遗传信息的传递与表达.ppt

基因信息的传递与表达 分子遗传学的一些重要概念： 第一节　DNA的生物合成 第二节　RNA的生物合成 三、翻译后的加工：大多数新合成的多肽链需经过一定的修饰才具有生物活性。 1.切除N端蛋AA残基。 2.某些蛋白质-S-S-的形成。 3.部分肽段的水解切除。 4.氨基酸残基的修饰：如磷酸化、羟化、甲基化等。 5.辅基结合：如珠蛋白要结合血红素形成血红蛋白。 6.亚单位聚合：如LDH由四个亚单位聚合成四聚体才有活性。 蛋白质的靶向运输 蛋白质合成抑制剂 有很多抗生素和毒素可以抑制原核或真核生物的蛋白合成，它们的抑制机理各不相同。例如抗生素： 嘌呤霉素的结构非常类似于氨酰-tRNA的3末端的结构，可以进入核糖体的A位。肽酰转移酶催化新生成的多肽转移至嘌呤霉素的游离的氨基上。由于肽酰－嘌呤霉素在A位处的结合弱，很快就从核糖体上解离，因此就可终止蛋白质的合成。 四环素和氯霉素是两个能特异抑制细菌翻译的抗生素。四环素可以和原核生物核糖体的30S亚基结合，阻止氨酰-tRNA进入A位。氯霉素可以与50S的核糖体亚基相互作用，抑制肽酰转移酶。 链霉素抑制蛋白质合成的起始，也能引起肽链延伸阶段的mRNA的错读，改变细菌中翻译的忠实性。 白喉毒素是已知的最有潜力的毒素，只要一分子的白喉毒素就足可以使真核细胞内的延伸因子eEF-2失活，导致死亡。蓖麻毒蛋白是从蓖麻中分离出来的，其作用模式是通过切断N苷键除去腺嘌呤碱基使真核生物的28 S rRNA失活，导致翻译终止。 水光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇。 三、逆转录合成DN A 1、逆转录：在逆转录酶催化下，以RNA为模板合成DNA的过程。 2、逆转录酶： 作用：催化以RNA为模板合成DNA 催化RNA的水解 催化以DNA为模板合成DNA 特点：合成子代链的方向5′ 3′ 需要Zn2+参与，以tRNA为引物 无校正作用（易变异） 3、意义 （1）扩充了生物学中心法则。 （2）深化了人们对RNA病毒致癌机理的认识。 （3）有助于基因工程的实施。 一、不对称转录 （一）原料：ATP、GTP、CTP、UTP （二）模板： DNA分子双链在转录中只有一条链起模板作用，称为模板链； 与其互补的相应链称为编码链。 不对称转录：在DNA双链中只转录模板链，不转录编码链的转录方式。 （三）RNA聚合酶（又称DNA指导的RNA聚合酶，DDRP） （1）作用：作用及特点类同DDDP。 （2）组成及功能： 核心酶：由ααββ′4个亚基构成，参与起始主要使RNA链延长 δ亚基：辨认起始点，即DNA模板链的启动子 RNA聚合酶 原核生物 真 核 生 物 核质 tRNA 5SrRNA III 核质 mRNA snRNA II 核仁 28S 18S 5.8S rRNA I 部位 转录的基因 RNA聚合酶 特点：原核生物中的DDRP转录速度慢，无校正作用，可被利福霉素、利福平等药物抑制。 真核生物中的DDRP转录速度快，有校正作用。 （四）不对称转录的特点： 1.不对称性： 2.连续性：不需引物，连续合成 3.单向性：5′→3′ 4.有特定的起始点和终止点 启动子（启动基因）：转录起始点上的一段碱基顺序，为DDRP识别及结合位点。 结构基因：能转录出mRNA然后翻译成蛋白质的DNA区段。 二、转录过程（以原核细胞为例）—RNA前体的生成 （一）起始： 1.δ因子识别启动子，α-亚基结合启动子，全酶结合于模板链；全酶结合处DNA变构，局部打开约17个碱基对的双链，局部暴露出模板。 2.GTP（ATP）配对结合于模板链，全酶催化下一个NTP与其形成磷酸二酯键，同时水解掉焦磷酸，当第一个磷酸二酯键形成，δ因子脱落，留下核心酶。 因为DNA双链分子包含许多基因，而各个基因的模板链不都在同一条DNA链上。 （二）延长： 1.核心酶沿模板链3’→5’滑动，不断催化与模板配对并结合的NTP之间形成磷酸二酯键，使RNA链由5’→3’端延长。 （注：新合成的RNA链与DNA模板链方向相反，合成时遵守碱基配对原则：A=U，C≡G，T＝A） 2.合成的RNA链脱离模板，DNA恢复双链结构 （三）终止：核心酶自身（或在ρ因子协助下）识别终止信号（终止子），停止滑动。然后RNA链（即RNA前体），核心酶先后由模板链脱落，DNA恢复原状。 1.自动终止：终止子处转录出发夹样结构RNA，阻止核心酶继续滑行。 2.依赖ρ因子的转录终止： ρ因子：协助核心酶识别终止子的特殊蛋白质，可使DNA-RNA双链解开，释放出RNA，并与核心酶一同脱落。 脱落的核心酶又可与δ因子结合为DDRP，重新开始新的转录。 三、转录后的加工和修饰（RNA前体的