第3章---遗传信息的传递(复制 转录、蛋白质合成).ppt

基本概念 复制：指以亲代DNA分子为模板合成一个新的与亲代模板结构相同的子代DNA分子的过程。 转录：指以DNA或RNA（某些病毒中）为模板，以ATP、GTP、CTP和UTP四种核糖核苷三磷酸（NTP）为底物，在RNA聚合酶和其它蛋白质因子的作用下，按碱基互补配对原则，从5’-3’合成RNA的过程。遗传信息通过转录从DNA传递到RNA。 翻译：又称蛋白质生物合成，是指在核糖体上，将mRNA所含的遗传密码转译为多肽链中相应氨基酸的过程。 第三章、遗传信息的传递 遗传信息 genetic information 指生物为复制与自己相同的东西、由亲代传递给子代、或各细胞每次分裂时由细胞传递给细胞的信息。 第一节、DNA的复制 第二节、DNA的转录 第三节、蛋白质的生物合成 第四节、基因表达调控 一、DNA复制的基本规律 1半保留复制(semiconservative replication)：复制时DNA双链解开并以每一单链为模板来形成另一对应的新链。 2.半不连续复制：一条链式连续的，另一条是不连续的。 二、DNA复制所需的酶和蛋白质 （一）DNA聚合酶 （二）引发酶 （三）DNA连接酶 （四）拓扑异构酶 （五）解链酶 （六）单链结合蛋白 （四）拓扑异构酶 DNA拓扑异构酶将DNA双链切开一个口子，使一条链旋转一圈，然后再将其共价相连，从而消除其张力。 DNA拓扑异构酶I，只对双链DNA中的一条链进行切割，产生切口(nick)，每次切割只能去除一个超螺旋，此过程不需要外加能量。 DNA拓扑异构酶II，可以对双链DNA的二条链同时进行切割。每次切割可以去除二个超螺旋，此过程需要ATP提供能量。 （五）解链酶 在大肠杆菌中，DNA的合成速度每分钟约为30,000bp，即双螺旋每分钟必须旋转3000次才能完全解旋。 （六）单链结合蛋白 ATP提供能量，DNA双链由解旋酶解开后，单链DNA结合蛋白（SSB）马上结合在分开的单链上，从而保持其伸展状态。 2、DNA合成的开始 由于三种DNA聚合酶均需要DNA模板和3’端的自由－OH，才能进行DNA的合成，使DNA延伸。 人们很早就发现RNA聚合酶(RNA ploymerase)利用DNA模板，不需要特殊的引物可以直接合成RNA。 DNA合成前，以DNA为模板，根据碱基配对的原则，在一种特殊的RNA聚合酶－DNA引物酶(DNA primase)的催化下，先合成一段长度为5－60个核苷酸的RNA引物，提供3’端自由－OH。 然后，在DNA聚合酶III的作用下进行DNA的合成。 遗传密码（genetic codon）的特点 1.连续性; 2.简并性; 3.摆动性; 4.通用性; 5.有起始子(AUG)和终止子(UAG,UAA,UGA) 多聚核糖体 在一条mRNA链上，多个核糖体呈串珠状排列（间隔80个核苷酸），多个核糖体同时在一条mRNA上进行翻译， 大大加速蛋白质合成的速度，提高了mRNA的利用率 三 tRNA和氨基酰-tRNA tRNA的反密码子环与mRNA的密码配对 tRNA的3--端CCA--OH是氨基酸的结合位点 氨基酰-tRNA合成酶具有绝对专一性 校正活性 氨基酰-tRNA的写法 四 蛋白质生物合成过程 1 翻译的起始 蛋氨酰-tRNA与mRNA结合到核糖体形成起始复合物 起始复合物的生成 真核生物翻译起始的特点 eIF 1~11 　　 蛋氨酰-tRNAimet mRNA的5′端有帽子结构，3′端有polyA　 核糖体为８０Ｓ 先结合上蛋氨酰-tRNAimet ，再结合mRNA 2　肽链的延长 延长因子(EF) 核糖体循环: 　注册，成肽，转位 1）注册 氨基酰－tRNA进入A位,需要EF-T协助 （-GTP） 2） 成肽 转肽酶 3）转位 转位酶 （-GTP） mRNA向前移动一个密码子的位置 耗能 3 肽链合成的终止 终止密码的辨认，肽链从肽链-tRNA上水解出，mRNA从核糖体中分离，大小亚基拆开。 需要RF参与终止， RF的作用是 辨认终止密码 促进肽链C端与tRNA3-OH酯键的水解。 原核生物： RF-1识别UAA及UAG RF-2识别UAA及UGA RF-3 能促进RF-1和RF-2对核糖体的结合。 是酯酶的激活物 翻译后的加工 翻译后加工--肽链从核蛋白体释放后，经过细胞内各种修饰处理过程，成为有活性的成熟蛋白质 一、高级结构的修饰 （一）亚基聚合 四级结构 Hb(α2β2) （二）辅基连接 结合蛋白 二、一级结构的修饰 （一）. 切除N-端的甲酰基或N-蛋氨酸