative replication )

  • 模板

  • 原则

  • 特点

  • 意义:保持了物种的遗传稳定性


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亲代

第一代

第二代

CsCl 梯度离心

[实验证据]:1958年 M.Meselson 和F.W.Stahl用大 肠杆菌为材料,在含15N和14N的NH4Cl中培养,CsCl密度梯度离心结果证实了半保留复制方式。


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二、参与DNA复制的酶类及相关因子

DNA链合成的条件

  • DNA模板

  • 4种dNTP底物

  • Mg2+

  • 3’-OH引物

  • 酶和蛋白质因子


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(一)、酶和蛋白质因子

  • DNA聚合酶Ⅰ、II、Ⅲ

  • DNA解链酶

  • 单链DNA结合蛋白(SSB)

  • 拓扑异构酶Ⅰ/Ⅱ

  • 引发体、引物酶

  • DNA连接酶


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1、DNA聚合酶

3,’5’-磷酸二酯键

3’

5’


Dna 3 5

DNA聚合酶的3’-5’外切酶活性

切除错配核苷酸

错配硷基

正 确核苷酸

聚合酶

复制方向

复制的高保真性


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DNA聚合酶Ⅰ

多功能酶

5’ 3’聚合酶

3’ 5’外切酶

5’ 3’外切酶

单链多肽

枯草杆菌蛋白酶处理,大(Klenow)小二个片段

切除RNA引物,

填补缺口(gap)

损伤后修复

DNA聚合酶Ⅲ

多功能酶

5’ 3’聚合酶

3’ 5’外切酶

不对称二聚体,10种亚基

单体1-前导链/单体2-随从链

DNA 复制的主要酶

高续进性,高聚合酶活性

高产物真实性

原核生物的DNA聚合酶I、II、III


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DNA聚合酶Ⅰ(DNA PolymeraseⅠ)

Kornberg酶

DNA指导的DNA聚合酶

(DNA-Directed DNA Polymerase, DDDP)

切除RNA引物

损伤修复

校读功能

聚合功能

3’ 5’ 5’ 3’

外切酶 聚合酶

5’ 3’

外切酶

N

C

小片段

大片段( klenow片段)

(常用的工具酶)


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DNA聚合酶Ⅰ

多功能酶

5’ 3’聚合酶

3’ 5’外切酶

5’ 3’外切酶

单链多肽

枯草杆菌蛋白酶处理,大(Klenow)小二个片段

切除RNA引物,

填补缺口(gap)

损伤后修复

DNA聚合酶Ⅲ(复制的重要酶)

多功能酶

5’ 3’聚合酶

3’ 5’外切酶

不对称二聚体,10种亚基

单体1-前导链/单体2-随从链

DNA 复制的主要酶

高续进性,高聚合酶活性

高产物真实性

原核生物的DNA聚合酶I、II、III


Dna dna polymerase holoenzyme

DNA聚合酶Ⅲ全酶(DNA Polymerase Ⅲ holoenzyme)

  • 10种不同亚基组成

  • θαε

  • τ

  • γ2 δ δ’ χψ

  • DNA聚合酶Ⅲ※

  • β(4个)

  • DNA聚合酶Ⅲ全酶

  • 核心聚合酶

  • 二聚体形式连接两个核心聚合酶

  • 单个运载夹钳

  • 星环状,容纳DNA双链


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运载夹钳

催化亚基

催化亚基

3’ 5’ 核酸外切酶

滑行夹钳亚基

  • θ2,α2,ε2: 核心酶

  • τ2:二聚体形式连接两个核心聚合酶

  • γ2 δ δ’ χψ:单个运载夹钳

  • β(4个):星环状,容纳DNA双链


Dna p320

五种

DNA 聚合酶α

DNA聚合酶δ和PCNA

DNA聚合酶γ

DNA聚合酶β、ε

参与随从链的合成

参与前导链的合成

参与线粒体DNA的合成

参与DNA的修复

真核细胞的DNA聚合酶(P320)


2 primase primosome

引物酶(DnaG)

DnaB

DnaC

DnaT

蛋白质A、B、C

合成RNA引物(1-10 nt)

解链酶的作用

结合到DNA双链复制起始部位(需ATP)

2、引物酶(primase)和引发体(primosome)

RNA引物的合成和复制的起始必需的


3 dna

催化二段双链DNA或双链DNA中一条链上的缺口共价连接(3’,5’磷酸二酯键)

3、DNA连接酶

切口连接:

  • 连接双股DNA分子中一链的切口

  • 双链DNA分子中双链的切口

  • 不能连接二分子单链DNA


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解开DNA双链每个bp消耗2个ATP

与单链DNA结合,维持单链状态

使其不受核酸酶水解

避免单链DNA自身发夹螺旋形成

使前端螺旋易解开

4、解链、解旋酶类

5、单链DNA结合蛋白(SSB)


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拓扑异构酶Ⅰ(topoisomerasⅠ)

转轴酶

拓扑异构酶Ⅱ

旋转酶 (gyrase)

切断DNA双螺旋中的一股,张力下降后封闭。

切断DNA双链,使另一双链经过此缺口,再封闭。

6、拓扑异构酶


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三、原核细胞的DNA复制过程(复制的起始、延伸、终止)

  • 确定复制的起始点

  • 解开双链DNA,提供单链DNA模板

  • 形成复制叉

  • DNA合成的起始和延长

  • 形成带有新合成的DNA片段的复制泡

  • 复制的终止


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原核生物

双向复制

(θ型复制)

特定起始点:oriC

真核生物

多个复制单位(复制泡)(复制起始点+复制叉)

多个起始点

(一)复制的起始

复制起始点: DNA复制要从DNA分子的特定部位开始,此部位称复制起始点。

亲代DNA开链,复制起始点呈叉型移动。


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大肠杆菌复制起始点oriC的结构


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起点

复制叉

复制叉推进

原核生物双向复制(θ型复制)


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真核生物复制泡(复制起始点+复制叉)


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DNA双链复制起始点OriC

PriA/DnaG

5’

3’

DnaA

DnaB/DnaC

DNA双链解开成单链DNA

解旋酶

SSB

SSB

SSB

解链酶

引发体

引物酶

5’

3’

RNA引物/3’-OH

DNA聚合酶Ⅲ

拓扑异构酶

dNTP

和3’-OH形成3’5’磷酸二酯键


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(二) 复制的延伸

1.在DNA聚合酶Ⅲ的作用下

  • 2.DNA 合成时,一股以3’ 5’方向的母链作为模板,指导新合成的链以5’ 3’方向连续合成,称为前导链(leading strand))。(复制方向与解链方向一致)

  • 3.前导链合成1000-2000个核苷酸后, 一股以5’ 3’方向的母链作为模板,指导新合成的链沿5’ 3’合成1000—2000个核苷酸不连续的小片段的链称为随从链(lagging strand)。(复制方向与解链方向相反). 新合成的链沿5’ 3’合成1000—2000个核苷酸不连续的小片段称为冈崎片段(Okazakifragment)


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5’

3’

3’

5’

图12-13


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半不连续复制:

在DNA复制过程中,亲代DNA分子中以3’ 5’方向的母链作为模板指导新的链以5’ 3’方向连续合成,

另一股以5’ 3’为方向的母链则指导新合成的链以 5’ 3’方向合成1000—2000个核苷酸长度的许多不连续的片段(冈崎片段),

这种复制方式称之为半不连续复制。


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去除RNA引物

补充缺口

连接切口

DNA聚合酶Ⅰ的小片段

5’ 3’外切酶

DNA聚合酶Ⅰ的大片段

3’ 5’外切酶

5’ 3’聚合酶

DNA连接酶

(三) 复制的终止(ter位点)


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图12-14


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5´-核酸外切酶

聚合中心

3´-核酸外切酶

裂缝内部

裂缝

DNA聚合酶的校对功能


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DNA聚合酶的校对功能

切除错配核苷酸

错配硷基

正 确核苷酸

聚合酶

复制方向


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原核生物复制的特点

  • 定点起始,一个起始点OriC

  • 两个复制叉双向等速进行,

  • 半保留、半不连续复制


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起点

起点

起点

起点

起点

起点

(四)、真核细胞DNA复制的特点

 多个起点复制,半保留、半不连续复制,冈崎片段长度100-200 nt


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(五)、端粒DNA的复制

1.端粒(telomere)

  • 真核生物染色体为线性分子,复制时滞后链5’端不能被复制,在染色体端部留下缺口,使新合成的链缩短,从而使染色体端部随复制次数的增加而不断缩短。

  • 3’端有特殊的序列,是线性DNA末端的复制必须的 ---端粒

  • 端粒:染色体3’端由富含G的6个核苷酸组成的数百个串联重复序列(AGGGTT)n

  • 人:5’-AGGGTTAGGGTT-------3’

  • 端粒能稳定染色体


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2.端粒酶(telomerase)

----防止端粒缩短的酶

组成

端粒酶是一种含RNA的蛋白复合物,实质上是一种逆转录酶,它能催化互补于RNA模板的DNA片段的合成,使复制以后的线形DNA分子的末端保持不变。

唯一携带RNA模板的逆转录酶

人端粒酶:模板(RNA-端粒酶):3’-CAAUCCCAAUC-5’

合成(DNA): 5’---AGGGTT---3’

端粒酶和衰老、肿瘤有关


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1.RNA和DNA单链

互补序列识别结合

2.以RNA为模板

的逆转录过程

3.再发动新一轮的合成延长,

合成较长的重复序列

3.端粒酶的作用机制


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以RNA为模板合成DNA,这与通常转录过程中遗传信息从DNA到RNA的方向相反,故称为逆转录作用。

依赖RNA的DNA聚合酶活力

RNaseH活力

依赖DNA指导下的DNA聚合酶活力

二、逆 转 录 作 用

1、概念

2、逆转录酶

三种功能

是DNA聚合酶,5’- 3’方向,需要引物


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依赖RNA的DNA聚合酶

核糖核酸酶H

依赖DNA的DNA聚合酶

逆转录过程中cDNA的合成


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逆转录病毒的生活周期

整合入宿主细胞染色体DNA

cDNA

转录

逆转录

RNA

转译

RNA

RNA

衣壳蛋白

丢失衣壳

被膜

进入细胞

被膜蛋白

丢失被膜

逆转录酶

衣壳

逆转录酶


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DNA修复的基础:

一条链有损伤

修复酶切除

以未损伤的链为模板

合成原来相同的序列


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自发因素

物理因素

化学因素

随机热碰撞

紫外线损伤(共轭双键)

电离辐射损伤(X线/线)

亚硝酸盐 C U

5-溴尿嘧啶 5-BU A

氮芥类 烷化剂

羟胺 C- A

三、DNA的损伤、修复与突变

(一.)造成损伤的原因

G

G

羟胺


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点突变

类型

结果

转换----同型碱基

颠换----异型碱基

启动子/剪接信号 影响整个基因功能

编码序列 蛋白质功能改变

中性变化 AA变化,功能不变

静止突变 碱基变,AA不变

(二).DNA损伤类型


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缺失

插入

倒位

一个碱基/一段核苷酸/整个基因

一段原来没有的碱基/核苷酸序列

DNA链内部重组,一段方向颠倒


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(三).修复机制

DNA的修复主要有以下类型:

光修复机制

(1)光裂合酶修复

(2)切除修复

(3)重组修复

暗修复

(4)诱导修复(SOS修复)


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光修复机制

(低等生物)

不需光复活酶

需光复活酶

嘧啶单体 嘧啶二聚体

嘧啶单体 嘧啶二聚体

光复活酶(+)

蓝光

280nm

239nm


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DNA紫外线损伤的光裂合酶修复

1、形成嘧啶二聚体

2、光复合酶结合于

损伤部位

3、酶被可见光激活

4、修复后酶被释放


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DNA的损伤和切除修复

结构缺陷

碱基丢失

碱基缺陷或错配

糖苷酶

切开

切开

核酸内切酶

AP核酸内切酶

切除

切除

核酸外切酶

核酸外切酶

碱基取代

插入酶

修复

DNA聚合酶

连接

DNA连接酶


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DNA的重组修复

胸腺嘧啶二聚体

重组

复制

修复复制

核酸酶及重组蛋白

DNA连接酶


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(四)、DNA突变

突变的意义

1、进化、分化的分子基础。

2、基因型改变。(表型不变)

3、致死性的突变。(消灭病原体)

4、某些疾病的发病基础。


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-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-

转换

颠换

-T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-

-T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-

A

插入

缺失

-T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-

-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-

T

野生型基因

DNA突变的类型

碱基对的置换(substitution)

移码突变

(framesshift mutation)


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G

C

A

T

·

·

A

T

A

T

A

U

G

C

G

C

G

BU

G

U

A

BU

A

BU

A

U

NO2-

BU

·

·

·

·

·

·

·

·

·

·

脱氨基


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-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-

转换

颠换

-T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-

-T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-

A

插入

缺失

-T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-

-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G-

-A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-

T

野生型基因

DNA突变的类型

碱基对的置换(substitution)

移码突变

(framesshift mutation)


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第二节 RNA的生物合成


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◆转录(transcription):

以单链DNA为模板,NTP为原料,在DNA依赖的RNA聚合酶催化下合成RNA链的过程。

转录起点具有特定的位点,标为+1,上游碱基为-1~-n,由启动子(promoter)区域控制 ;下游碱基为1~m,终点有终止子(terminator),此转录区域称为转录单位

3’UTR

转录起点

启动子

转录终点

EXON

EXON

EXON

Coding region

5’-侧翼

3’ -侧翼

5’UTR


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一、几个基本概念

  • 结构基因(structure gene)

  • 模板链(template strand)

    Watson(W) 链、负(-)链(minus strand)、

    反意义链(antisense strand)

  • 编码链(coding strand)

    Crick(C)链、正(+)链(plus strand)、

    有意义链(sense strand),

  • 不对称转录(asymmetric transcription)


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  • 结构基因(structure gene):

    DNA分子中能转录出RNA的区段。

结构基因

3’UTR

转录起点

启动子

转录终点

Coding region

5’-侧翼

3’ -侧翼

5’UTR


Dna rna dna

模板链:反意义链(- 链)——以该链中的DNA碱基顺序指导RNA的合成即被转录的那条DNA链。

  • 密码链:

    有意义链((+)链)——不被转录的那条DNA链,但其碱基顺序除T代替U外,其余与RNA相同。


1 dna 2 3 5 3

不对称转录1.DNA双链上,一股链被转录,另一股链不被转录。2.有意义链与反意义链并非固定不变。3.转录方向都是5’ 3’

转录方向5 ’ 3’

模板链


Rna dna rna

二、 参与转录的酶RNA聚合酶——依赖DNA的RNA聚合酶

U

A

G

C

C

G

A

U

新合成RNA

模板DNA


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大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图



起始因子

全酶(αββ )

核心酶(α2ββ)


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亚基

α2

β

β ’

σ

  • 功能

  • 决定哪些基因被转录

  • 结合底物NTP,形成磷酸二酯键

  • 结合DNA模板(开链)

  • (核心酶参与转录全过程)

  • 识别起始点启动子(延长时脱落)


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三、转录过程(转录的起始、延伸、终止)

(一)、转录的起始

RNA聚合酶(全酶)与DNA模板的启动子区域结合

  • 结合过程:

  • 闭和的启动子复合体

  • 开放的启动子复合体


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DNA模板 启动子(promoter)1、概念:基因上能与RNA全酶结合并确定转录起始位点的特殊DNA序列。2、原核生物启动子的特点:(1)位于转录起点上游,约40bp (2) -10bp处 -TATAAT- (Pribnow box),TATA box(3) -35bp处 -TGTTGACAATTT-(4)不同启动子的-10区和-35区的位置和碱基顺序不同


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17+1bp

+1

-40 ~-30

-10 ~ -7

TTGACA

-35 box

TATAA

转录起点

-10 box

上游

upstream

下游

downstream

原核生物的启动子


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  • 结合过程:

  • 闭和的启动子复合体

    RNA聚合酶在DNA双链上迅速、

    随机滑动,σ因子寻找到启动子

    -35区,形成疏松的复合物,

    DNA双链未解开。

  • 开放的启动子复合体

    RNA聚合酶(全酶)移向

    -10区和转录起始

    点,在-20区DNA双链解开

    12-17bp

ATP


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β’

核心酶

1

-35

-10

+1

核心酶

σ

2

-10

+1

-35

核心酶

α

3

+1

-35

-10

β

核心酶

4

+1

-35

-10

ATP or GTP

脱落的σ


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二、延伸--转录鼓泡

DNA解开17 bp

RNA聚合酶不具有核酸外切酶活性

45个核苷酸/秒/每分子酶


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三. 终止

  • 终止子:基因末端的一段特殊的序列

  • 不依赖ρ-因子的终止子

    特点:DNA末端有终止信号,富含AT的序列其前为富含GC的回文序列,转录后形成发夹结构,其后有一系列U,提供RNA聚合酶脱离模板的信号。

  • 依赖ρ-因子的终止子

    特点:DNA末端的终止信号也含回文序列,但不富含AT和GC序列,转录后也形成发夹结构,同时需要ρ-因子的帮助才能终止RNA的合成。


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不依赖ρ因子的终止子

回文序列

Poly U

发夹结构


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依赖ρ-因子的终止子

ρ-因子的作用

  • 与新生RNA结合

    ATP供能

    ρ-因子沿

    新生的RNA单链推进

    新生的RNA单链

    从DNA模板上分离下来

ρ-因子的结构

  • 六个亚基组成的蛋白质

  • 具有ATP酶活性

  • 具有DNA-RNA解旋酶活性

  • 能与单链RNA结合


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新生RNA

图13-8


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启动子(promoter)

终止子(terminator)

RNA聚合酶

5

离开

3

5

3

5

3

5

RNA合成过程

起始

双链DNA局部解开

磷酸二酯键形成

延长阶段

解链区到达基因终点

RNA

终止阶段


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四、 RNA转录后的加工

  • 原核生物mRNA可直接作为翻译的模板

  • rRNA

    转录产物要加工、修饰

  • tRNA

  • 转录后加工包括切除某些核苷酸序列、拼接、形成5’和3’端的特殊结构、碱基修饰、改变糖苷键等


1 rrna

1、原核生物中rRNA前体的加工


2 trna

2、tRNA前体分子的加工

E.Coli有60中tRNA, 少数随rRNA 一起转录,其余成簇排列,转录成两或多个tRNA前体,

其加工过程包括:切除tRNA前体两端多余的序列, 3’端添加CCA, 对碱基进行特殊修饰


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加工

加工

成熟tRNA

早转录本

酵母酪氨酸tRNA前体的加工


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五、真核生物的转录

1、转录场所不同


2 rna rna

类型

细胞器

RNA聚合酶

2、 RNA聚合酶不同真核生物RNA聚合酶(三种)

  • 转录产物

  • rRNA:18s,5.8s,28s

  • hnRNA

  • tRNA,5srRNA,snRNA

  • 鹅膏蕈碱反应

  • 不敏感

  • 高度敏感

  • 不同物种

    敏感性不同


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3、启动子不同

3’UTR

5’UTR

Coding region

5’-侧翼

3’ -侧翼


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真核生物启动子的特点

TATA

box

CAAT

box

GC

box

+1

17+1bp

-35 box

TATAA

转录起点

-10 box

原核生物启动子的特点


Cis acting element

顺式作用元件(cis acting element)

存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等, 它们的作用是参与基因表达的调控。

顺式作用元件本身不编码任何蛋白质, 仅仅提供一个作用位点, 要与反式作用因子相互作用而起作用。

反式作用因子(trans-acting_factor)

指一些与基因表达调控有关的蛋白质因子。


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4、转录后的加工不同

真核基因编码区是不连续的

3’UTR

5’UTR

Extron

Extron

Extron

Extron

intron

intron

intron

Coding region

5’-侧翼

3’ -侧翼


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hnRNA


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(1)、5’帽子结构的加工

5` cap

m7G5’ppp5’NmpN(m)p--


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(2)、3` end poly(A) 尾巴的加工


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(3)、剪接:由snRNA完成

UACUAAC


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不同的剪接形成不同mRNA


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(4)、真核生物rRNA 转录后加工

The 18S, 5.8S, and 28S rRNAs


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四膜虫

26SrRNA

核酶

(ribozyme)

应用

前体 6.4 kb

414bp内含子5.986kb 无酶催化,自身剪接

具有催化功能的RNA

切割特异性RNA序列

具特定的二级结构---槌头结构

人工合成核酶的槌头结构

破坏HIV病毒

●核酶---真核生物rRNA的自身剪切


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(5)、真核生物tRNA前体转录后加工


5 rna

5、真核生物RNA转录过程


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六、RNA复制

噬菌体Q的合成

A. 负链的合成

病毒的正链

复制中间体

新合成的负链

B. 正链的合成

负链

复制中间体

新合成的正链


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第三节 核酸合成的抑制

  • 核苷酸合成抑制:抑制剂是结构上类似的代谢物(抗代谢物)

    氨基酸类似物:Gln-重氮乙酰丝氨酸等

    叶酸类似物: FH4-氨基蝶呤等

    碱基和核苷类似物: 6-巯基嘌呤等


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  • 与DNA模板结合的抑制剂

    嵌合剂: 放线菌素D

    烷化剂: 氮芥、硫芥等

  • 作用于聚合酶的抑制剂

抗菌素:如利福平(阻断结合)、

曲张霉素(阻断延伸)

有机化合物:如磷羧基乙酸


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第四节 重组DNA技术与基因工程

  • DNA重组(recombination of DNA)

  • 自然界常见现象

  • 两个DNA分子间/一DNA分子的两个不同部位之间

    链断裂/片段交换重接

    改变基因的组合和序列

  • 交换可发生在同一细胞内(间)/不同生物


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  • 重组DNA技术

  • 实验室,人工的方法

  • 不同来源/不同种属的DNA片段

    拼接成重组DNA分子

    引入活细胞内

    大量复制/表达


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基因工程的基本步骤

  • 目的基因的获得

  • 目的基因与载体(质粒)的连接

  • 重组DNA分子导入受体细胞

  • 筛选出含重组DNA基因分子的受体细胞克隆

  • 克隆基因的表达及表达产物的检测和分离纯化


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PCR原理

cDNA

  • 高温变性

  • 低温退火

引物


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  • 72℃延伸

4. 重复循环


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紫外灯下

照相机拍照


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Plant expression vector


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  • 存在细菌染色体外、环状DNA

  • 自我复制

  • 含有抗药基因:抗氨苄青霉素基因 , 抗四环素基因,抗卡那霉素基因等

  • 在含抗菌素的培养基中生长。


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1.剪切

2.重组

3.转化

4.筛选


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☆ 悬浮细胞转化

愈伤

再生

移植


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基因工程的应用和前景

 建立基因文库。基因文库的建立有利于研究基因结构、基因表达调控机制、个体发育和繁殖的机理、疾病发病机制等,最终将导致遗传育种、疾病基因治疗发生革命性进步。

 生产某些珍贵的生化药物,如干扰素、胰岛素、生长激素等。

 改造生物原有性状,培育出人类需要的新物种


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转基因动物


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克隆羊多利的诞生

母羊

胚胎羊

乳腺上皮细胞(提供DNA)

除去细胞核的卵母细胞(受体)

体外融合

植入受体母羊


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