1、普通遺傳學(xué)_第五章_遺傳的分子基礎(chǔ)（優(yōu)選）普通遺傳學(xué)_第五章_遺傳的分子基礎(chǔ)遺傳物質(zhì)必須具備的條件遺傳功能，即基因的復(fù)制遺傳物質(zhì)必須貯存遺傳信息，并能將其復(fù)制且一代一代精確地傳遞下去。 1變異功能遺傳物質(zhì)必須發(fā)生變異，以適應(yīng)外界環(huán)境的變化，沒有變異就沒有進(jìn)化。3表達(dá)功能能控制生物體性狀的發(fā)育和表達(dá)。2對遺傳物質(zhì)的早期推測20世紀(jì)20年代：人們認(rèn)識到蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的大分子，氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊含著遺傳信息20世紀(jì)30年代：人們認(rèn)識到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子。組成DNA分子的脫氧核苷酸有四種，每一種有一個特定的堿基。但由于對DNA分子的結(jié)構(gòu)沒有清晰的了

2、解，人們認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)的觀點仍占主導(dǎo)地位。為什么我們現(xiàn)在認(rèn)為DNA是主要的遺傳物質(zhì)呢？ DNA作為主要遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)大部分DNA存在于染色體上，而蛋白質(zhì)在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)也很多。每個物種不通組織的細(xì)胞不論起大小和功能如何，它們的DNA含量是恒定的。 配子中DNA的含量恰好是體細(xì)胞的一半。而細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)量在不同細(xì)胞間變化很大。DNA結(jié)構(gòu)的變化與生物突變具有一致性。 用不同波長的紫外線誘發(fā)各種生物突變時，其最有效的波長均260nm。這與DNA所吸收的紫外線光譜是一致的。這證明基因突變是與DNA分子的變異密切相關(guān)。DNA在代謝上較穩(wěn)定。 原子一旦組成DNA，則在細(xì)胞保持健全生長的情況下，保持穩(wěn)定

3、，不會離開DNA.而蛋白質(zhì)分子卻不同，它在迅速形成的同時又不斷分解。DNA能自我復(fù)制，具有世代的延續(xù)性。 而蛋白質(zhì)不能進(jìn)行自我復(fù)制。 DNA作為主要遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗1噬菌體侵染與繁殖實驗2（ 2）含負(fù)鏈RNA(-)的病毒(例如狂犬病)：由(-)RNA合成(+)RNA，再由(+)RNA合成蛋白質(zhì)、(-)RNA，組裝成病毒。原核生物：5S / 16S / 23STer序列（終止陷阱）:引起復(fù)制終止的序列。為什么我們現(xiàn)在認(rèn)為DNA是主要的遺傳物質(zhì)呢？TC環(huán)(為假尿嘧啶核苷酸)拓?fù)洚悩?gòu)酶解開DNA超螺旋。拓?fù)洚悩?gòu)酶解開DNA超螺旋。RNA接種到煙葉 發(fā)病120 160 1900 4

4、700 個核苷酸DNA結(jié)構(gòu)的變化與生物突變具有一致性。Z-DNA：序列富含GC，嘌呤和嘧啶交替出現(xiàn)，每螺圈12個堿基對，左手螺旋。修復(fù)DNA損傷/復(fù)制時RNA引物切除及其缺口填補不發(fā)病結(jié)論：在S型細(xì)胞的各種組分中，只有DNA能引起R型細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，DNA是S型細(xì)胞多糖莢膜和病源特征的決定因子，只要給R型細(xì)胞提供S型細(xì)菌的DNA，就等于是提供了S基因。DNA聚合酶：切除RNA引物（5-3外切酶活性）DNA右手雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 1953年 Watson/ Crick意義：第一次直接證明基因是由DNA組成的，DNA是遺傳物質(zhì)。 （DNA結(jié)合）引物合成酶合成RNA引物。植物病毒：多數(shù)只有RNA。肺炎雙球菌

5、轉(zhuǎn)化試驗肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗1928年，英國格里菲思（Griffith）的肺炎雙球菌感染小鼠實驗S型R型菌落表面光滑粗糙形態(tài)有多糖類莢膜無多糖類莢膜毒性有毒性，可致死無毒性實驗提示：加熱殺死的S型有毒品系中一定有一種因子能使無毒的R品系轉(zhuǎn)化為有毒的S品系（transformation）。肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗1944年，美國學(xué)者艾弗里（Avery）等證明將R無毒品系轉(zhuǎn)化為有毒S品系的物質(zhì)是DNA。 （S） 加熱殺死 多糖 脂類 RNA 蛋白質(zhì) DNA DNA+DNA水解酶 分 別 與 R 型 細(xì) 菌 混 合 培 養(yǎng) S R RRRRRR結(jié)論：在S型細(xì)胞的各種組分中，只有DNA能引起R型細(xì)胞的

6、轉(zhuǎn)化，DNA是S型細(xì)胞多糖莢膜和病源特征的決定因子，只要給R型細(xì)胞提供S型細(xì)菌的DNA，就等于是提供了S基因。 意義：第一次直接證明基因是由DNA組成的，DNA是遺傳物質(zhì)。盡管Avery等人的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗非常精確和嚴(yán)密，但當(dāng)時仍有很多科學(xué)家不相信DNA是遺傳物質(zhì)。1952年Hershey和Chase的噬菌體侵染實驗證實DNA是主要的遺傳物質(zhì)，才使人們普遍認(rèn)同主要的遺傳物質(zhì)是DNA，而不是蛋白質(zhì)。噬菌體侵染與繁殖實驗噬菌體是感染細(xì)菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的病毒的總稱，因部分能引起宿主菌的裂解，故稱為噬菌體。噬菌體個體微小，主要由蛋白質(zhì)外殼和核酸組成 。噬菌體只能利用宿主的核糖體

7、、蛋白質(zhì)合成時所需的各種因子、各種氨基酸和能量產(chǎn)生系統(tǒng)來實現(xiàn)其自身的生長和增殖。一旦離開了宿主細(xì)胞，噬菌體既不能生長，也不能復(fù)制。 T2噬菌體侵染與繁殖基本過程：1.T2噬菌體吸附大腸桿菌后，將遺傳物質(zhì)注入細(xì)菌細(xì)胞；2.利用大腸桿菌的遺傳復(fù)制系統(tǒng)復(fù)制噬菌體遺傳物質(zhì)；3.利用大腸桿菌的遺傳信息表達(dá)系統(tǒng)合成噬菌體組件；4.最后組裝形成完整的T2噬菌體。因此只要弄清侵染時進(jìn)入細(xì)菌的是噬菌體的哪一部分，就可能證明哪種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)。35S32P同位素示蹤：蛋白質(zhì)的組成元素： C、H、O、N、SDNA的組成元素： C、H、O、N 、P標(biāo)記噬菌體：在分別含有放射性同位素32P 和35S的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌。

8、分別用上述細(xì)菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和含35S的噬菌體1952年，赫爾希 （ Hershey ） 和蔡斯 （ Chase ）的噬菌體侵染與繁殖試驗實驗過程及結(jié)果總結(jié)第一組實驗第二組實驗親代噬菌體35 S標(biāo)記蛋白質(zhì)32 P標(biāo)記DNA 寄主細(xì)胞內(nèi) 無35S標(biāo)記蛋白質(zhì)有32P標(biāo)記DNA子代噬菌體外殼蛋白質(zhì)無35SDNA有32P標(biāo)記結(jié)論：噬菌體侵入細(xì)菌時，DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。因此子代噬菌體的各種性狀，是通過親代噬菌體的DNA遺傳的。DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？DNA主要的遺傳物質(zhì) 目前，已有充分的科學(xué)研究資料證明，絕大多數(shù)生物都是以D

9、NA作為遺傳物質(zhì)的。RNA（核糖核酸）有些病毒（如煙草花葉病毒），它不含有DNA, 只含有RNA。在這種情況下，RNA就起著遺傳物質(zhì)的作用。煙草花葉病毒拆分感染實驗 1956年 格勒（Girer）和施拉姆（Schramm） 煙草花葉病毒（TMV）是由RNA與蛋白質(zhì)組成的管狀微粒，它的中心是單螺旋的RNA，外部是蛋白質(zhì)的外殼。感染煙草后，葉片出現(xiàn)花葉癥狀，生長處于不良狀態(tài)，葉常呈畸形。 RNA接種到煙葉 發(fā)病 RNA RNA酶處理RNA 不發(fā)病 TMV 蛋白質(zhì)： 接種后不形成新的TMV 不發(fā)病表明在不含DNA的TMV中，RNA就是遺傳物質(zhì)。煙草花葉病毒重組試驗以上實例直接證明DNA是生物主要的遺

10、傳物質(zhì)，而在缺少DNA的生物中，RNA則為遺傳物質(zhì)。佛蘭科爾康拉特與辛格爾(Frankel-Conrat, H.和 Singer, B.)把TMV的RNA與另一個病毒品系車前草病毒(HR, Holmes ribgrass)的蛋白質(zhì)，重新混合形成一種雜種病毒，用它感染煙草葉片時，所產(chǎn)生的新病毒顆粒與提供RNA的品系完全一樣，亦即親本的RNA決定了后代的病毒類型。一旦離開了宿主細(xì)胞，噬菌體既不能生長，也不能復(fù)制。只有73-93個核苷酸組成，主要特點為含稀有核苷。高等動植物：DNA存在于染色體，葉綠體、線粒體中這與DNA所吸收的紫外線光譜是一致的。DNA是唯一的遺傳物質(zhì)嗎？DnaA蛋白識別復(fù)制的起始

11、位點（復(fù)制原點）。原核生物：一個復(fù)制原點表明：DNA在代謝上是穩(wěn)定的，能保證親代的遺傳信息能穩(wěn)定地傳遞給后代。T2噬菌體吸附大腸桿菌后，將遺傳物質(zhì)注入細(xì)菌細(xì)胞；DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶解決由于復(fù)制叉推進(jìn)產(chǎn)生的超螺旋問題。普通遺傳學(xué)_第五章_遺傳的分子基礎(chǔ)以上實例直接證明DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)，而在缺少DNA的生物中，RNA則為遺傳物質(zhì)。RNA的分子結(jié)構(gòu)mRNA tRNA rRNA SnRNA MiRNA除tRNA外，不具有穩(wěn)定的二級結(jié)構(gòu)，無統(tǒng)一模式，由分子內(nèi)部堿基互補配對形成。肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗啟動區(qū)域：Pribonow 盒 -10區(qū)域（TATAAT序列）分 別 與 R 型 細(xì) 菌 混 合 培

12、 養(yǎng)（定位于胞核，參與復(fù)制引發(fā)，不具53外切酶活性）穩(wěn)定同位素15N、 14N盡管Avery等人的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗非常精確和嚴(yán)密，但當(dāng)時仍有很多科學(xué)家不相信DNA是遺傳物質(zhì)。復(fù)制原點對面600kb終止區(qū)DNA才是真正的遺傳物質(zhì)。絕大多數(shù)生物都是以DNA作為遺傳物質(zhì)的，因此DNA是主要的遺傳物質(zhì)。某些病毒不含有DNA,只含有RNA，在這種情況下，RNA就起著遺傳物質(zhì)的作用。核酸是一切生物的遺傳物質(zhì)，核酸包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。中心法則及其發(fā)展遺傳信息DNAmRNA蛋白質(zhì)DNA的復(fù)制RNA的反轉(zhuǎn)錄RNA的自我復(fù)制DNA指導(dǎo)的蛋白質(zhì)合成第二節(jié) 核酸的化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)核

13、酸：以核苷酸為基本結(jié)構(gòu)單位構(gòu)成的多聚體，是一種高分子化合物。磷酸 五碳糖 環(huán)狀的含氮堿基核苷酸脫氧核糖核糖腺嘌呤A鳥嘌呤G胞嘧啶C胸腺嘧啶T尿嘧啶UDNA: 磷酸+脫氧核糖+堿基（A/T/C/G)RNA: 磷酸+核糖+堿基（A/U/C/G)高等動植物：DNA存在于染色體，葉綠體、線粒體中 RNA在細(xì)胞核（核仁、染色體）、細(xì)胞質(zhì)細(xì)菌：DNA和RNA。噬菌體：多數(shù)DNA，少數(shù)RNA 。植物病毒：多數(shù)只有RNA。動物病毒：有些含RNA、有些含DNA。DNA右手雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 1953年 Watson/ Crick 主要依據(jù)：堿基互補配對的規(guī)律 DNA分子的X射線衍射結(jié)果脫氧核糖和磷酸基通過3，5磷酸

14、二酯鍵連接形成主鏈。主鏈以反向平行方式組成雙螺旋。兩條長鏈以互補堿基之間的氫鍵相連。堿基配對原則為：A=T、G=C3. 雙螺旋直徑約20A，螺距為34A(10個堿基對)。細(xì)胞采取的主要構(gòu)象B-DNA：生理狀態(tài)下，每螺圈10.4個堿基對，右手螺旋。A-DNA：高鹽濃度下，每螺圈11個堿基對，右手螺旋。Z-DNA：序列富含GC，嘌呤和嘧啶交替出現(xiàn)，每螺圈12個堿基對，左手螺旋。RNA的分子結(jié)構(gòu)mRNA tRNA rRNA SnRNA MiRNA除tRNA外，不具有穩(wěn)定的二級結(jié)構(gòu)，無統(tǒng)一模式，由分子內(nèi)部堿基互補配對形成。數(shù)百種。只有73-93個核苷酸組成，主要特點為含稀有核苷。3端都為CCA，用以接

15、受氨基酸，叫葉柄； 5端都為pG四臂四環(huán)反密碼環(huán)：7個核苷酸D環(huán)（二氫尿嘧啶）TC環(huán)(為假尿嘧啶核苷酸)可變環(huán)：3-18個核苷酸t(yī)RNA二級結(jié)構(gòu)：三葉草結(jié)構(gòu)tRNA三級結(jié)構(gòu)：倒L型tRNArRNA原核生物：5S / 16S / 23S 120 1540 2900 個核苷酸真核生物: 5S / 5.8S / 18S /28S 120 160 1900 4700 個核苷酸 占細(xì)胞內(nèi)總RNA的80左右，由120-5000個核苷酸組成，但種類很少第三節(jié) 核酸的復(fù)制以親代DNA或RNA為模板，根據(jù)堿基配對的原則，在一系列酶的作用下，生成與親代相同的子代DNA或RNA的過程。DNA作為主要遺傳物質(zhì)的間接證

16、據(jù)DNA聚合酶 5-3聚合酶活性前導(dǎo)鏈: 連續(xù)合成滯后鏈: 分段合成岡崎片段:在3 5方向鏈上，仍按從5 3的方向一段段地合成的DNA單鏈小片段 (10002000bp)。普通遺傳學(xué)_第五章_遺傳的分子基礎(chǔ)以上實例直接證明DNA是生物主要的遺傳物質(zhì)，而在缺少DNA的生物中，RNA則為遺傳物質(zhì)。占細(xì)胞內(nèi)總RNA的80左右，由120-5000個核苷酸組成，但種類很少結(jié)論：噬菌體侵入細(xì)菌時，DNA進(jìn)入到細(xì)菌的細(xì)胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。增強子:存在于基因組中的對基因表達(dá)有調(diào)控作用的DNA調(diào)控元件。在原核生物基因末端通常有一段終止序列即終止子，RNA合成就在這里終止。（ 4）逆轉(zhuǎn)錄病毒(例如白血病

17、毒)：由RNA反轉(zhuǎn)錄為DNA，以DNA為模板合成RNA，翻譯蛋白質(zhì)。端粒酶（Telomerase） ：反轉(zhuǎn)錄酶，由蛋白質(zhì)和RNA兩部分組成核糖蛋白復(fù)合體，其中RNA是一段模板序列，指導(dǎo)合成端粒DNA的重復(fù)序列片段。真核生物DNA復(fù)制的特點Ter序列（終止陷阱）:引起復(fù)制終止的序列。分別用上述細(xì)菌培養(yǎng)T2噬菌體，制備含32P的噬菌體和含35S的噬菌體不需要（邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯）8S / 18S /28S啟動區(qū)域：Pribonow 盒 -10區(qū)域（TATAAT序列）核酸：以核苷酸為基本結(jié)構(gòu)單位構(gòu)成的多聚體，是一種高分子化合物。DnaA蛋白識別復(fù)制的起始位點（復(fù)制原點）。TC環(huán)(為假尿嘧啶核苷酸)核酸：以

18、核苷酸為基本結(jié)構(gòu)單位構(gòu)成的多聚體，是一種高分子化合物。細(xì)菌：DNA和RNA。肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗DNA作為主要遺傳物質(zhì)的間接證據(jù)高等動植物：DNA存在于染色體，葉綠體、線粒體中對-鵝膏蕈堿 的敏感程度端粒酶（Telomerase） ：反轉(zhuǎn)錄酶，由蛋白質(zhì)和RNA兩部分組成核糖蛋白復(fù)合體，其中RNA是一段模板序列，指導(dǎo)合成端粒DNA的重復(fù)序列片段。Ter序列（終止陷阱）:引起復(fù)制終止的序列。增強子:存在于基因組中的對基因表達(dá)有調(diào)控作用的DNA調(diào)控元件。甩出單鏈到一定長度后，開始復(fù)制其互補鏈。5端加帽：hnRNA5端連上一個甲基化的鳥嘌呤。這與DNA所吸收的紫外線光譜是一致的。不需要（邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯

19、）hnRNA是mRNA前體某些病毒不含有DNA,只含有RNA，在這種情況下，RNA就起著遺傳物質(zhì)的作用。復(fù)制原點對面600kb終止區(qū)（定位核，參與復(fù)制，具有35，不具53外切活性）1944年，美國學(xué)者艾弗里（Avery）等證明將R無毒品系轉(zhuǎn)化為有毒S品系的物質(zhì)是DNA。磷酸 五碳糖 環(huán)狀的含氮堿基在復(fù)制原點解開成兩條單鏈，分別作為模板，合成互補鏈，出現(xiàn)復(fù)制叉。RNA的分子結(jié)構(gòu)mRNA tRNA rRNA SnRNA MiRNA除tRNA外，不具有穩(wěn)定的二級結(jié)構(gòu)，無統(tǒng)一模式，由分子內(nèi)部堿基互補配對形成。DNA右手雙螺旋結(jié)構(gòu)模型 1953年 Watson/ Crick1953年，Watson/Cr

20、ick提出一、DNA的半保留復(fù)制以親代DNA雙鏈為模板，以堿基互補的方式合成子代DNA,這樣形成的子代DNA中，一條鏈來自親代DNA，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻模@種復(fù)制方式叫半保留復(fù)制。1958年，Meselsen/Stahl證實E.coli穩(wěn)定同位素15N、 14N培養(yǎng)基CsCl梯度離心 表明：DNA在代謝上是穩(wěn)定的，能保證親代的遺傳信息能穩(wěn)定地傳遞給后代。復(fù)制起點：AT富集區(qū)1. DNA復(fù)制的原點、方向與方式方向：雙向（真核生物，多數(shù)細(xì)菌、病毒） 單向（噬菌體P2）原核生物：一個復(fù)制原點真核生物：多個復(fù)制原點DNA復(fù)制方式 從頭起始即復(fù)制叉式復(fù)制在復(fù)制原點解開成兩條單鏈，分別作為模板，合成互補鏈

21、，出現(xiàn)復(fù)制叉。共價延伸先導(dǎo)鏈共價結(jié)合在一條親本鏈上滾環(huán)式復(fù)制切斷其中一條單鏈，5端與蛋白質(zhì)結(jié)合，3端 DNA聚合酶催化加核苷酸。3端不斷延長，5端不斷甩出。甩出單鏈到一定長度后，開始復(fù)制其互補鏈。DNA聚合酶共同點：原料：脫氧核苷酸三磷酸（dNTP）模板：DNA需要RNA引物：含3-OH合成方向：5-32. 與DNA復(fù)制相關(guān)的酶和蛋白質(zhì)真核細(xì)胞：5種DNA聚合酶 （定位于胞核，參與復(fù)制引發(fā)，不具53外切酶活性）（定位于核內(nèi)，參與修復(fù)，不具53外切酶活性）（定位于線粒體，參與線粒體復(fù)制，不具53，有35 外切活性）（定位核，參與復(fù)制，具有35，不具53外切活性）（定位于核，參與損傷修復(fù)，具有35

22、，不具53外切活性）原核細(xì)胞：(大腸桿菌為例) 5種DNA聚合酶DNA聚合酶（1956年 Kornberg）、和（1999年），都與DNA鏈的延長有關(guān)。大腸桿菌的3種DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶5-3聚合酶活性弱弱強3 - 5外切酶活性有有有5-3外切酶活性有（雙鏈有效）無有（單鏈有效）亞基單體酶多亞基酶多亞基酶主要功能修復(fù)DNA損傷/復(fù)制時RNA引物切除及其缺口填補修復(fù)紫外線引起的DNA損傷DNA鏈的延長DNA聚合酶催化反應(yīng)其他酶和蛋白功能拓?fù)洚悩?gòu)酶引入或松開超螺旋DNA解旋酶使雙鏈DNA解鏈單鏈結(jié)合蛋白穩(wěn)定單鏈區(qū)引物合成酶合成RNA引物DNA連接酶連接DNA雙鏈中的單鏈

23、切口3. DNA的復(fù)制過程（大腸桿菌為例） DNA復(fù)制的起始拓?fù)洚悩?gòu)酶解開DNA超螺旋。DnaA蛋白識別復(fù)制的起始位點（復(fù)制原點）。DNA解旋酶在ATP供能下，每分鐘旋轉(zhuǎn)3000次解開雙螺旋。單鏈結(jié)合蛋白結(jié)合在分開的單鏈上，避免產(chǎn)生單鏈內(nèi)配對。DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶解決由于復(fù)制叉推進(jìn)產(chǎn)生的超螺旋問題。引物合成酶合成RNA引物。DNA鏈的延長在DNA聚合酶作用下，以四種脫氧核苷三磷酸(dATP,dGTP,dCTP,dTTP)為底物，在RNA引物的3端以磷酸二酯鍵連接上脫氧核糖核苷酸并釋放出焦磷酸。 DNA聚合酶 5-3聚合酶活性前導(dǎo)鏈: 連續(xù)合成滯后鏈: 分段合成岡崎片段:在3 5方向鏈上，仍按從5

24、3的方向一段段地合成的DNA單鏈小片段 (10002000bp)。DNA聚合酶：切除RNA引物（5-3外切酶活性） 填補缺口（ 5-3聚合酶活性）連接酶：連接岡崎片段形成一條連續(xù)的單鏈。 DNA復(fù)制的終止復(fù)制原點對面600kb終止區(qū)Ter序列（終止陷阱）:引起復(fù)制終止的序列。終止子利用物質(zhì)Tus可識別并結(jié)合形成Ter Tus復(fù)合物，阻止解旋酶的解旋，從而阻斷復(fù)制肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗（定位于核，參與損傷修復(fù)，具有35，不具53外切活性）噬菌體是感染細(xì)菌、真菌、放線菌或螺旋體等微生物的病毒的總稱，因部分能引起宿主菌的裂解，故稱為噬菌體。真核生物mRNA前體的加工因子存在時，核心酶終止轉(zhuǎn)錄3 -

25、5外切酶活性真核生物DNA復(fù)制的特點DNA: 磷酸+脫氧核糖+堿基（A/T/C/G)可變環(huán)：3-18個核苷酸DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶解決由于復(fù)制叉推進(jìn)產(chǎn)生的超螺旋問題。對-鵝膏蕈堿 的敏感程度 T2噬菌體吸附大腸桿菌后，將遺傳物質(zhì)注入細(xì)菌細(xì)胞；不依賴于終止因子的終止分 別 與 R 型 細(xì) 菌 混 合 培 養(yǎng)意義：第一次直接證明基因是由DNA組成的，DNA是遺傳物質(zhì)。dNTP（脫氧核苷三磷酸）穩(wěn)定同位素15N、 14N填補缺口（ 5-3聚合酶活性）RNA（核糖核酸）有些病毒（如煙草花葉病毒），它不含有DNA, 只含有RNA。煙草花葉病毒（TMV）是由RNA與蛋白質(zhì)組成的管狀微粒，它的中心是單螺旋的RNA

26、，外部是蛋白質(zhì)的外殼。穩(wěn)定同位素15N、 14N4. 真核生物DNA復(fù)制的特點原核生物真核生物DNA合成的時期整個細(xì)胞生長過程細(xì)胞周期S期復(fù)制起點單個多個（自主復(fù)制序列ARS）RNA引物長度10-60bp10bp岡崎片段長度1000-2000bp100-150bp前導(dǎo)鏈與滯后鏈的合成聚合酶聚合酶控制前導(dǎo)鏈聚合酶控制后隨鏈復(fù)制速度100kb/min1-5kb/min端粒酶無有端粒（Telomere）：真核細(xì)胞染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定染色體的功能,防止染色體DNA降解、末端融合。人端粒是由6個堿基重復(fù)序列(TTAGGG)和結(jié)合蛋白組成。端粒酶（Telomerase） ：反轉(zhuǎn)錄酶，由蛋白質(zhì)和R

27、NA兩部分組成核糖蛋白復(fù)合體，其中RNA是一段模板序列，指導(dǎo)合成端粒DNA的重復(fù)序列片段。RNA病毒中 RNA的復(fù)制方式 ： RNA復(fù)制酶 反轉(zhuǎn)錄酶（ 1）含正鏈RNA(+)的病毒(例如，噬菌體Q)：(+)RNA充當(dāng)mRNA，合成蛋白 ，以(+)RNA為模板，復(fù)制，合成(-)RNA，再以(-)RNA為模板合成(+)RNA組裝成病毒顆粒。 （ 2）含負(fù)鏈RNA(-)的病毒(例如狂犬病)：由(-)RNA合成(+)RNA，再由(+)RNA合成蛋白質(zhì)、(-)RNA，組裝成病毒。（ 3）含雙鏈RNA的病毒(例如呼腸孤病毒)：以(-)RNA為模板合成(+)RNA，以(+)RNA為模板合成(-)RNA和蛋白

28、，組裝病毒顆粒。 （ 4）逆轉(zhuǎn)錄病毒(例如白血病毒)：由RNA反轉(zhuǎn)錄為DNA，以DNA為模板合成RNA，翻譯蛋白質(zhì)。 PCR (Polymerase Chain Reaction) 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 第四節(jié) DNA的轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄 (transcription)是以DNA中的一條單鏈為模板，游離堿基為原料，在DNA依賴的RNA聚合酶催化下合成RNA鏈的過程。三種RNA分子：mRNA、tRNA、rRNADNA轉(zhuǎn)錄為RNADNA的自我復(fù)制原料NTP（核苷三磷酸）dNTP（脫氧核苷三磷酸）模板數(shù)目一條DNA雙鏈引物引導(dǎo)不需要需要酶RNA聚合酶DNA聚合酶區(qū)域特定區(qū)域全部DNA校對活性缺乏有一、DNA 轉(zhuǎn)錄的

29、一般特點二、原核生物DNA 轉(zhuǎn)錄1. 原核生物RNA聚合酶5種亞基 2兩個（與核心酶形成有關(guān)） （NTP結(jié)合位點） （DNA模板結(jié)合位點） （DNA結(jié)合） （起始因子，識別模板上的信息鏈和啟動子，一旦轉(zhuǎn)錄開始就被釋放。）2. 原核生物DNA 轉(zhuǎn)錄的步驟 起始-延伸-終止起始：RNA聚合酶正確識別DNA模板上的啟動子并形成由酶、DNA和核苷三磷酸(NTP)構(gòu)成的三元起始復(fù)合物。啟動子(promoter)：是指DNA分子上被RNA聚合酶識別并結(jié)合形成起始轉(zhuǎn)錄復(fù)合物的區(qū)域 ，它還包括一些調(diào)節(jié)蛋白因子的結(jié)合位點。 啟動區(qū)域：Pribonow 盒 -10區(qū)域（TATAAT序列） Sextama 盒 -3

30、5區(qū)域（TTGACA)核苷三磷酸：一般為GTP,少數(shù)為ATP第一個核苷三磷酸與第二個核苷三磷酸縮合生成3-5磷酸二酯鍵后,啟動階段結(jié)束，進(jìn)入延伸階段。 延伸：亞基脫離酶分子，留下的核心酶與 DNA的結(jié)合變松，因而較容易繼續(xù)往前移動。DNA雙鏈順次被打開,并接受新來的堿基配對，合成新的磷酸二酯鍵后，核心酶向前移去，已使用過的模板重新關(guān)閉起來，恢復(fù)原來的雙鏈結(jié)構(gòu)。原核RNA合成的速度：2550nt/s終止：包括停止延伸及釋放 RNA聚合酶和合成的RNA。在原核生物基因末端通常有一段終止序列即終止子，RNA合成就在這里終止。不依賴于終止因子的終止體外實驗中，只有核心酶和終止子就足以使轉(zhuǎn)錄終止。依賴于

31、終止因子的終止因子存在時，核心酶終止轉(zhuǎn)錄 兩者有共同的結(jié)構(gòu)特征（序列差異）不依賴于終止因子的終止子形成一個發(fā)夾結(jié)構(gòu)，可阻止轉(zhuǎn)錄的終止。莖（720 bp，富含G/C）+環(huán)發(fā)夾結(jié)構(gòu)末端：6 8 個連續(xù)的U串依賴 于因子的終止子發(fā)夾結(jié)構(gòu)中的 GC 對含量較少，發(fā)夾結(jié)構(gòu)末端沒有固定特征，靠與的共同作用而實現(xiàn)終止。三、真核生物DNA的轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后RNA的加工 真核生物與原核生物DNA轉(zhuǎn)錄的區(qū)別真核生物原核生物轉(zhuǎn)錄翻譯位置轉(zhuǎn)錄：細(xì)胞核翻譯：細(xì)胞質(zhì)核區(qū)一條mRNA編碼一個基因編碼多個基因RNA聚合酶、一種轉(zhuǎn)錄起始復(fù)雜簡單轉(zhuǎn)錄因子協(xié)助需要不需要轉(zhuǎn)錄后加工需要不需要（邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯）真核生物RNA聚合酶啟動子結(jié)構(gòu)

32、 TATA 盒上游調(diào)控區(qū)：CAAT 盒、 GC盒（ -90附近，GGGCGG）遠(yuǎn)端調(diào)控區(qū)：增強子增強子:存在于基因組中的對基因表達(dá)有調(diào)控作用的DNA調(diào)控元件。位置不定，結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子后，可增強基因表達(dá)。 真核生物的RNA聚合酶 RNA pol、線粒體RNA pol、葉綠體RNA pol 種類分布合成的RNA類型對-鵝膏蕈堿 的敏感程度核仁45S rRNA前體（5.8S18S28S)不敏感核質(zhì)hnRNA（核不均一RNA， mRNA前體）、部分snRNAs敏感核質(zhì)tRNA、 部分snRNAs 、5S rRNA存在物種特異性真核生物RNA聚合酶：8-14個亞基組成酵母RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)（12個亞基）真核生物轉(zhuǎn)錄的三種RNApol對啟動子特異序列都沒有識別能力，轉(zhuǎn)錄起始過程需要很多的輔助因子(轉(zhuǎn)錄因子)參與, 并且按一定順序與DNA形成復(fù)合物，協(xié)助RNApol定位于轉(zhuǎn)錄起始點。轉(zhuǎn)錄因子：能夠結(jié)合在某基因上游特異核苷酸序列上的蛋白質(zhì)，活化后從胞質(zhì)轉(zhuǎn)位至胞核，通過識別和結(jié)合基因啟動子區(qū)的順式作用元件,啟動和調(diào)控基因表達(dá)。 與RNA聚合酶、相對應(yīng)的有三類轉(zhuǎn)錄因子：TF、TF、TF 與RNA Pol聯(lián)合的轉(zhuǎn)錄因子（6種） 真核生