1、 凡能水解核酸的酶均稱為核酸酶（凡能水解核酸的酶均稱為核酸酶（nucleases）。所有細胞都含有不同核酸酶。核酸酶催化的反應所有細胞都含有不同核酸酶。核酸酶催化的反應都是使磷酸二酯鍵水解，故核酸酶屬磷酸二酯酶。都是使磷酸二酯鍵水解，故核酸酶屬磷酸二酯酶。由于多核苷酸鏈內部每個磷酸基涉及與兩端的兩個由于多核苷酸鏈內部每個磷酸基涉及與兩端的兩個戊糖殘基上戊糖殘基上C-3 位和鄰近戊糖殘基位和鄰近戊糖殘基C-5 位的位的-OH形形成磷酸二酯鍵，酯鍵可能是在磷酸基的成磷酸二酯鍵，酯鍵可能是在磷酸基的3 端或者端或者5 端被水解，因而產物的端被水解，因而產物的3 端或端或5 端含有磷酸基。端含有磷酸基

2、。 一一. .核酸酶核酸酶 1. 1. 轉錄的反應轉錄的反應有些核酸酶的作用部位是位于多核苷酸鏈的內部，有些核酸酶的作用部位是位于多核苷酸鏈的內部，這樣的核酸酶稱為核酸內切酶（這樣的核酸酶稱為核酸內切酶（endonucleases）有些核酸酶是從核苷酸鏈的一端依次水解產生單核有些核酸酶是從核苷酸鏈的一端依次水解產生單核苷酸，這類酶稱為核酸外切酶（苷酸，這類酶稱為核酸外切酶（exonucleases）一一. .核酸酶核酸酶 1.1.核酸酶的專一性核酸酶的專一性 像大多數酶一樣，核酸酶對它們所作用的底物具像大多數酶一樣，核酸酶對它們所作用的底物具有不同的選擇性。作用于有不同的選擇性。作用于DNA的

3、酶稱為的酶稱為DNA酶（酶（DNases），），而催化而催化RNA水解的酶稱作水解的酶稱作RNA酶（酶（RNases）。）。有些核酸酶催化核苷酸鏈水解較廣泛，即對戊糖有些核酸酶催化核苷酸鏈水解較廣泛，即對戊糖和堿基識別能力差，它們既作用于和堿基識別能力差，它們既作用于DNA，又能作又能作用于用于RNA，這類酶稱為非專一性核酸酶。這類酶稱為非專一性核酸酶。 1.1.核酸酶的專一性核酸酶的專一性 有些核酸酶可能對多核苷酸鏈中的堿基具有不有些核酸酶可能對多核苷酸鏈中的堿基具有不同的選擇性，因而表示出不同的專一性。有的核酸同的選擇性，因而表示出不同的專一性。有的核酸酶只能識別特定的堿基序列，并在該序列

4、內降解核酶只能識別特定的堿基序列，并在該序列內降解核酸。酸。 2.2.非非專一性核酸酶專一性核酸酶- -脫氧核糖核酸酶脫氧核糖核酸酶 脫氧核糖核酸酶（脫氧核糖核酸酶（DNases）能催化單股的或雙能催化單股的或雙股的多聚脫氧核苷酸鏈水解。從牛胰中分離的股的多聚脫氧核苷酸鏈水解。從牛胰中分離的DNases I是一種是一種a型內切酶，其產物的型內切酶，其產物的5 端含有磷端含有磷酸基，并對嘧啶和嘌呤核苷酸之間的磷酸酯鍵表現酸基，并對嘧啶和嘌呤核苷酸之間的磷酸酯鍵表現出某種程度的優先。在低濃度下，這個酶能使出某種程度的優先。在低濃度下，這個酶能使dsDNA隨機地在內部位置產生具有游離隨機地在內部位置

5、產生具有游離3 -OH的缺的缺口（口（nick）。）。DNase 是一種是一種b型內切酶，產物是型內切酶，產物是3 端含磷酸基的寡核苷酸片段。從動物的胸腺和脾端含磷酸基的寡核苷酸片段。從動物的胸腺和脾臟中都可以分離到這種酶。臟中都可以分離到這種酶。 2.2.非非專一性核酸酶專一性核酸酶- -核糖核酸酶核糖核酸酶 核糖核酸酶催化核糖核酸酶催化RNA水解。胰核糖核酸酶水解。胰核糖核酸酶A（RNase A）是一種被詳細研究和具有廣泛應用的核是一種被詳細研究和具有廣泛應用的核酸內切酶。該酶催化核糖核苷酸鏈內嘧啶核苷酸酸內切酶。該酶催化核糖核苷酸鏈內嘧啶核苷酸C-3 位磷酸基與相鄰核苷酸位磷酸基與相鄰核

6、苷酸C-5 位位-OH之間的酯鍵之間的酯鍵水解，產生水解，產生3 端含磷酸基的寡核苷酸片段。端含磷酸基的寡核苷酸片段。 3.3.專一性核酸酶專一性核酸酶- -限制性內切酶限制性內切酶 微生物中的修飾和限制現象是上世紀五十年微生物中的修飾和限制現象是上世紀五十年代初發現的一種細菌自衛的方式。例如從大腸桿菌代初發現的一種細菌自衛的方式。例如從大腸桿菌K株繁殖出來的噬菌體株繁殖出來的噬菌體 （K）只能感染大腸桿菌只能感染大腸桿菌K株，不能感染大腸桿菌株，不能感染大腸桿菌B株，反之亦然。這個現象株，反之亦然。這個現象稱為稱為“限制限制”現象。然而，被某菌株限制的噬菌體現象。然而，被某菌株限制的噬菌體群

7、體中也會有極少個體幸存下來，幸存者的子代可群體中也會有極少個體幸存下來，幸存者的子代可以在原來受限制的菌株中正常繁殖，這個現象稱為以在原來受限制的菌株中正常繁殖，這個現象稱為“修飾修飾”。修飾和限制的性質都是由宿主的基因所。修飾和限制的性質都是由宿主的基因所決定的，同噬菌體的基因無關。決定的，同噬菌體的基因無關。 (1) (1) 修飾修飾3.3.專一性核酸酶專一性核酸酶- -限制性內切酶限制性內切酶 進一步的研究發現細菌內有兩種不同功能的進一步的研究發現細菌內有兩種不同功能的酶，一種是核酸內切酶，它能識別并切開酶，一種是核酸內切酶，它能識別并切開DNA分分子上一個特定的堿基序列，這就是限制性內

8、切酶；子上一個特定的堿基序列，這就是限制性內切酶；另一種酶是甲基化酶，它能識別限制性內切酶所識另一種酶是甲基化酶，它能識別限制性內切酶所識別的堿基順序，并把其中某些堿基甲基化，這是修別的堿基順序，并把其中某些堿基甲基化，這是修飾酶。飾酶。 (1) (1) 修飾修飾 被修飾酶甲基化了的被修飾酶甲基化了的DNADNA就不能被限制性內切就不能被限制性內切酶降解了。細菌的酶降解了。細菌的DNADNA總是被自身的修飾酶修飾好總是被自身的修飾酶修飾好了，因此不會被自身的限制酶所降解。異源的了，因此不會被自身的限制酶所降解。異源的DNADNA由于沒有被修飾過，它一旦侵入細菌就會被限制酶由于沒有被修飾過，它一

9、旦侵入細菌就會被限制酶降解，因此這個系統可以保護細菌免受外來降解，因此這個系統可以保護細菌免受外來DNADNA的的入侵。顯然，限制性內切酶的這種性質是一種十分入侵。顯然，限制性內切酶的這種性質是一種十分奇異的特性。奇異的特性。 (1) (1) 修飾現象修飾現象3.3.限制性內切酶限制性內切酶 3.3.限制性內切酶限制性內切酶 限制性內切酶名稱的第一個字母取自獲得此內切限制性內切酶名稱的第一個字母取自獲得此內切酶的細菌屬名的第一個字母，用大寫酶的細菌屬名的第一個字母，用大寫 名稱的第二、三個字母取自該細菌種名的頭二個名稱的第二、三個字母取自該細菌種名的頭二個字母，用小寫字母字母，用小寫字母 如果

10、該細菌還有不同的株系，則另加第四個代表如果該細菌還有不同的株系，則另加第四個代表株系的字母或數字；最后是用羅馬字大寫的數字，株系的字母或數字；最后是用羅馬字大寫的數字，代表同一菌株中不同限制性內切酶的編號。代表同一菌株中不同限制性內切酶的編號。 (2)(2)限制內切酶的命名限制內切酶的命名 3.3.限制性內切酶限制性內切酶 如如 H i n d 代 表 從 流 感 噬 血 桿 菌代 表 從 流 感 噬 血 桿 菌 d 株 （株 （haemophilus influenzae）中分離到的第三種內切中分離到的第三種內切酶。酶。 (2)(2)限制內切酶的命名限制內切酶的命名 3.3.限制性內切酶限制

11、性內切酶 用作工具酶的限制性內切酶，它們共同的特點是用作工具酶的限制性內切酶，它們共同的特點是在在DNADNA分子上是產生的切口位置是專一的。分子上是產生的切口位置是專一的。 限制性內切酶的識別順序通常只有限制性內切酶的識別順序通常只有4 4 6 6個堿基對個堿基對。 一個分子量不太大的一個分子量不太大的DNADNA中所包含的內切酶識別中所包含的內切酶識別位點是有限的，因此酶切后產生的片段大小和數目位點是有限的，因此酶切后產生的片段大小和數目都是固定的。這些片段用凝膠電泳分離后的電泳圖都是固定的。這些片段用凝膠電泳分離后的電泳圖譜對每一種酶而言是具有特征性的。譜對每一種酶而言是具有特征性的。

12、(3)(3)作用特點作用特點 (4) (4) 限限制制性性圖圖譜譜 The endThe end1.1. 中心法則：描述從一個基因到相應蛋白質的信息中心法則：描述從一個基因到相應蛋白質的信息流的途徑。遺傳信息貯存在流的途徑。遺傳信息貯存在DNADNA中，中，DNADNA被復制傳被復制傳給子代細胞，信息被拷貝或由給子代細胞，信息被拷貝或由DNADNA轉錄成轉錄成RNARNA，然然后后RNARNA翻譯成多肽鏈。由于逆轉錄酶的發現，也可翻譯成多肽鏈。由于逆轉錄酶的發現，也可以以以以RNARNA為模板合成為模板合成DNADNA。2.2. 轉錄轉錄( (transcription)transcripti

13、on)：在由在由RNARNA聚合酶和輔助因聚合酶和輔助因子組成的轉錄復合物的催化下，從雙鏈子組成的轉錄復合物的催化下，從雙鏈DNADNA分子中分子中拷貝生物信息生成一條拷貝生物信息生成一條RNARNA鏈的過程。鏈的過程。 六六、名詞解釋、名詞解釋3. 3. 模板鏈模板鏈( (template strand)template strand)或反義鏈：可作為模或反義鏈：可作為模板轉錄為板轉錄為RNARNA的那條鏈，該鏈與轉錄的的那條鏈，該鏈與轉錄的RNARNA堿基互補堿基互補( (A-UA-U，G-C)G-C)。在轉錄過程中，在轉錄過程中，RNARNA聚合酶與模板鏈結聚合酶與模板鏈結合，并沿著模板

14、鏈的合，并沿著模板鏈的3355方向移動，按照方向移動，按照5533方向催化方向催化RNARNA的合成。的合成。4 4編碼鏈編碼鏈( (codingstrandcodingstrand) )或有義鏈：雙鏈或有義鏈：雙鏈DNADNA中，中，不能進行轉錄的那條不能進行轉錄的那條DNADNA鏈，該鏈的核苷酸序列與轉鏈，該鏈的核苷酸序列與轉錄生成的錄生成的RNARNA的序列一致的序列一致( (在在RNARNA中是以中是以U U取代了取代了DNADNA中中的的T)T)。 六六、名詞解釋、名詞解釋5. 5. 核心酶核心酶( (core-enzyme)core-enzyme)：大腸桿菌的大腸桿菌的RNARNA

15、聚合酶全聚合酶全酶由酶由5 5個亞基組成個亞基組成( (a a2 2) )，沒有沒有 亞基的酶叫核心亞基的酶叫核心酶。核心酶只能使已開始合成的酶。核心酶只能使已開始合成的RNARNA鏈延長，但不具鏈延長，但不具有起始合成有起始合成RNARNA的能力，必須加入的能力，必須加入 亞基亞基才表現出全才表現出全部聚合酶的活性。部聚合酶的活性。6. 6. RNARNA聚合酶聚合酶( (RNApolymeraseRNApolymerase) )：以一條以一條DNADNA鏈或鏈或RNARNA為模板催化由核苷為模板催化由核苷-5-5 - -三磷酸合成三磷酸合成RNARNA的酶。的酶。 六六、名詞解釋、名詞解釋

16、7. 7. 啟動子啟動子( (promoter)promoter)：在在DNADNA分子中，分子中，RNARNA聚合酶能聚合酶能夠結合并導致轉錄起始的序列。夠結合并導致轉錄起始的序列。 8.8.內含子內含子( (intronintron) )：在轉錄后的加工中，從最初的轉在轉錄后的加工中，從最初的轉錄產物除去的內部的核苷酸序列。內含子也指編碼相錄產物除去的內部的核苷酸序列。內含子也指編碼相應應RNARNA內含子的內含子的DNADNA中的區域。中的區域。9 9外顯子外顯子( (extronextron) )：既存在于最初的轉錄產物中，既存在于最初的轉錄產物中，也存在于成熟的也存在于成熟的RNARNA分子中的核苷酸序列。外顯子也分子中的核苷酸序列。外顯子也指編碼相應指編碼相應RNARNA外顯子的外顯子的DNADNA中的區域。中的區域。 六六、名詞解釋、名詞解釋10. 10. RNARNA加工過程加工過程( (RNA processing)RNA processing)：將一個將一個RNARNA原初原初轉錄產物轉換成成熟轉錄產物轉換成成熟RNARNA分子的反應過程