核糖体核酸 - 鲍晓明－山东大学生命科学院酵母遗传学及分子生物学 .ppt

RNA世界的新发现 核糖体空间结构图 RNA干涉 核糖开关 RNA病毒 　0.78 nm分辨率的70S 核糖体结构 亚基界面 RNAi RNAi 最早是在线虫上被发现的。 最近利用载体表达的small hairpin RNA(shRNA) 在许多培养的人源,猴源和鼠源的哺乳动物细胞的RNAi 实验取得了成功 . 研究发现RNAi 在生物界中广泛存在. 　 RNA 干涉是指将dsRNA导入细胞引起特异基因mRNA 降解的一种细胞反应过程. 它是转录后基因沉默(PTGS) 的一种。 RNAi 发生过程主要分为3个阶段:起始阶段,扩增阶段,效应阶段. RNA病毒 核糖和核酸的起源仍是一个未解决的问题 早在19 世纪中叶, 就有人发现甲醛在碱和金属离子的作用下能生成糖。这是一个多步骤、自行缩合的过程, 称作甲醛聚糖(formose) 反应, 生成的产物包括众多类别的糖, 而其中核糖产量通常低于1% , 并且在碱性条件下缓慢分解。核糖如何能从中被分离出来参与合成RNA , 目前尚未得知。 手性起源 生命学说：进化的结果。 非生命学说：手性选择在生命形式出现之前就决定 随机理论：虽然在原始生命出现之前就已经对生物分子的手性做出了选择，但究竟选择哪一种手性却是随机的、非确定的 确定理论：就是在原始生命出现之前生物分子的就已经选择了现有手性形式 生命起源对称性破缺 有人将上述现象归之于对称性自发破缺，并比喻为萨拉姆（Abdus Salam， 1979年诺贝尔物理奖获得者）设宴请客。萨拉姆举过一个很有趣的例子。假定人们已经在圆形餐桌前入座，准备进餐。每人面前有一个盘子，两个盘子之间有一块餐巾。于是每个人的面前有两块餐巾，一块在左，一块在右，但谁也不能肯定哪块餐巾属于自己。这就是说餐巾的摆放表现出左右对称性。这时，突然有一个人拿起了他右边的餐巾，大家也就随着他拿起了自己右边的餐巾。结果，左右的对称性被破缺了。这一过程开端是偶然的，向左或向右也是偶然的，称为自发的对称性破缺。但自发对称性破缺具有随机性，无法解释地球上各个蛋白质和核酸都具有同一手性的事实。看来必须存在一种不对称驱动力，才有可能解决这一难题。 结束语 是谁在暗夜中掌控着我们的命运，又是谁在生命的世代中延绵不绝？2000年，美国总统布什和英国首相布莱尔联合宣布人类基因组工程草图绘制结束，持续近50年的核酸研究华丽登场，而当双链DNA的螺旋出现在悉尼奥运会上的时候，DNA就此成为人类文化的新图腾。DNA坐镇中央发号施令，蛋白质则是封疆大吏巡狩四方，而RNA似乎只是秘书和杂役，这大概就是许多人心中对我们细胞中这三类大分子在生命活动中所扮演的角色的典型想象。 　 核糖开关 耶鲁大学研究人员Ronald Breaker。 近年发现有一类细菌, 其构建mRNA 的RNA 元件能直接感觉到小分子代谢物的浓度, 并在反应中打开或关闭基因的表达。 最近美国耶鲁大学的Ronald Breaker和同事发现有些细菌能够四处“游动”，变形成新的形态，有时甚至变为剧毒性的，而所有这一切并不需要DNA的参与。进一步研究发现了核糖开关（riboswitch）。 Breaker实验室已经用化学方法制造出了核糖开关。而自2002年以来，已经发现了大20种天然的核糖开关，其中大部分都藏在DNA的非基因编码区。 核糖开关是指一类通过结合小分子代谢物调控基因表达的mRNA元件．它位于特定的mRNA区域，可以不依赖任何蛋白质因子而直接结合小分子代谢物，继而发生构象重排，影响该mRNA的活动．现已表明, 这种RNA 元件对基因表达的调控有三种特殊的手段: 一是导致mRNA 转录的过早终止; 二是阻止核糖体对mRNA 的翻译; 三是切断mRNA 而将其破坏。 核糖开关由两个重要的功能域组成：适体和“表达模块”。适体特异性结合小分子配体，“表达模块”通过变构方式控制基因活动。 研究课堂开关有着重要的医学意义。 许多病毒的遗传物质是RNA，如HIV、TMV(SSRNA）。 RNA病毒具有逆转录酶，逆转录的研究发现，完善了中心法则。 对RNA病毒的研究在医学方面、基因组学等方面有着重要的意义。 1.核糖和核酸的起源 2.如何对核糖的两种构型(D 和L ) 的选择 RNA 尚未解决的问题 米勒实验 米勒的实验是在还原性气氛中进行的从而得到了各种氨基酸。 在这个实验之后有更多的科学家进行同类实验。他们改变着“原始大气”的成分，并且除了放电外还换用了紫外线或辐射射线来进行照射，结果都生成氨基酸，而且种类更多。 1961年，西班牙生物化学家奥罗(Oro)，把氰化氢