遗传信息的传递DNA的复制.ppt

第三章 遗传信息的传递 DNA的复制 DNA的转录 蛋白质的生物合成 基因的结构特征 基因表达调控 第一节 DNA的复制 DNA的复制：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。 复制叉 细菌DNA复制 真核生物DNA复制 DNA半保留复制 DNA半保留复制实验（M. Meselson和F. Stahl，1958年 ） DNA的半不连续复制 DNA复制所需的酶和蛋白质 DNA聚合酶 引发酶 引发DNA合成的起始 DNA连接酶 将冈崎片段连接合成一条完整的互补链 拓扑异构酶 将单、双链的线状或环状DNA分子进行扑交换的一种酶，拓扑异构酶Ⅰ、拓扑异构酶Ⅱ 解链酶 DNA双分子解开作为复制的模板 单链结合蛋白 与解链的DNA 单链结合，使其不回复双链状态，且保护DNA不被水解 DNA聚合酶 原核生物DNA聚合酶 DNA聚合酶Ⅰ（Kornberg酶）： 5’→ 3’聚合酶活性 3’→5’外切酶活性 5’→ 3’外切酶活性 DNA聚合酶Ⅲ 5’→ 3’聚合酶活性 3’→5’外切酶活性 真核生物DNA聚合酶 三、DNA复制一般过程 四 原核生物和真核生物DNA的复制特点 复制的起点和速率 原核生物只有一个复制起点，真核生物的染色体具有多个复制起点 在原核生物中，第一轮复制尚未结束前，第二轮复制又从复制起点开始了；真核生物，第一轮复制结束后第二轮才开始，原核生物复制起点可以连续发动复制，真核生物则不能 原核生物与真核生物均为双向复制 四 原核生物和真核生物DNA合成的区别 第二节 DNA的转录 转录是以DNA为模板，在RNA聚合酶的作用下合成RNA的过程 转录起始 RNA链的延伸 RNA链的合成终止及释放 RNA聚合酶 大肠杆菌RNA聚合酶 真核生物RNA聚合酶 大肠杆菌RNA聚合酶 α(2) β 核心酶 全酶 β’ σ:无催化作用，识别启动子，参与转录的起始 功能 选择模板链，识别起始区的启动子 解开DNA部分双螺旋链，产生长约17bp的单链DNA模板 选择正确的rNTP底物并催化形成磷酸二酯键，使合成的RNA链不断延伸 能识别转录终止信号（termination signal），停止转录 真核生物RNA聚合酶 基因转录的一般过程 真核生物mRNA的加工（自学） mRNA5’端加帽 mRNA3’端加多聚腺苷酸(polyA) mRNA的剪接 第三节 蛋白质的生物合成 翻译(translation)：从DNA到蛋白质的遗传信息传递过程中，贮存于DNA中的遗传信息通过转录表达为mRNA中的核苷酸序列信息，再从mRNA上的核苷酸到多肽链上的氨基酸，遗传信息的传递好象从一种语言到另一种语言，因此将蛋白质合成的过程称为翻译。 蛋白质合成的主要元件 核糖体：核糖体是蛋白质的合成场所 mRNA：携带遗传信息，蛋白质合成的直接模板 tRNA：负责转运特异性氨基酸进行蛋白质生物合成 遗传密码 mRNA与蛋白质之间的关系是通过遗传密码的翻译实现的 ，每3个相邻核苷酸组成1个三联体密码，编码一种氨基酸 三联体 连续性 通用性 兼并性 起始密码：AUG 终止密码：UAA、UAG、UGA 核糖体的结构和功能 真核生物核糖体：60S、40S 原核生物核糖体：50S、30S 核糖体是蛋白质合成的场所 翻译功能区：肽链合成的场所，占据了核糖体的2/3 mRNA结合位点 肽基tRNA和甲酰甲硫氨酸tRNA结合位点(P位点) 氨酰tRNA结合位点(A位点) 肽链延伸辅助因子EF-Tu和EF-G的结合位点，EF-Tu起着协助氨酰tRNA进入核糖体的作用，而EF-G负责核糖体的转位反应 肽基转移酶活性位点，肽基转移酶负责在肽链合成中将位于P位点的肽基tRNA的肽链转移到位于A位点的氨酰tRNA上 5SrRNA结合位点以及结合脱酰tRNA的E位点等 出口功能区(exit domain):多肽的出口，核糖体通过这个区域附着在膜上 蛋白质生物合成的过程 合成的起始：核糖体大小亚基、tRNA和mRNA在起始因子的协助下组合成起始复合物的过程 肽链的延伸 进位：氨基酰-tRNA进入核糖体的A位 肽链形成：氨基酰-tRNA进位后，在转肽酶的催化下，P位的肽基-tRNA的肽链转移到A位的氨基酰- tRN A的氨基上，从而形成肽键 移位：肽键形成后，核糖体沿mRNA向3’方向移动一个密码子的距离。 翻译的终止：终止密码子进入A位，标志着翻译的结束 蛋白质生物合成的过程 第四节 基因的结构特征 基因的概念发展 基因的一般结构特征 真核生物基因组的特点 基因的概念发展 基因概