第十章核酸生物合成ppt课件

1、生物体内的合成主要包括三个方面：生物体内的合成主要包括三个方面：1.1.在细胞周期的在细胞周期的S S期进展的期进展的DNADNA复制，亲代细胞经复制，亲代细胞经过过DNADNA本身复制将遗传信息传给子代；本身复制将遗传信息传给子代；2.2.当体内当体内DNADNA遭到某些损伤时，可以进展修复；遭到某些损伤时，可以进展修复；3.3.在某些病毒中存在的以在某些病毒中存在的以RNARNA为模板的为模板的DNADNA合成。合成。一一 DNADNA聚合酶聚合酶DNA polymeraseDNA polymerase 以以dNTPdNTP为底物，以为底物，以DNADNA为模板，需求一段引物，从为模板，需

2、求一段引物，从引物的引物的3-OH3-OH末端合成末端合成DNADNA新链。新链。 三种大肠杆菌三种大肠杆菌DNADNA聚合酶聚合酶1. DNA1. DNA聚合酶聚合酶I(1956,Arthur Kornberg)I(1956,Arthur Kornberg)外切酶活性：外切酶活性：3 53 5外切活性具有校正作用；外切活性具有校正作用； 5 35 3切除引物和切除引物和DNADNA损伤的修复；损伤的修复；聚协作用：合成速度较慢，每秒聚协作用：合成速度较慢，每秒1010个核苷酸，而且新个核苷酸，而且新链长链长2020个核苷酸后，酶即脱离模板。个核苷酸后，酶即脱离模板。枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白

3、酶68 kDa35 kDa大肠杆菌大肠杆菌DNADNA聚合酶聚合酶修复酶修复酶 大肠杆菌大肠杆菌DNADNA聚合酶聚合酶不具有不具有5-35-3外切活性外切活性聚合酶聚合酶补大缺口；聚合酶补大缺口；聚合酶补小缺口补小缺口2. DNA2. DNA聚合酶聚合酶 外切酶活性：外切酶活性：3 53 5外切活性外切活性 聚协作用：聚协作用： 5 35 3补小缺口补小缺口10010-3mol/L抑制（不敏抑制（不敏感）感）（B（B酶）酶）不均一RNA不均一RNA聚合酶聚合酶核质核质HnRNA10-9-10-10mol/L抑制（高抑制（高度敏感）度敏感）（C（C酶）酶）小分子RNA小分子RNA聚合酶聚合酶核

4、质核质5SRNA、tRNA1010-5-5-10-10-4-4mol/L抑制mol/L抑制（中度敏感）（中度敏感） 1. 1. 起始位点的识别起始位点的识别 识别正确的启动位点，启动子的构造至少由识别正确的启动位点，启动子的构造至少由三部分组成：三部分组成：-35-35序列提供了序列提供了RNARNA聚合酶全酶识别聚合酶全酶识别的信号；的信号；-10-10序列是酶的严密结合位点富含序列是酶的严密结合位点富含ATAT碱碱基，利于双链翻开；第三部分是基，利于双链翻开；第三部分是RNARNA合成的起始合成的起始点。点。35+1转录起始点AACTGTATATTATTGACATATAAT5335序列 S

5、extama 框 10序列Pribnow框-35-10pppG或或pppA55553333模板链模板链E 3.3.链的延伸链的延伸 以以NTPNTP为原料和能量为原料和能量,DNA,DNA模板链为模板，靠中心模板链为模板，靠中心酶的催化，核苷酸间经过酶的催化，核苷酸间经过3 3 ,5,5 - -磷酸二酯键成核糖磷酸二酯键成核糖核酸链核酸链(RNA)(RNA)4. 4. 转录终止转录终止 转录终止信号有两种情况转录终止信号有两种情况 弱终止子：依赖弱终止子：依赖因子终止因子，因子终止因子，terminatorsterminators的终止的终止 NusANusA蛋白识别蛋白识别DNADNA链上的

6、终止信号，在链上的终止信号，在因子协因子协助终止。助终止。 强终止子：强终止子： 1 1 在终止点之前具有一段富含在终止点之前具有一段富含G-CG-C的回文区域。的回文区域。2 2富含富含G-CG-C的区域之后是一的区域之后是一连串的连串的dAdA碱基序列，它们转录的碱基序列，它们转录的RNARNA链的末端为链的末端为一连串一连串U U延续延续6 6个。个。w 三、三、RNARNA转录后加工转录后加工w 1.rRNA 1.rRNA 的转录后加工的转录后加工w rRNArRNA基因转录原初产物基因转录原初产物w 原核生物：原核生物：30S30Sw 哺乳动物：哺乳动物：45S45S5s rRNA5

7、.8s rRNA28s rRNA有关有关Pr核糖体大亚基核糖体大亚基18s rRNA有关有关Pr核糖体小亚基核糖体小亚基成熟核糖体成熟核糖体进入细胞质进入细胞质RNAaseRNAase2.tRNA的转录后加工原核生物核酸内切酶在tRNA分子两端切断核酸外切酶在3端进展修剪在tRNA 3端加-CCAOH核苷的修饰甲基化供体：S-腺苷蛋氨酸w RNARNA核酸内切酶核酸内切酶w 识别的是加工部位的空间构造识别的是加工部位的空间构造w RNase PRNase P：切断：切断tRNA5tRNA5端端55端成熟酶端成熟酶w RNase FRNase F：切断：切断tRNAtRNA接近接近33端端w R

8、Nase DRNase D：从：从33端逐个切去附加序列端逐个切去附加序列w 识别整个识别整个tRNAtRNA的构造，是的构造，是33端成熟酶端成熟酶3.mRNA3.mRNA的加工与成熟的加工与成熟原核生物原核生物mRNAmRNA合成的特点合成的特点多顺反子转录多顺反子转录几个构造基因在一条几个构造基因在一条mRNAmRNA链上链上转录与翻译相偶联转录与翻译相偶联大多无需加工、直大多无需加工、直接翻译接翻译 mRNA mRNA寿命较短寿命较短真核生物真核生物mRNAmRNA合成的特点合成的特点单顺反子转录单顺反子转录转录在核内，翻译在细胞质中转录在核内，翻译在细胞质中需加工需加工才干翻译才干翻

9、译 mRNA mRNA寿命较长寿命较长帽子和尾构造帽子和尾构造w 基因表达调控概述基因表达调控概述w 原核生物以支配子为单元进展表达和调控，特原核生物以支配子为单元进展表达和调控，特异的阻遏蛋白是控制原核启动序列活性的重要异的阻遏蛋白是控制原核启动序列活性的重要要素。要素。w 乳糖支配子的调理机制乳糖支配子的调理机制w 色氨酸支配子的调理机制色氨酸支配子的调理机制I I调理基因调理基因P P启动子启动子O O操作子操操作子操作基因作基因Z Z、Y Y、A A三种三种构造基因构造基因w阻遏蛋白的负性调理阻遏蛋白的负性调理w 当无诱导物乳糖存在时，调理基因编当无诱导物乳糖存在时，调理基因编码的阻遏

10、蛋白码的阻遏蛋白repressor protein处于活性处于活性形状，阻止形状，阻止RNA聚合酶与启动基因的结合，聚合酶与启动基因的结合，那么无法启动转录。那么无法启动转录。w 当有乳糖存在时，当有乳糖存在时，lac支配子元即可被支配子元即可被诱导。乳糖进入细胞，经诱导。乳糖进入细胞，经半乳糖苷酶催半乳糖苷酶催化，转变为半乳糖。后者作为一种诱导剂分化，转变为半乳糖。后者作为一种诱导剂分子结合阻遏蛋白，使蛋白构象变化，导致阻子结合阻遏蛋白，使蛋白构象变化，导致阻遏蛋白与遏蛋白与O序列解离、转录发生。序列解离、转录发生。w 异丙基硫代半乳糖苷异丙基硫代半乳糖苷IPTG是一种作是一种作用极强的诱导

11、剂，不被细菌代谢而非常稳定，用极强的诱导剂，不被细菌代谢而非常稳定，因此被实验室广泛运用。因此被实验室广泛运用。w CAP代谢产物活化蛋白的正性调理代谢产物活化蛋白的正性调理 w 当没有葡萄糖及当没有葡萄糖及cAMP浓度较高时，浓度较高时，cAMP与与CAP结合，这时结合，这时CAP结合在结合在lac启动启动序列附近的序列附近的CAP位点，可刺激位点，可刺激RNA转录活性。转录活性。葡萄糖的分解代谢产物能抑制腺苷酸环化酶葡萄糖的分解代谢产物能抑制腺苷酸环化酶活性并活化磷酸二酯酶，从而降低了活性并活化磷酸二酯酶，从而降低了cAMP的浓度，的浓度，CAP不能被活化构成不能被活化构成CAPcAMP复

12、合物，那么不能转录。复合物，那么不能转录。w laclac阻遏蛋白负性调理与阻遏蛋白负性调理与CAPCAP正性调理两种机制协调协正性调理两种机制协调协作：当作：当LacLac阻遏蛋白封锁转录时，阻遏蛋白封锁转录时，CAPCAP对该系统不能发对该系统不能发扬作用；但是假设没有扬作用；但是假设没有CAPCAP存在来加强转录活性，即使存在来加强转录活性，即使阻遏蛋白从支配序列上解聚仍几无转录活性。阻遏蛋白从支配序列上解聚仍几无转录活性。w laclac支配子强的诱导作用既需求乳糖存在又需缺乏葡支配子强的诱导作用既需求乳糖存在又需缺乏葡萄糖。萄糖。 调理基因调理基因支配基因支配基因构造基因构造基因mR

13、NAmRNA酶蛋白酶蛋白调理基因调理基因支配基因支配基因构造基因构造基因辅阻遏物辅阻遏物trp阻遏蛋白原阻遏蛋白原l 调理基因编码的阻遏蛋白原不与操作基因结合，构造基因转调理基因编码的阻遏蛋白原不与操作基因结合，构造基因转录。录。Trp或或TrpRNA与阻遏蛋白结合，使之构象发生变化与与阻遏蛋白结合，使之构象发生变化与支配基因结合，构造基因不能表达。支配基因结合，构造基因不能表达。阻遏物调理机制阻遏物调理机制衰减子调理机制衰减子调理机制衰减子：在转录程度上调理基因表达的衰减作用，衰减子：在转录程度上调理基因表达的衰减作用，用于终止和减弱转录，这种调理的作用部位叫衰减用于终止和减弱转录，这种调理

14、的作用部位叫衰减子子是一种位于构造基因上游前导区的终止子。是一种位于构造基因上游前导区的终止子。1. 1. 生物遗传信息传送的中心法那么中不包括生物遗传信息传送的中心法那么中不包括A. DNA DNA B. DNA RNAA. DNA DNA B. DNA RNAC. RNA DNA D. RNA RNAC. RNA DNA D. RNA RNAE. E. 蛋白质蛋白质 RNARNA2.2.生物遗传信息传送的中心法那么是生物遗传信息传送的中心法那么是A.A.以以DNADNA为中心为中心 B.B.以以RNARNA为中心为中心 C.C.以蛋白质为中心以蛋白质为中心 D.D.以转录为中心以转录为中心

15、 E.E.以为复制中心以为复制中心 3 3关于关于DNADNA合成的表达，正确的选项是合成的表达，正确的选项是DNADNA的生物合成即半保管复制的生物合成即半保管复制 B. DNAB. DNA的生物合成必需以的生物合成必需以DNADNA为模板为模板C. DNAC. DNA的生物合成必需以的生物合成必需以DNADNA指点的指点的DNADNA聚合酶催化聚合酶催化 D. DNAD. DNA的生物合成是半不延续复制的生物合成是半不延续复制E. DNAE. DNA的生物合成包括的生物合成包括DNADNA的半保管复制、的半保管复制、 DNADNA修复合修复合成和反转录成和反转录4. 4. 真核细胞中真核细

16、胞中DNADNA的复制是在哪个部位进展的的复制是在哪个部位进展的A. A. 核蛋白体核蛋白体 B. B. 线粒体线粒体 C. C. 细胞核细胞核 D. D. 微粒体微粒体 E. E. 细胞浆细胞浆5.5.关于关于DNADNA半不延续合成表达，错误的选项是半不延续合成表达，错误的选项是前导链是延续合成的前导链是延续合成的 B. B. 后随链是不延续合成的后随链是不延续合成的 C. C. 后随链的合成方向是后随链的合成方向是3 5 3 5 ，前导链是，前导链是5 35 3D. D. 不延续合成的片段是冈崎片段不延续合成的片段是冈崎片段 E. E. 后随链的合成滞后于前导链后随链的合成滞后于前导链6

17、.6.关于关于DNADNA复制的表达，错误的选项是复制的表达，错误的选项是是半保管复制是半保管复制 B. B. 合成方向以合成方向以5 3 5 3 C. C. 以四种以四种dNTPdNTP为原料为原料 D. D. 是半不延续复制是半不延续复制7. DNA7. DNA复制的引物是复制的引物是A. A. 以以DNA DNA 为模板合成的为模板合成的DNA DNA 片段片段 B. B. 以以RNARNA为模板合成的为模板合成的DNA DNA 片段片段C. C. 以以DNA DNA 的一个基由于模板合成的的一个基由于模板合成的RNA RNA 片段片段 D. D. 以复制起始处以复制起始处DNA DNA

18、 为模板合成的为模板合成的RNARNA短片段短片段E. E. 引物存在于复制完成的片段中引物存在于复制完成的片段中8.8.大肠杆菌大肠杆菌DNADNA聚合酶聚合酶具有具有3 53 5核酸外切酶活性核酸外切酶活性 B. B. 具有具有3 53 5聚合酶活性聚合酶活性C. C. 不需引物不需引物 D. D. 可催化可催化2 2个游离的个游离的dNTPdNTP以以3 5 -3 5 -磷酸二酯键相连磷酸二酯键相连E. E. 需四种需四种NTPNTP为底物为底物9.9.关于关于DNADNA复制的需求：复制的需求：解链酶解链酶 引物酶引物酶 DNA DNA聚合酶聚合酶拓扑异构酶拓扑异构酶衔接酶作用顺序为衔

19、接酶作用顺序为A. 1A. 1， 2 2， 3 3， 4 4，5 B. 45 B. 4，1 1，2 2，3 3，5 5 C. 1C. 1， 4 4， 3 3， 2 2，5 D. 35 D. 3，4 4，1 1，2 2，5 5 E. 1E. 1， 4 4， 2 2， 3 3，5 5 10.10.生物遗传信息传送的中心法那么中尚无证据的是生物遗传信息传送的中心法那么中尚无证据的是A. RNA A. RNA 蛋白质蛋白质 B. DNA RNAB. DNA RNAC. RNA DNA D. RNA RNAC. RNA DNA D. RNA RNAE. E. 蛋白质蛋白质 RNARNA11.RNA11.RNA编辑的方向是编辑的方向是A. 3 5 B. C N A. 3 5 B. C N C. N C D. 5 3 C. N C D. 5 3 E. E. 以上方向都不对以上方向都不对12.12.识别转录起始点的是识别转录起始点的是A. A. 因子因子B. B. 中心酶中心酶 C. RNAC. RNA聚合酶的聚合酶的因子因子D. RNAD. RNA聚合酶的聚合酶的亚基亚基E. RNAE. RNA聚合酶的聚合酶的亚基亚基13. RNA13. RNA转录过程是转录过程是A. A. 解链、引发、链的延伸和终止解链、引发、链的延伸和终止 B. B. 转录的起始、延伸和终止转录的起始、延伸和终