核酸酶促降解ppt课件

1、 凡能水解核酸的酶均称为核酸酶凡能水解核酸的酶均称为核酸酶nucleases。一切细胞都含有不同核酸酶。核酸酶催化的反响。一切细胞都含有不同核酸酶。核酸酶催化的反响都是使磷酸二酯键水解，故核酸酶属磷酸二酯酶。都是使磷酸二酯键水解，故核酸酶属磷酸二酯酶。由于多核苷酸链内部每个磷酸基涉及与两端的两个由于多核苷酸链内部每个磷酸基涉及与两端的两个戊糖残基上戊糖残基上C-3位和临近戊糖残基位和临近戊糖残基C-5位的位的-OH构成磷酸二酯键，酯键能够是在磷酸基的构成磷酸二酯键，酯键能够是在磷酸基的3端或端或者者5端被水解，因此产物的端被水解，因此产物的3端或端或5端含有磷端含有磷酸基。酸基。 一一. .核

2、酸酶核酸酶 1. 1. 转录的反响转录的反响有些核酸酶的作用部位是位于多核苷酸链的内部，有些核酸酶的作用部位是位于多核苷酸链的内部，这样的核酸酶称为核酸内切酶这样的核酸酶称为核酸内切酶endonucleases有些核酸酶是从核苷酸链的一端依次水解产生单核有些核酸酶是从核苷酸链的一端依次水解产生单核苷酸，这类酶称为核酸外切酶苷酸，这类酶称为核酸外切酶exonucleases一一. .核酸酶核酸酶 1.1.核酸酶的专注性核酸酶的专注性 像大多数酶一样，核酸酶对它们所作用的底物具像大多数酶一样，核酸酶对它们所作用的底物具有不同的选择性。作用于有不同的选择性。作用于DNA的酶称为的酶称为DNA酶酶DN

3、ases，而催化，而催化RNA水解的酶称作水解的酶称作RNA酶酶RNases。有些核酸酶催化核苷酸链水解较广泛，即对戊糖有些核酸酶催化核苷酸链水解较广泛，即对戊糖和碱基识别才干差，它们既作用于和碱基识别才干差，它们既作用于DNA，又能作，又能作用于用于RNA，这类酶称为非专注性核酸酶。，这类酶称为非专注性核酸酶。 1.1.核酸酶的专注性核酸酶的专注性 有些核酸酶能够对多核苷酸链中的碱基具有不有些核酸酶能够对多核苷酸链中的碱基具有不同的选择性，因此表示出不同的专注性。有的核酸同的选择性，因此表示出不同的专注性。有的核酸酶只能识别特定的碱基序列，并在该序列内降解核酶只能识别特定的碱基序列，并在该序

4、列内降解核酸。酸。 2.2.非专注性核酸酶非专注性核酸酶- -脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶 脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶DNasesDNases能催化单股的或双能催化单股的或双股的多聚脱氧核苷酸链水解。从牛胰中分别的股的多聚脱氧核苷酸链水解。从牛胰中分别的DNases IDNases I是一种是一种a a型内切酶，其产物的型内切酶，其产物的5 5端含有磷端含有磷酸基，并对嘧啶和嘌呤核苷酸之间的磷酸酯键表现酸基，并对嘧啶和嘌呤核苷酸之间的磷酸酯键表现出某种程度的优先。在低浓度下，这个酶能使出某种程度的优先。在低浓度下，这个酶能使dsDNAdsDNA随机地在内部位置产生具有游离随机地在内部位置产生

5、具有游离3 3-OH-OH的缺的缺口口nicknick。DNase DNase 是一种是一种b b型内切酶，产物是型内切酶，产物是3 3端含磷酸基的寡核苷酸片段。从动物的胸腺和端含磷酸基的寡核苷酸片段。从动物的胸腺和脾脏中都可以分别到这种酶。脾脏中都可以分别到这种酶。 2.2.非专注性核酸酶非专注性核酸酶- -核糖核酸酶核糖核酸酶 核糖核酸酶催化核糖核酸酶催化RNA水解。胰核糖核酸酶水解。胰核糖核酸酶ARNase A是一种被详细研讨和具有广泛运用的核是一种被详细研讨和具有广泛运用的核酸内切酶。该酶催化核糖核苷酸链内嘧啶核苷酸酸内切酶。该酶催化核糖核苷酸链内嘧啶核苷酸C-3位磷酸基与相邻核苷酸位

6、磷酸基与相邻核苷酸C-5位位-OH之间的酯之间的酯键水解，产生键水解，产生3端含磷酸基的寡核苷酸片段。端含磷酸基的寡核苷酸片段。 3.3.专注性核酸酶专注性核酸酶- -限制性内切酶限制性内切酶 微生物中的修饰和限制景象是上世纪五十年微生物中的修饰和限制景象是上世纪五十年代初发现的一种细菌自卫的方式。例如从大肠杆菌代初发现的一种细菌自卫的方式。例如从大肠杆菌K K株繁衍出来的噬菌体株繁衍出来的噬菌体 K K只能感染大肠杆菌只能感染大肠杆菌K K株，不能感染大肠杆菌株，不能感染大肠杆菌B B株，反之亦然。这个景象株，反之亦然。这个景象称为称为“限制景象。然而，被某菌株限制的噬菌体限制景象。然而，被

7、某菌株限制的噬菌体群体中也会有极少个体幸存下来，幸存者的子代可群体中也会有极少个体幸存下来，幸存者的子代可以在原来受限制的菌株中正常繁衍，这个景象称为以在原来受限制的菌株中正常繁衍，这个景象称为“修饰。修饰和限制的性质都是由宿主的基因所修饰。修饰和限制的性质都是由宿主的基因所决议的，同噬菌体的基因无关。决议的，同噬菌体的基因无关。 (1) (1) 修饰修饰3.3.专注性核酸酶专注性核酸酶- -限制性内切酶限制性内切酶 进一步的研讨发现细菌内有两种不同功能的进一步的研讨发现细菌内有两种不同功能的酶，一种是核酸内切酶，它能识别并切开酶，一种是核酸内切酶，它能识别并切开DNADNA分子分子上一个特定

8、的碱基序列，这就是限制性内切酶；另上一个特定的碱基序列，这就是限制性内切酶；另一种酶是甲基化酶，它能识别限制性内切酶所识别一种酶是甲基化酶，它能识别限制性内切酶所识别的碱基顺序，并把其中某些碱基甲基化，这是修饰的碱基顺序，并把其中某些碱基甲基化，这是修饰酶。酶。 (1) (1) 修饰修饰 被修饰酶甲基化了的被修饰酶甲基化了的DNA就不能被限制性内就不能被限制性内切酶降解了。细菌的切酶降解了。细菌的DNA总是被本身的修饰酶修总是被本身的修饰酶修饰好了，因此不会被本身的限制酶所降解。异源的饰好了，因此不会被本身的限制酶所降解。异源的DNA由于没有被修饰过，它一旦侵入细菌就会被由于没有被修饰过，它一

9、旦侵入细菌就会被限制酶降解，因此这个系统可以维护细菌免受外来限制酶降解，因此这个系统可以维护细菌免受外来DNA的入侵。显然，限制性内切酶的这种性质是的入侵。显然，限制性内切酶的这种性质是一种非常奇特的特性。一种非常奇特的特性。 (1) (1) 修饰景象修饰景象3.3.限制性内切酶限制性内切酶 3.3.限制性内切酶限制性内切酶 限制性内切酶称号的第一个字母取自获得此内切限制性内切酶称号的第一个字母取自获得此内切酶的细菌属名的第一个字母，用大写酶的细菌属名的第一个字母，用大写 称号的第二、三个字母取自该细菌种名的头二个称号的第二、三个字母取自该细菌种名的头二个字母，用小写字母字母，用小写字母 假设

10、该细菌还有不同的株系，那么另加第四个代假设该细菌还有不同的株系，那么另加第四个代表株系的字母或数字；最后是用罗马字大写的数字表株系的字母或数字；最后是用罗马字大写的数字，代表同一菌株中不同限制性内切酶的编号。，代表同一菌株中不同限制性内切酶的编号。 (2)(2)限制内切酶的命名限制内切酶的命名 3.3.限制性内切酶限制性内切酶 如如 H i n d H i n d 代 表 从 流 感 噬 血 杆 菌代 表 从 流 感 噬 血 杆 菌 d d 株 株 haemophilus influenzaehaemophilus influenzae中分别到的第三种内中分别到的第三种内切酶。切酶。 (2)(

11、2)限制内切酶的命名限制内切酶的命名 3.3.限制性内切酶限制性内切酶 用作工具酶的限制性内切酶，它们共同的特点是用作工具酶的限制性内切酶，它们共同的特点是在在DNADNA分子上是产生的切口位置是专注的。分子上是产生的切口位置是专注的。 限制性内切酶的识别顺序通常只需限制性内切酶的识别顺序通常只需4 46 6个碱基个碱基对。对。 一个分子量不太大的一个分子量不太大的DNADNA中所包含的内切酶识别中所包含的内切酶识别位点是有限的，因此酶切后产生的片段大小和数目位点是有限的，因此酶切后产生的片段大小和数目都是固定的。这些片段用凝胶电泳分别后的电泳图都是固定的。这些片段用凝胶电泳分别后的电泳图谱对

12、每一种酶而言是具有特征性的。谱对每一种酶而言是具有特征性的。 (3)(3)作用特点作用特点 (4) (4) 限限制制性性图图谱谱 The endThe end中心法那么：描画从一个基因到相应蛋白质的信中心法那么：描画从一个基因到相应蛋白质的信息流的途径。遗传信息储存在息流的途径。遗传信息储存在DNADNA中，中，DNADNA被复制被复制传给子代细胞，信息被拷贝或由传给子代细胞，信息被拷贝或由DNADNA转录成转录成RNARNA，然后然后RNARNA翻译成多肽链。由于逆转录酶的发现，也翻译成多肽链。由于逆转录酶的发现，也可以以可以以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA。转录转录(tran

13、scription)(transcription)：在由：在由RNARNA聚合酶和辅助因聚合酶和辅助因子组成的转录复合物的催化下，从双链子组成的转录复合物的催化下，从双链DNADNA分子中分子中拷贝生物信息生成一条拷贝生物信息生成一条RNARNA链的过程。链的过程。 六、名词解释六、名词解释3. 3. 模板链模板链(template strand)(template strand)或反义链：可作为模或反义链：可作为模板转录为板转录为RNARNA的那条链，该链与转录的的那条链，该链与转录的RNARNA碱基互补碱基互补(A-U(A-U，G-C)G-C)。在转录过程中，。在转录过程中，RNARNA聚

14、合酶与模板链结聚合酶与模板链结合，并沿着模板链的合，并沿着模板链的3355方向挪动，按照方向挪动，按照5533方向催化方向催化RNARNA的合成。的合成。4 4编码链编码链(codingstrand)(codingstrand)或有义链：双链或有义链：双链DNADNA中，中，不能进展转录的那条不能进展转录的那条DNADNA链，该链的核苷酸序列与转链，该链的核苷酸序列与转录生成的录生成的RNARNA的序列一致的序列一致( (在在RNARNA中是以中是以U U取代了取代了DNADNA中中的的T)T)。 六、名词解释六、名词解释5. 5. 中心酶中心酶(core-enzyme)(core-enzym

15、e)：大肠杆菌的：大肠杆菌的RNARNA聚合酶全聚合酶全酶由酶由5 5个亚基组成个亚基组成(a2(a2) )，没有，没有 亚基的酶叫中亚基的酶叫中心酶。中心酶只能使已开场所成的心酶。中心酶只能使已开场所成的RNARNA链延伸，但不链延伸，但不具有起始合成具有起始合成RNARNA的才干，必需参与的才干，必需参与 亚基才表现出亚基才表现出全部聚合酶的活性。全部聚合酶的活性。6. RNA6. RNA聚合酶聚合酶(RNApolymerase)(RNApolymerase)：以一条：以一条DNADNA链或链或RNARNA为模板催化由核苷为模板催化由核苷-5-5- -三磷酸合成三磷酸合成RNARNA的酶。

16、的酶。 六、名词解释六、名词解释7. 7. 启动子启动子(promoter)(promoter)：在：在DNADNA分子中，分子中，RNARNA聚合酶可聚合酶可以结合并导致转录起始的序列。以结合并导致转录起始的序列。 8.8.内含子内含子(intron)(intron)：在转录后的加工中，从最初的转：在转录后的加工中，从最初的转录产物除去的内部的核苷酸序列。内含子也指编码相录产物除去的内部的核苷酸序列。内含子也指编码相应应RNARNA内含子的内含子的DNADNA中的区域。中的区域。9 9外显子外显子(extron)(extron)：既存在于最初的转录产物中，：既存在于最初的转录产物中，也存在于成熟的也存在于成熟的RNARNA分子中的核苷酸序列。外显子也分子中的核苷酸序列。外显子也指编码相应指编码相应RNARNA外显子的外显子的DNADNA中的区域。中的区域。 六、名词解释六、名词解释10. RNA10. RNA加工过程加工过程(RNA processing)(RNA processing)：将一个：将一个RNARNA原初原初转录产物转换成成熟转录产物转换成成熟RNARNA分子的反响过