1、第九章第九章 核酸的生物合成核酸的生物合成中心法那么中心法那么生物的遺傳信息從生物的遺傳信息從 DNADNA傳送給傳送給 mRNAmRNA的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)錄。根據(jù)的過(guò)程稱為轉(zhuǎn)錄。根據(jù) mRNAmRNA鏈上的遺傳信息合成蛋鏈上的遺傳信息合成蛋 白質(zhì)的過(guò)程，被稱為翻譯和白質(zhì)的過(guò)程，被稱為翻譯和 表達(dá)。表達(dá)。19581958年年CrickCrick將生物將生物 遺傳信息的這種傳送方式稱為中心法那遺傳信息的這種傳送方式稱為中心法那么。么。DNARNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制復(fù)制Reverse transcription第一節(jié)第一節(jié) DNA的生物合成的生物合成一、一、DNADNA的半保管復(fù)制的半保管復(fù)制 復(fù)

2、制時(shí)期復(fù)制時(shí)期 1. 半保管復(fù)制的證明半保管復(fù)制的證明2. DNA2. DNA生物合成的根本問(wèn)題生物合成的根本問(wèn)題l 模板模板l 引物引物l dNTPdNTPl DNA DNA聚合酶聚合酶l Mg2Mg2l在在5-35-3方向延伸方向延伸二、原核細(xì)胞二、原核細(xì)胞DNADNA的復(fù)制合成的復(fù)制合成 1. 1.原核原核DNADNA聚合酶聚合酶2.2.復(fù)制的復(fù)雜性復(fù)制的復(fù)雜性 5533 酶作用DNA聚合酶53聚合酶及外切酶作用，35外切酶酶作用，可校正/修復(fù)DNA鏈，還可切除引物DNA聚合酶53聚合酶及35外切酶酶作用，可校正/修復(fù)DNA鏈DNA聚合酶與酶作用類似，酶活高，是主要的鏈延伸酶（聚合酶 r

3、eplicase）l 岡崎片段與半不延續(xù)復(fù)制岡崎片段與半不延續(xù)復(fù)制okazaki 1968okazaki 1968年年l 復(fù)制方向：?jiǎn)纹瘘c(diǎn)、雙向或單向復(fù)制復(fù)制方向：?jiǎn)纹瘘c(diǎn)、雙向或單向復(fù)制l 引物引物primerprimer及引物酶及引物酶(primase)(primase)l 引物的切除與銜接引物的切除與銜接l 5533外切酶外切酶 切除引物切除引物 DNADNA聚合酶聚合酶 l DNADNA銜接酶銜接酶 大腸桿菌大腸桿菌DNADNA銜接酶銜接酶/T4/T4銜接銜接酶酶l 復(fù)制的起始復(fù)制的起始l 辨識(shí)起點(diǎn)富含辨識(shí)起點(diǎn)富含ATAT區(qū)區(qū) 解旋拓?fù)浣庑負(fù)洚悩?gòu)酶異構(gòu)酶l 解鏈解鏈 單鏈結(jié)合蛋白單鏈結(jié)

4、合蛋白SSBSSB 三、真核三、真核DNADNA的復(fù)制合成的復(fù)制合成真核生物真核生物DNA聚合酶聚合酶亞基數(shù)44425分子量（KD)25036-38160-300170256細(xì)胞內(nèi)定位核核線粒體核核53聚合活性35外切活性功能復(fù)制、引發(fā)修復(fù)復(fù)制復(fù)制復(fù)制DNADNA復(fù)制過(guò)程復(fù)制過(guò)程真核生物真核生物DNADNA復(fù)制叉構(gòu)造表示圖復(fù)制叉構(gòu)造表示圖 1970 1970年，年，TeminTemin和和BaltimoreBaltimore在致癌在致癌RNARNA病毒中發(fā)現(xiàn)病毒中發(fā)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)錄酶了反轉(zhuǎn)錄酶Reverse TranscriptaseReverse Transcriptase 1.DNA1.DNA聚

5、合酶特性聚合酶特性 需引物需引物tRNAtRNA、dNTPdNTP、模板、模板RNARNA、DNADNA、5-35-3方向聚合方向聚合 2. 2.雜交分子雜交分子H H鍵斷開鍵斷開 常由核糖核苷酶常由核糖核苷酶H HRNAase HRNAase H專注切除專注切除RNA- DNARNA- DNA分子中的分子中的RNA,RNA,全部或部分去除全部或部分去除RNARNA 3. 3.前病毒前病毒DNADNA 合成的合成的DNADNA鏈稱負(fù)鏈鏈稱負(fù)鏈, ,然后由依賴然后由依賴DNADNA的的DNADNA聚合酶催聚合酶催化下化下, ,以負(fù)鏈為模板合成一正鏈這樣構(gòu)成的以負(fù)鏈為模板合成一正鏈這樣構(gòu)成的DNA

6、DNA稱前稱前病毒病毒DNA,DNA,前病毒前病毒DNADNA可嵌入宿主細(xì)胞可嵌入宿主細(xì)胞DNADNA中中( (稱整合稱整合) )或埋伏于宿主細(xì)胞用其負(fù)鏈或埋伏于宿主細(xì)胞用其負(fù)鏈( (依賴依賴DNADNA的的RNARNA聚合酶聚合酶) )出出RNA,RNA,合成外殼蛋白合成外殼蛋白.1.1五、五、 DNA的損傷與修復(fù)的損傷與修復(fù)當(dāng)當(dāng)DNADNA遭到大劑量紫外線波長(zhǎng)遭到大劑量紫外線波長(zhǎng)260nm260nm附近照射時(shí)，附近照射時(shí)，可引起可引起DNADNA鏈上相鄰的兩個(gè)嘧啶堿基共價(jià)聚合，構(gòu)鏈上相鄰的兩個(gè)嘧啶堿基共價(jià)聚合，構(gòu)成二聚體，例如成二聚體，例如TTTT二聚體。二聚體。2. DNA損傷修復(fù)損傷修

7、復(fù)光復(fù)活光復(fù)活切除修復(fù)切除修復(fù)重組修復(fù)重組修復(fù)SOS修復(fù)修復(fù)光復(fù)活光復(fù)活photoreactivation可見光最有效波長(zhǎng)400nm激活生物界廣泛分布高等哺乳動(dòng)物除外的光復(fù)活酶，該酶分解嘧啶二聚體。是一種高度專注的修復(fù)方式，只分解由于UV照射而構(gòu)成的嘧啶二聚體。切除修復(fù)切除修復(fù)excision repair即在一系列酶的作用下，將DNA分子中受損傷的部分切除掉，并以完好的那一段為模板，合成出切去的部分，從而使DNA恢復(fù)正常。這是一種比較普遍的修復(fù)機(jī)制。細(xì)胞的修復(fù)功能對(duì)于維護(hù)遺傳物質(zhì)DNA不受破壞有重要意義。重組修復(fù)重組修復(fù)recombination repair又稱復(fù)制后修復(fù)postrepli

8、cation repair受損傷的DNA在進(jìn)展復(fù)制時(shí)，跳過(guò)損傷部位，在子代DNA鏈與損傷相對(duì)應(yīng)部位出現(xiàn)缺口。經(jīng)過(guò)分子間重組，從完好的母鏈上將相應(yīng)的堿基順序片段移至子鏈的缺口處，然后再用合成的多核苷酸來(lái)補(bǔ)上母鏈的空缺，此過(guò)程即反復(fù)修復(fù)。并非完全校正。SOSSOS修復(fù)修復(fù)指DNA遭到嚴(yán)重?fù)p傷、細(xì)胞處于危急形狀時(shí)所誘導(dǎo)的一種DNA修復(fù)方式，修復(fù)結(jié)果只是能維持基因組的完好性，提高細(xì)胞的生成率，但留下的錯(cuò)誤較多，又稱傾錯(cuò)性修復(fù)Error-Prone Repair 。3. 3. 基因重組與基因重組與DNADNA克隆基因工程克隆基因工程分布：主要在微生物中。特點(diǎn)：特異性，即識(shí)別特定核苷酸序列， 切割特定切點(diǎn)

9、。結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端堿基互補(bǔ)配對(duì)。舉例：大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。v 一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將特定的切割點(diǎn)上將DNA DNA 分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有有400400500500多種。多種。l DNA重組與克隆PCR(polymerase Chain reaction)PCR(polymerase Chain reaction)聚合酶鏈?zhǔn)椒错懢酆厦告準(zhǔn)椒错慞CRPCR也稱體外酶促基因擴(kuò)增，原理類似天然也稱體外酶促基因擴(kuò)增，原理類似天然DNADNA

10、復(fù)制。靶復(fù)制。靶DNADNA分子變性后解鏈，兩條單鏈分子變性后解鏈，兩條單鏈DNADNA分別與兩條引物互補(bǔ)分別與兩條引物互補(bǔ)結(jié)合，在結(jié)合，在4 4種種dNTPdNTP存在和適宜和條件下，由耐熱的存在和適宜和條件下，由耐熱的Taq Taq DNADNA聚合酶催化引物由聚合酶催化引物由5 5 3 3 擴(kuò)增延伸，構(gòu)成兩條新擴(kuò)增延伸，構(gòu)成兩條新的雙鏈的雙鏈DNADNA分子，并作為下一循環(huán)的模板。每經(jīng)過(guò)一個(gè)變分子，并作為下一循環(huán)的模板。每經(jīng)過(guò)一個(gè)變性、復(fù)性、延伸循環(huán)，模板性、復(fù)性、延伸循環(huán)，模板DNADNA添加一倍。經(jīng)過(guò)添加一倍。經(jīng)過(guò)30305050個(gè)個(gè)循環(huán)，可使原循環(huán)，可使原DNADNA量添加量添加1

11、06106109109倍。倍。33端不得有任何修飾端不得有任何修飾 G GC C含量和含量和TmTm值值普通在普通在404060%60%之間，兩條相差之間，兩條相差2 23 3 第二節(jié)第二節(jié) RNARNA的生物合成的生物合成DNADNA攜帶的遺傳信息基因攜帶的遺傳信息基因傳送給傳送給RNARNA分子的過(guò)程稱轉(zhuǎn)分子的過(guò)程稱轉(zhuǎn)錄錄transcription transcription 。 在生物界，在生物界，RNARNA合成有兩合成有兩種方式：一是種方式：一是DNADNA指點(diǎn)的指點(diǎn)的RNARNA合成，此為生物體內(nèi)的合成，此為生物體內(nèi)的主要合成方式。另一種是主要合成方式。另一種是RNARNA指點(diǎn)的指

12、點(diǎn)的RNARNA合成，此種合成，此種方式常見于病毒。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)方式常見于病毒。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本是生的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本是RNARNA前體前體RNA precursorRNA precursor，需經(jīng)，需經(jīng)加工過(guò)程加工過(guò)程processingprocessing方具有生物學(xué)活性。方具有生物學(xué)活性。 反響體系：反響體系：DNA模板模板,NTP,酶，酶，Mg2+,Mn2+，合成方向，合成方向 53。銜接方式。銜接方式- 3 , 5磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵。轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄-DNA片段轉(zhuǎn)錄時(shí)，雙鏈片段轉(zhuǎn)錄時(shí)，雙鏈DNA中只中只需一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板，這種轉(zhuǎn)錄方式稱作不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄。需一條鏈作

13、為轉(zhuǎn)錄的模板，這種轉(zhuǎn)錄方式稱作不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄。模板鏈模板鏈(template strand)及反意義鏈及反意義鏈(antisense strand):指指點(diǎn)點(diǎn)RNA合成的合成的DNA鏈為模板鏈，又稱反意義鏈。鏈為模板鏈，又稱反意義鏈。編碼鏈編碼鏈(coding strand)及有意義鏈及有意義鏈(sense strand)：不作為：不作為轉(zhuǎn)錄的另一條轉(zhuǎn)錄的另一條DNA鏈為編碼鏈，又稱有意義鏈。由于基鏈為編碼鏈，又稱有意義鏈。由于基因分布于不同的因分布于不同的DNA單鏈中，即某條單鏈中，即某條DNA單鏈對(duì)某個(gè)基單鏈對(duì)某個(gè)基因是模板鏈，而對(duì)另一個(gè)基因那么是編碼鏈。因是模板鏈，而對(duì)另一個(gè)基因那么是編碼鏈

14、。原料：四種磷酸核苷原料：四種磷酸核苷NTP,DNA中的中的T在在RNA合成中變?yōu)楹铣芍凶優(yōu)閁 合成過(guò)程合成過(guò)程:延續(xù)，延續(xù)，方向：方向：53從頭合成從頭合成,5 末端的起始核苷酸常為末端的起始核苷酸常為GTP或或ATP不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄“轉(zhuǎn)錄單位transcription unit 以支配子operon為轉(zhuǎn)錄的功能單位,構(gòu)造上包括四個(gè)功能區(qū)：多順?lè)醋訕?gòu)造基因區(qū)、啟動(dòng)子、操作子、終止子和調(diào)理基因。原核RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄過(guò)程調(diào)理基因調(diào)理基因啟動(dòng)子啟動(dòng)子支配支配基因基因lacZ lacYlacACAPcAMPCAP-cAMPCAP-cAMP復(fù)合物復(fù)合物mRNAmRNA+-半乳糖苷酶-半乳糖苷透過(guò)酶-半乳糖苷

15、乙酰基轉(zhuǎn)移酶酶 大腸桿菌的大腸桿菌的RNARNA聚合酶聚合酶 全酶由全酶由5 5種亞基種亞基22 組成，組成，因子與其因子與其它部分的結(jié)合不是非常嚴(yán)密，它易于與它部分的結(jié)合不是非常嚴(yán)密，它易于與22分別，分別，沒(méi)有沒(méi)有、 亞基的酶稱為中心酶亞基的酶稱為中心酶只催化鏈的延伸，只催化鏈的延伸，對(duì)起始無(wú)作用。對(duì)起始無(wú)作用。 五種亞基的功能分別為：五種亞基的功能分別為： 亞基：與啟動(dòng)子結(jié)合功能。亞基：與啟動(dòng)子結(jié)合功能。 亞基：含催化部位，起催化作用，催化形亞基：含催化部位，起催化作用，催化形 成磷酸二成磷酸二酯鍵。酯鍵。 亞基：在全酶中存在，功能不清楚。亞基：在全酶中存在，功能不清楚。 亞基：與亞基：

16、與DNADNA模板結(jié)合功能。模板結(jié)合功能。 亞基：識(shí)別起始位點(diǎn)。亞基：識(shí)別起始位點(diǎn)。 1. 1. 起始位點(diǎn)的識(shí)別起始位點(diǎn)的識(shí)別 識(shí)別正確的啟動(dòng)位點(diǎn)，啟動(dòng)子的構(gòu)造至少由識(shí)別正確的啟動(dòng)位點(diǎn)，啟動(dòng)子的構(gòu)造至少由三部分組成：三部分組成：-35-35序列提供了序列提供了RNARNA聚合酶全酶識(shí)別聚合酶全酶識(shí)別的信號(hào)；的信號(hào)；-10-10序列是酶的嚴(yán)密結(jié)合位點(diǎn)富含序列是酶的嚴(yán)密結(jié)合位點(diǎn)富含ATAT堿堿基，利于雙鏈翻開；第三部分是基，利于雙鏈翻開；第三部分是RNARNA合成的起始合成的起始點(diǎn)。點(diǎn)。35+1轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)AACTGTATATTATTGACATATAAT5335序列Sextama框10序列Pribn

17、ow框-35-10pppG或pppA55553333模板鏈模板鏈E 3.3.鏈的延伸鏈的延伸 以以NTPNTP為原料和能量為原料和能量,DNA,DNA模板鏈為模板，靠中心模板鏈為模板，靠中心酶的催化，核苷酸間經(jīng)過(guò)酶的催化，核苷酸間經(jīng)過(guò)3 3 ,5,5 - -磷酸二酯鍵成核糖磷酸二酯鍵成核糖核酸鏈核酸鏈(RNA)(RNA)4. 4. 轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止 轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)有兩種情況轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)有兩種情況 弱終止子：依賴弱終止子：依賴因子終止因子，因子終止因子，terminatorsterminators的終止的終止 NusANusA蛋白識(shí)別蛋白識(shí)別DNADNA鏈上的終止信號(hào)，在鏈上的終止信號(hào)，在因子協(xié)因

18、子協(xié)助終止。助終止。 強(qiáng)終止子：強(qiáng)終止子： 1 1 在終止點(diǎn)之前具有一段富含在終止點(diǎn)之前具有一段富含G-CG-C的回文區(qū)域。的回文區(qū)域。2 2富含富含G-CG-C的區(qū)域之后是一的區(qū)域之后是一連串的連串的dAdA堿基序列，它們轉(zhuǎn)錄的堿基序列，它們轉(zhuǎn)錄的RNARNA鏈的末端為鏈的末端為一連串一連串U U延續(xù)延續(xù)6 6個(gè)。個(gè)。三、真核生物的轉(zhuǎn)錄作用三、真核生物的轉(zhuǎn)錄作用酶類分布產(chǎn)物活性分子量(KDa)反應(yīng)條件核仁核質(zhì)核質(zhì)rRNA（5.8S、18S、28S）mRNAtRNA、5SrRNA5070204010500700700低離子強(qiáng)度要求Mg2+或Mn2+高離子強(qiáng)度高M(jìn)n2+濃度1.1.真核真核RNA

19、RNA聚合酶聚合酶2. 2. 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 真核真核RNARNA轉(zhuǎn)錄根本過(guò)程與原核類似，但其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄根本過(guò)程與原核類似，但其產(chǎn)生的mRNAmRNA為為“單順?lè)醋訂雾樂(lè)醋樱痪幋a一條肽鏈。，只編碼一條肽鏈。四、轉(zhuǎn)錄過(guò)程的選擇性抑制劑四、轉(zhuǎn)錄過(guò)程的選擇性抑制劑 放線菌素放線菌素D D利福平利福平鵝膏蕈堿鵝膏蕈堿原核原核抑制抑制抑制抑制不抑制不抑制真核真核抑制抑制不抑制不抑制抑制抑制RNARNA聚合酶聚合酶 在細(xì)胞內(nèi)，由在細(xì)胞內(nèi)，由RNARNA聚合酶合成的原初轉(zhuǎn)錄物聚合酶合成的原初轉(zhuǎn)錄物primary primary transcripttranscript往往需求一系列的變化，包括鏈的裂解、往往需求

20、一系列的變化，包括鏈的裂解、5 5和和3 3末端的切除和特殊構(gòu)造的構(gòu)成、核苷的修飾、以末端的切除和特殊構(gòu)造的構(gòu)成、核苷的修飾、以及拼接和編輯等過(guò)程，才轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓募捌唇雍途庉嫷冗^(guò)程，才轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腞NARNA分子。此過(guò)程分子。此過(guò)程總稱為總稱為RNARNA的成熟或稱為的成熟或稱為RNARNA的轉(zhuǎn)錄后加工。的轉(zhuǎn)錄后加工。 原核生物的原核生物的mRNAmRNA轉(zhuǎn)錄后普通不需求加工，轉(zhuǎn)錄的同時(shí)轉(zhuǎn)錄后普通不需求加工，轉(zhuǎn)錄的同時(shí)即進(jìn)展翻譯半壽期短。即進(jìn)展翻譯半壽期短。rRNA前體的轉(zhuǎn)錄后加工前體的轉(zhuǎn)錄后加工tRNA前體的加工前體的加工真核真核mRNA前體的加工前體的加工 rRNArRNA前體的加工前體的

21、加工 rRNArRNA基因之間以縱向串聯(lián)的方式反復(fù)陳列。基因之間以縱向串聯(lián)的方式反復(fù)陳列。 加工過(guò)程：加工過(guò)程： 1 1、剪切作用：需核酸酶參與。、剪切作用：需核酸酶參與。 2 2、甲基化修飾：修飾在堿基上。、甲基化修飾：修飾在堿基上。 3 3、自我剪接：一種核酶的作用。、自我剪接：一種核酶的作用。 原核原核rRNArRNA加工：加工：rRNArRNA含非轉(zhuǎn)錄的間隔區(qū)，含非轉(zhuǎn)錄的間隔區(qū)，其產(chǎn)物中含其產(chǎn)物中含tRNAtRNA 真核真核rRNArRNA加工：加工： 1.5S1.5S自成體系加工少無(wú)修飾和剪接。自成體系加工少無(wú)修飾和剪接。 2.45S2.45S加工中含剪切和甲基化修飾，需核酸加工中含

22、剪切和甲基化修飾，需核酸酶。酶。大腸桿菌rRNA前體加工真核生物rRNA前體加工tRNAtRNA前體的加工前體的加工tRNAtRNA前體在前體在tRNAtRNA剪切酶的作用下，切成剪切酶的作用下，切成一定在小的一定在小的tRNAtRNA分子分子 33末端加上末端加上CCACCA堿基的修飾：甲基化、脫氨和復(fù)原作用堿基的修飾：甲基化、脫氨和復(fù)原作用l 真核真核mRNAmRNA前體的加工前體的加工剪接剪接SplicingSplicing 去除內(nèi)含子，銜接外顯子去除內(nèi)含子，銜接外顯子55帽端構(gòu)造的生成如圖帽端構(gòu)造的生成如圖33端多聚端多聚A ApolyApolyA的附加的附加六、六、RNARNA的復(fù)制

23、合成的復(fù)制合成RNARNA指點(diǎn)的指點(diǎn)的RNARNA合成合成v噬菌體噬菌體QQ的的RNARNA復(fù)制兩階段復(fù)制兩階段v1 1其單鏈其單鏈RNARNA可充任可充任mRNAmRNA，利用寄主中的核糖體合，利用寄主中的核糖體合成外殼蛋白和成外殼蛋白和RNARNA復(fù)制酶的復(fù)制酶的亞基。亞基。v2 2復(fù)制酶的復(fù)制酶的亞基可與來(lái)自寄主細(xì)胞的亞基亞基可與來(lái)自寄主細(xì)胞的亞基自動(dòng)裝配成自動(dòng)裝配成RNARNA復(fù)制酶，可進(jìn)展復(fù)制酶，可進(jìn)展RNARNA的復(fù)制，以分子中的復(fù)制，以分子中單鏈單鏈RNARNA為模板正鏈，復(fù)制出一條新的為模板正鏈，復(fù)制出一條新的RNARNA鏈負(fù)鏈負(fù)鏈，再?gòu)?fù)制出正鏈，與外殼蛋白組裝成新的噬菌體鏈，

24、再?gòu)?fù)制出正鏈，與外殼蛋白組裝成新的噬菌體顆粒。顆粒。v某些某些RNARNA病毒可以以本身病毒可以以本身RNARNA為模板進(jìn)展復(fù)制。為模板進(jìn)展復(fù)制。v不同的不同的RNARNA病毒復(fù)制方式不同病毒復(fù)制方式不同5RNA-533RNA+釋放釋放釋放釋放353355RNA+RNA+RNA-vRNA-及及 RNA+的合成方向均為的合成方向均為5 3核酶核酶 1982年Cech發(fā)現(xiàn)四膜蟲rRNA前體自我剪接作用，RNA有催化作用;1983年發(fā)現(xiàn)RNase P中的RNA可催化tRNA前體的加工。核酶我切割區(qū)內(nèi)有錘頭構(gòu)造hammer-head structure，其中的構(gòu)造特點(diǎn)是： 1三個(gè)莖區(qū)構(gòu)成部分的雙鏈構(gòu)造

25、；其中含13個(gè)保守的核苷酸，N代表任何核苷酸。 2圖中的箭頭表示自我切割位點(diǎn)，位于GUX的X外側(cè)，X可表示為C、U或A，不能是G。 核酶的生物學(xué)意義 1.RNA為生物催化劑，具有重要生物學(xué)意義。 2.突破了酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念。 3.在生命來(lái)源問(wèn)題上，為先有核酸提供了根據(jù)。 4.為治療破壞有害基因，腫瘤等疾病提供手段。七、基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄調(diào)控方式七、基因表達(dá)轉(zhuǎn)錄調(diào)控方式基因表達(dá)調(diào)控概述基因表達(dá)調(diào)控概述原核生物以支配子為單元進(jìn)展表達(dá)和調(diào)控，特原核生物以支配子為單元進(jìn)展表達(dá)和調(diào)控，特異的阻遏蛋白是控制原核啟動(dòng)序列活性的重要異的阻遏蛋白是控制原核啟動(dòng)序列活性的重要要素。要素。 乳糖支配子的調(diào)理機(jī)制乳糖支

26、配子的調(diào)理機(jī)制色氨酸支配子的調(diào)理機(jī)制色氨酸支配子的調(diào)理機(jī)制I I調(diào)理基因調(diào)理基因P P啟動(dòng)子啟動(dòng)子O O操作子操操作子操作基因作基因Z Z、Y Y、A A三種三種構(gòu)造基因構(gòu)造基因阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)理阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)理 當(dāng)無(wú)誘導(dǎo)物乳糖存在時(shí)，調(diào)理基因編當(dāng)無(wú)誘導(dǎo)物乳糖存在時(shí)，調(diào)理基因編碼的阻遏蛋白碼的阻遏蛋白repressor protein處于活性處于活性形狀，阻止形狀，阻止RNA聚合酶與啟動(dòng)基因的結(jié)合，聚合酶與啟動(dòng)基因的結(jié)合，那么無(wú)法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。那么無(wú)法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。 當(dāng)有乳糖存在時(shí)，當(dāng)有乳糖存在時(shí)，lac支配子元即可被支配子元即可被誘導(dǎo)。乳糖進(jìn)入細(xì)胞，經(jīng)誘導(dǎo)。乳糖進(jìn)入細(xì)胞，經(jīng)半乳糖苷酶催半乳糖苷酶催

27、化，轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘恰：笳咦鳛橐环N誘導(dǎo)劑分化，轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘恰：笳咦鳛橐环N誘導(dǎo)劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白構(gòu)象變化，導(dǎo)致阻子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白構(gòu)象變化，導(dǎo)致阻遏蛋白與遏蛋白與O序列解離、轉(zhuǎn)錄發(fā)生。序列解離、轉(zhuǎn)錄發(fā)生。 異丙基硫代半乳糖苷異丙基硫代半乳糖苷IPTG是一種作是一種作用極強(qiáng)的誘導(dǎo)劑，不被細(xì)菌代謝而非常穩(wěn)定，用極強(qiáng)的誘導(dǎo)劑，不被細(xì)菌代謝而非常穩(wěn)定，因此被實(shí)驗(yàn)室廣泛運(yùn)用。因此被實(shí)驗(yàn)室廣泛運(yùn)用。 CAP代謝產(chǎn)物活化蛋白的正性調(diào)理代謝產(chǎn)物活化蛋白的正性調(diào)理 當(dāng)沒(méi)有葡萄糖及當(dāng)沒(méi)有葡萄糖及cAMP濃度較高時(shí)，濃度較高時(shí)，cAMP與與CAP結(jié)合，這時(shí)結(jié)合，這時(shí)CAP結(jié)合在結(jié)合在lac啟動(dòng)啟動(dòng)序列附近的序列附近的CAP位點(diǎn)，可刺激位點(diǎn)，可刺激RNA轉(zhuǎn)錄活性。轉(zhuǎn)錄活性。葡萄糖的分解代謝產(chǎn)物能抑制腺苷酸環(huán)化酶葡萄糖的分解代謝產(chǎn)物能抑制腺苷酸環(huán)化酶活性并活化磷酸二酯酶，從而降低了活性并活化磷酸二酯酶，從而降低了cAMP的濃度，的濃度，CAP不能被活化構(gòu)成不能被活化構(gòu)成CAPcAMP復(fù)合物，那么不能轉(zhuǎn)錄。復(fù)合物，那么不能