农学核酸合成

1、会计学1农学核酸合成农学核酸合成2022-6-2822022-6-283 DNA是生物遗传的主要物质基础，生物机体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序(三联体密码)，并通过DNA的复制由亲代传递给子代。在后代的生长发育过程中，遗传信息自DNA转录给RNA,然后翻译成特异的蛋白质，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状。DNA是生物遗传的物质基础遗传信息的载体2022-6-284中 心 法 则1964-1970 劳氏肉瘤病毒的遗传方式致癌RNA病毒、植物RNA病毒病毒（复制）复制转录DNA RNA 蛋白质翻译逆转录1958年，遗传信息的单向遗传信息的

2、传递2022-6-285复制：亲代DNA或RNA在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则将其所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的RNA的过程。翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密码解读成蛋白质的AA顺序的过程。逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。Reverse transcription2022-6-286 DNA的复制（DNA指导下的DNA合成） 逆转录（RNA指导下的DNA的合成） DNA 突变 DNA的损伤与修复(修复合成)2022-6-287DNA的存在形式 染色体与质粒严紧

3、控制质粒单拷贝质粒：每个细胞内只有一个或少数几个拷贝松弛控制质粒多拷贝质粒：每个细胞内含有许多拷贝（20以上）1 DNA的复制2022-6-288病毒与细菌的DNA2022-6-289真核细胞的染色体2022-6-2810半保留复制的实验证据:1958年Meselson和Stahl用同位素15N标记大肠杆菌DNA,首先证明了DNA的半保留复制。2022-6-2811细胞在15N标记培养基中（NH4Cl）连续培养15代，使所有DNA分子均标记上15N，转入14N标记的培养基CsCl密度梯度离心 浮力密度 15NDNA 1.742g/ml 14NDNA 1.710g/ml15N/ 14NDNA 1

4、.717g/ml2022-6-2812复制叉的移动方向解旋酶DNA聚合酶III解链酶RNA引物引物体DNA聚合酶ISSB335前导链随后链35复制的起始DNA链的合成与延长DNA链合成的终止5RNA引物33DNA连接酶复习2022-6-28132022-6-28141.2 复制起点、方向和方式1.2.1复制起点（origin ， ori或 o ， 复制原点） 原核生物染色体DNA（或真核生物的细胞器DNA） 单复制起点，即整个染色体只有一个复制单位。 真核生物染色体DNA : 多复制起点 一个genome中有多个复制单位复制起点：复制开始处DNA分子的特定位置复制子(Replicon)（复制单

5、位 ）：从一个起点到一个终点所包含的DNA区域，是基因组独立进行复制的单位。许多生物的复制起点都是富含A、T的区段2022-6-2815复制叉（Replication fork）：DNA复制进行时，在眼的两侧出现两个叉子状的生长点(growth point)，叫复制叉。在复制叉上分布着各种与复制有关的酶和蛋白因子，它们构成的复合物称为复制体（replisome）大多数复制是双向的，形成两个复制叉； 复制眼（replication eye）：电子显微镜下观察正在复制的DNA，复制的区域形如一只眼睛1.2.2 复制方向及方式2022-6-2816复制方式双向复制(bi-directional) ：

6、大多数复制从起点开始向2个方向复制2个复制叉(replication fork)单向复制(unidirectional) ：少数复制从起点向1个方向复制1个复制叉或生长点(growing point)2022-6-2817真核染色体DNA 线环状双链E .coli染色体DNA 环状双链2022-6-28181.3 与DNA复制有关的酶和蛋白质1.3.1 DNA聚合酶1.3.2拓扑异构酶1.3.3 DNA解旋酶1.3.4单链结合蛋白1.3.5引发酶及引发体1.3.6 DNA连接酶目前已发现30多种酶及蛋白质因子参与DNA复制2022-6-28191.3.1 DNA聚合酶(DNA polymera

7、se):延长子链DNA聚合酶不能从头合成子链，只能延长DNA聚合酶：多种类、多种活性2022-6-28202022-6-28211）DNA聚合反应条件（1）底物 dNTP（dATP，dGTP，dCTP，dTTP）（2）聚合酶（3）模板单链的DNA母链（4）引物寡核苷酸引物（RNA)（5）其他：解链酶，解旋酶，单链结合蛋白，连接酶2022-6-28222）聚合机制（1）DNA聚合酶： 5 3的聚合活性pp pp pppPPPOHOHOH55PPiN1N2N3N1N2N3533 需引物链2022-6-2823（2）DNA聚合酶：核酸外切酶活性 35外切酶活性 53外切酶活性533535外切酶活性5

8、3外切酶活性2022-6-2824在大肠杆菌中发现主要有三种DNA聚合酶，分别为： DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 E.coli DNA聚合酶DNA聚合酶IV和V：1999年发现，当DNA严重损伤 时，诱导产生。2022-6-28252022-6-2826 DNA聚合酶：是原核生物DNA复制的主要聚合酶，该酶由10种亚基组成，其中、形成全酶的核心酶。具有5 3 DNA聚合酶活性（ 亚基，速率高）； 具有3 5外切酶（亚基）的校对功能，提高DNA复制的保真性；还具有5 3外切酶活性（单链有效，其意义未知）。（4） DNA聚合酶IV和V：1999年发现，当DNA严重损伤时，诱导产生。20

9、22-6-2827主要是对DNA损伤的修复；以及在DNA复制时切除RNA引物并填补其留下的空隙。修复紫外光引起的DNA损伤DNA 复制的主要聚合酶，还具有3 -5 外切酶的校对功能，提高DNA复制的保真性2022-6-28281.3.2 拓扑异构酶：催化DNA的拓扑链环数发生变化的酶，在DNA重组修复和其他转变方面起重要作用。除链环数不同外其它性质均相同的DNA分子称为拓扑异构体，引起拓扑异构体反应的酶称为拓扑异构酶(Topo，解超螺旋酶)2022-6-2829Topo ：切开DNA中的一条链，与另一条链解缠绕或再缠绕连接Topo 同时切开DNA双链解旋或再螺旋连接2022-6-2830本质：

10、切断DNA磷酸二酯键 改变DNA的链环数，再连接 兼具DNA内切酶、连接酶的性质 断裂、连接反应相互耦联不能连接事先已经存在的断裂DNA2022-6-28312022-6-28322022-6-28331.3.4 单链结合蛋白(SSB-single-strand binding protein)：稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。2022-6-28341.3.5 引发酶及引发体引发前体:它由多种蛋白质dnaA、dnaB、dnaC、n、n、n 和i组成。引发酶：此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物（Primer)。实质是以DNA为模板的RNA

11、聚合酶。引发前体再与引发酶结合组装成引发体。 引发体可以沿模板链53方向移动,具有识别合成起始位点的功能，移动到一定位置上即可引发RNA引物的合成。移动和引发均需要ATP提供能量，引发体的移动与复制叉移动的方向相同，与冈崎片段的合成方向相反。以DNA为模板合成一段RNA, 作为合成DNA的引物。2022-6-2835大肠杆菌和其它细菌的DNA连接酶要求NAD+提供能量，在高等生物和噬菌体中，则要求ATP提供能量。T4噬菌体的DNA连接酶不仅能在模板链上连接DNA和DNA链之间的切口，而且能连接无单链粘性末端的平头双链DNA。 2022-6-283635535353HOP DNA ligaseN

12、ADATPNMNAMP+PPi+POHP5533+53DNAligaseOOHPOOO-OOHPOOOPP-PPi2022-6-28372022-6-2838酶-AMPAMP-P-5-DNA磷酰胺键以焦磷酸活化磷原子2022-6-2839拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶引物酶及引发体DNA连接酶引物DNA双链 5 3 5 3DNA复制有关的酶和蛋白质2022-6-2840拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶引物酶及引发体DNA连接酶引物拓扑异构酶与DNA双链结合，解开超螺旋。 5 3 5 3DNA复制有关的酶和蛋白质2022-6-2841拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶引物

13、酶及引发体DNA连接酶引物解链酶解开DNA双螺旋 5 3 5 3DNA复制有关的酶和蛋白质2022-6-2842拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶引物酶及引发体DNA连接酶引物单链结合蛋白防止复螺旋 5 3 5 3DNA复制有关的酶和蛋白质2022-6-2843拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶引物酶及引发体DNA连接酶引物引物酶合成引物 5 3 5 3DNA复制有关的酶和蛋白质2022-6-28441.4 DNA的半不连续复制 1968年由冈崎通过实验证明 DNA复制是半不连续的2022-6-2845后两个实验表明：在DNA复制时只有一条链是不连续的！2022-6-2846领头链

14、在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链（前导链）。随后链在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的DNA链（滞后链）。这些不连续的片断，称为冈崎片断。每个冈崎片段的合成也都需要引物。冈崎片段：真核生物中100-200个核苷酸（核小体的DNA单位）。原核生物中1000-2000个核苷酸。半不连续复制（semidiscontinuous replication）在DNA复制时，领头链是连续合成的,而随后链的合成是不连续的，这种复制方式称为半不连续复制。 2022-6-284735351.4.2 半不连续复制2022-6-2848

15、冈崎片段合成后由DNA聚合酶切除RNA引物并催化合成一段DNA填补留下的空隙。再由DNA连接酶把他们连成一条完整的子代链，称为滞后链。2022-6-2849 起 始 延 伸 终 止2022-6-2850解链引发延长复制起点RNA前体1.5.1复制的起始 2022-6-28512022-6-2852u20个DnaA结合在四组9bp重复区，形成起始复合物，DNA环绕此复合物。u三组13bp重复区依次变性，产生开放型复合物。uDnaB（解螺旋酶）在DnaC协助下与开放复合物结合，进一步解链。u解链时带来的扭曲张力还需DNA旋转酶（属DNA拓扑异构酶）引入负超螺旋消除。2022-6-2853u单链结合

16、蛋白( SSB）结合在单链区，阻止复性和保护单链DNA不被核酸酶降解u引发体：引物合成酶与各种蛋白质因子构成的复合体（引发体），以DNA为模板合成RNA引物（ 6-10个碱基）引发2022-6-2854复制叉拓扑异构酶解螺旋酶引物单链结合蛋白（SSB)引物合成酶引物在DNA的复制原点，双股螺旋解开，成单链状态，分别作为模板，合成其互补单链。解链2022-6-2855 引发体在复制叉上移动，识别合成的起始位点， 引发RNA引物的合成。领头链先引发开始合成，以原来一条DNA单链为模板（3 5),按5 3的方向合成一段RNA引物链。领头链开始合成后，随后链也开始合成其引物。在引物的3端为游离的羟基。

17、复制叉拓扑异构酶解螺旋酶引物单链结合蛋白（SSB)引物合成酶引物RNA引物合成DnaB蛋白活化引物合成酶。引物长度约为几个至10个核苷酸，与复制叉移动的方向相同， （引物酶的底物是核苷三磷酸） 5端含3个磷酸残基，2022-6-2856大肠杆菌复制原点起始复制所需蛋白质SSB解链酶引物引物酶拓扑异构酶打开DNA超螺链打开双螺旋合成防止复螺旋2022-6-2857复制叉拓扑异构酶解螺旋酶引物单链结合蛋白（SSB)引物合成酶引物在DNA聚合酶的催化下，以脱氧核糖核苷酸为底物，在RNA引物的3端加上脱氧核糖核苷酸。1.5.2 DNA链的延伸2022-6-2858DNA链的延伸v以复制叉向前移动的方向

18、为标准，一条模板链是3 5 走向，与之互补的DNA能以5 3 的方向连续合成，称为前导链（领头链）。v另一条模板链是5 3 走向，与其互补的DNA也是5 3 方向合成，与复制叉移动方向正好相反，随复制叉的移动，形成许多不连续的片断，称为冈崎片断。每个冈崎片段的合成也都需要引物。2022-6-2859延 伸2022-6-2860、和三种亚基组成核心酶,核心酶形成二聚体-亚基犹如一个夹子夹住DNA分子，并向前滑动，使DNA聚合酶在完成复制前不再脱离DNA2022-6-2861复制体沿着复制叉方向前进，同时进行前导链和滞后链的合成。一分子的 DNA pol III. 协同合成前导链和滞后链，因此滞后

19、链必须绕成一个突环。53352022-6-2862E每个区域只对一个方向的复制叉起作用Tus蛋白-ter复合物阻止一个方向的复制叉前移(通过抑制DNA解旋酶而发挥终止作用)2022-6-2864终 止两个复制叉向前移动，最后在终止区相遇并停止复制，由DNA聚合酶填补空隙，最后由连接酶封口。结果形成两个DNA双股螺旋分子。2022-6-2865复制叉的移动方向解旋酶DNA聚合酶III解链酶RNA引物引物体DNA聚合酶ISSB335前导链随后链35复制的起始DNA链的合成与延长DNA链合成的终止5RNA引物33DNA连接酶2022-6-28661.6真核生物染色体DNA的复制 1.6.1真核和原核

20、DNA复制比较、 、 、 、 负责核DNA的复制负责线粒体DNA的复制较慢较快2022-6-2867引物 合成修复作用线粒体DNA的复制核DNA的复制修复作用2022-6-28682022-6-2869真核生物染色体DNA复制过程中 组蛋白的装配2022-6-2870原核生物染色体DNA是环状的，其随后链的5最末端冈崎片断的RNA引物被切除后可借助另半圈DNA连向前延伸来填补，2022-6-2871复制叉复制叉终止区 端粒结构35 35 端粒结构端粒酶是含RNA的逆转录酶端粒酶与细胞老化有关端粒（telomeres） ：是真核细胞染色体末端所特有的结构，有许多串（1000串或更多）短的重复序列

21、组成，通常3末端链是富含G的短序列。端粒酶:含有RNA和蛋白质（起DNA聚合酶的作用）两种组分，RNA分子约150b，含有与重复端粒结构互补的一个片断，可作为端粒链合成的模板。2022-6-28721.7 确保DNA复制忠实性的机制1、采用DNA聚合酶催化聚合反应2、依赖DNA聚合酶核酸外切酶活性3、使用RNA引物4、依赖核苷酸代谢库调节系统(保证dNTP的正常水平),多种修复系统2022-6-28733 D-环式复制方式（线粒体双链环状DNA：两条链的复制起点不同位置，且复制不同步；或同步为2-D环）切开正链，以负链为模板开始复制2022-6-28742.1 DNA的损伤 某些理化因子（紫外

22、线、电离辐射和化学诱变剂等）作用于DNA，造成其结构和功能的破坏，从而引起生物突变和致死的效应DNA的损伤常见的DNA损伤方式嘧啶二聚体的形成2022-6-28751、DNA分子的自发损伤1）碱基错配：尽管DNA聚合酶具有校对修复功能仍存在极少量的错配（10-10）2）自发性化学变化： 碱基异构 碱基脱氨基 脱嘌呤、脱嘧啶 碱基修饰 链断裂3）物理因素引发的损伤 紫外线 电离辐射 DNA链断裂 交联4）化学因素引发的损伤 烷化剂对DNA的损伤： 碱基烷基化、碱基脱落 断链、交联 碱基修饰剂、类似物对DNA的损伤 人工促变剂、抗癌药物 亚硝酸盐、黄曲霉毒素 2022-6-28762、DNA损伤的

23、后果1）DNA分子的改变：点突变、缺失、插入、倒位、易位、链断裂2）DNA损伤的结果：（1）致死性（2）丧失某些功能（3）改变基因型而不改变表现型（4）发生有利于物种生存的结果，生物进化2022-6-28772022-6-2878在一定条件下，生物体能使DNA的损伤得到修复:暗修复2.1光裂合酶修复2.2切除修复2.3重组修复 2.4诱导修复（SOS修复）2.5错配修复2.2 DNA的损伤2022-6-28792022-6-2880光复合酶特异地和嘧啶二聚体结合酶被可见光激活解聚二聚体后酶被释放2022-6-28812022-6-2882 2.3DNA的重组修复是复制后的修复DNA链的损伤并未

24、除去一直只存在母链上！若干代后相当于被稀释。胸腺嘧啶二聚体2022-6-28832022-6-2884生物体内存在错配修复系统：能够识别“新” “旧”链！(依据甲基化)2022-6-2885 概念： DNA分子中的核苷酸序列发生突然而稳定的改变，从而导致DNA的复制以及后来的转录和翻译产物随之发生变化，表现出异常的遗传特性，称为DNA的突变。产生：DNA在复制中可能产生错配，但自然条件下发生的突变率非常低某些物理化学因素，如紫外线、电离辐射和化学诱变剂（烷化剂、碱基类似物、嵌入染料）等2022-6-2886自然条件下发生的突变成为自然突变，突变率非常低，能提高突变的物理或化学因子称为诱变剂。碱

25、基类似物(base analog）：5-溴尿嘧啶碱基修饰剂(base modifier)：亚硝酸嵌入染料(intercalation dye) ：吖啶橙、溴化乙锭 紫外线(ultraviolet)和电离辐射(ionizing radiation2022-6-2887诱变因素及突变类型2022-6-2888 碱基对的置换(substitution)转换：两种嘌呤或两种嘧啶之间互换（常见）颠换：嘌呤与嘧啶或嘧啶与嘌呤之间互换 移码突变(framesshift mutation)突变分子改变的类型2022-6-2889转换野生型基因 -T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-

26、G-A-C-A-T-G-C-颠换碱基对的置换(substitution) -T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C- -T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-点突变（HNO2、NH2OH、烷化剂等）插入或缺失1-2个碱基 -T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入A -T-C-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失T移码突变(framesshift mutation)2022-6-28

27、902022-6-28912022-6-28922022-6-28931958，Crick，中心法则转录DNA指导下RNA的合成2022-6-2894DNA复制：以DNA为模板合成DNA，遗传信息自上一代细胞向下 一代细胞传递转录：以DNA为模板合成RNA，遗传信息自DNA转录至RNA分子翻译：以mRNA为模板合成蛋白质，遗传信息表达至蛋白质逆转录：以RNA为模板合成DNA（RNA病毒、真核细胞的端粒酶）RNA复制：以RNA为模板合成RNA（RNA病毒）2022-6-2895顺式作用元件调节转录的DNA序列，如启动子、终止子、增强子反式作用因子可与顺式作用元件结合的调节蛋白；如启动转录因子、终

28、止因子RNA聚合酶几个有关的概念转录的主要酶，即依赖DNA的RNA聚合酶加工转录产生的RNA的切割、加帽、加尾和化学修饰 （如形成稀有碱基）DDDP：依赖DNA的DNA聚合酶DDRP：依赖DNA的RNA聚合酶2022-6-28962022-6-28972022-6-28982022-6-2899E.coli RNA聚合酶的特点： 反应底物：NTP(ATP/GTP/UTP/CTP)， DNA为模板、Mg2+促进聚合反应。 RNA聚合酶不需要引物，合成方向53 。2022-6-281002022-6-281011.2.1起始位点的识别 RNA的合成不需要引物。体外实验证明，不含亚基的核心酶会随机地

29、在一个基因的两条链上启动，当有亚基时就会选择正确的起点。 亚基起着识别DNA分子上的起始信号（启动子指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列）的作用。启动子的结构至少由三部分组成：-35序列提供了RNA聚合酶全酶识别的信号；-10序列是酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）；第三部分是RNA合成的起始点。AACTGTATATTATTGACATATAAT+1转录起始点5335 35序列 Sextama 框 10序列Pribnow框2022-6-281021.2.2转录起始 RNA聚合酶全酶扫描解链区，找到起始点，然后结合第一个核苷三磷酸。加入的第一个核苷三磷酸常是GTP或ATP

30、，很少是CTP，不用UTP。完成最初的几个（2-9）核苷酸连接后，亚基就会被释放脱离核心酶。所形成的启动子、全酶和RNA链复合物称为三元起始复合物。因子仅与起始有关，RNA的合成一旦开始，便被释放E-35-10pppG或pppA5533模板链2022-6-281031.2.3 RNA链的延伸DNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNA结合比较松弛，可沿DNA模板移动，并按模板顺序选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3-OH端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向从5 3转录泡RNA聚合酶DNA模板RNA 2022-6-28104ACGACGUU模板DNA5353新合成RNA202

31、2-6-281051.2.4 转录终止（终止子和终止因子） 在DNA分子上（基因末端）提供转录停止信号的DNA序列称为终止子（terminators),它能使RNA聚合酶停止合成RNA并释放出RNA。（RNA聚合酶只能感受已经转录的信号序列） 终止因子，协助RNA聚合酶识别终止信号的辅助因子（蛋白质）。终止因子因子能与RNA聚合酶结合但不是酶的组分，它的作用是阻止RNA聚合酶向前移动，于是转录终止，并释放出已转录完成的RNA链。大肠杆菌有两类终止子： （1）不依赖于因子的终止子（强） （2）依赖因子的终止子（弱终止子）2022-6-28106不依赖于因子的终止子有2个特征（强终止子） 在DNA

32、中，在转录单位的终点之前都有一个回文结构，其转录本形成发卡结构，且柄部富含GC碱基对。 终点前大约有6 个连续的A，它转录成U。模板链5335富含AT区CCCACAGCCGCCAGTTCCGCTGGCGGCATTTTGGGTGTCGGCGGTCAAGGCGACCGCCGTAAAA回文结构富含GC区转录方向2022-6-28107v寡聚U序列可能提供信号使RNA聚合酶脱离模板。v依赖的终止子，必需在因子存在时，才发生终止作用。终止点前无寡聚U序列，回文对称区不富含GC。2022-6-28108因子是一个碱性的蛋白,三个二聚体组成.与合成的RNA结合,移动到终止信号,再与RNA聚合酶结合,使之离开

33、摸板.2022-6-28109起始双链DNA局部解开磷酸二酯键形成终止阶段解链区到达基因终点延长阶段53RNA 启动子（promoter) 终止子(terminator)5RNA聚合酶5353553离开转录泡2022-6-281101.3 真核生物的转录2022-6-28111产物-鹅膏蕈碱对酶的作用酶类分布反应条件I核仁核质核质rRNAmRNAtRNA不抑制低浓度抑制高浓度抑制低离子强度,要求Mg2+或Mn2+高离子强度高Mn2+浓度分子量都在50万左右 真核生物RNA聚合酶2022-6-28112NNNHNNH2NH2SHSH作为代谢拮抗物抑制合成酶类或直接掺到核酸分子中，形成异常RNA或

34、DNA。NNNHNNH2NH2NNNHNNH2NH2OHNNHNHOOFNNNHNNH2NH2SH2022-6-281132022-6-281142022-6-281152022-6-281162022-6-281172022-6-281182022-6-281192022-6-28120 2.2 tRNA前体的加工：原核与真核生物的tRNA转录后都需要加工。包括：（1）由核酸内切酶切除前体上3和5端上多余的核苷酸；（2）由核酸外切酶逐个在3切去附加序列，进行修剪。（3）3 端添加CCAOH序列，由核苷酰转移酶催化。 （接受活化AA）（4）核苷的一些特定的碱基和戊糖进行修饰。 2022-6-2

35、81212022-6-28122v 原核与真核生物的rRNA转录后也都需要进行加工。原核：刚转录的rRNA为30S，先在特定的碱基上进行甲基化（核糖2-羟基）修饰，后逐步裂解（核酸酶的切割）。真核：45S（哺乳动物）、38S（果蝇）、37S（酵母）P16P23P516S23S5S（一般不含甲基化）28S18S5.8S2.3 rRNA前体的加工：45S或38S37S26S17S5.8S真核rRNA的甲基化程度比原核高（核糖2-羟基）rRNA原初转录物30S研究四膜虫rRNA前体的拼接时发现ribozyme2022-6-281232022-6-281241.模板：DNA2.原料：核苷酸3.合成方向

36、：5 34.酶：依赖DNA的 RNA聚合酶5.碱基互补配对规律6.产物：多聚核苷酸链相同点：2.4 转录和复制的区别2022-6-28125不同点：复制转录模板 两股链均作为模板 模板链作为模板原料 dNTP NTP聚合酶 DNA聚合酶 RNA聚合酶产物 子代DNA双链 mRNA;tRNA;rRNA配对 A-T；G-C A-U；T-A;G-C引物 RNA引物 不需要引物 方式(特点) 半保留复制 不对称转录2022-6-28126v两个阶段（1）其单链RNA可充当mRNA，利用寄主中的核糖体合成外壳蛋白和复制酶的亚基。（2）复制酶的亚基可与来自寄主细胞的亚基自动装配成RNA复制酶，可进行RNA

37、的复制，以分子中单链RNA为模板（正链），复制出一条新的RNA链（负链），再复制出正链，与外壳蛋白组装成新的噬菌体颗粒。 3 RNA的复制（噬菌体Q和灰质炎病毒）v某些RNA病毒可以以自身RNA为模板进行复制。5 RNA-5 3 3 RNA+释放释放35 3 3 5 5 RNA+RNA+RNA-vRNA-及 RNA+的合成方向均为5 3不同的RNA病毒复制方式不同 P333。2022-6-281272022-6-28128逆转录病毒噬菌体Q狂犬病毒（带有复制酶）呼肠孤病毒（带有复制酶）逆转录酶2022-6-28129 1、正链RNA病毒（mRNA）：噬菌体Q、灰质炎病毒等。 进入寄主细胞后，利

38、用寄主的翻译系统，首先合成复制酶及有关的蛋白质，然后进行病毒RNA的复制，最后由病毒RNA（+）和蛋白质装配成病毒颗粒。 2、负链RNA病毒（带有复制酶）：狂犬病毒等 此类病毒带有复制酶，侵入后，复制酶首先合成出正链RNA（mRNA），再以正链RNA为模板，合成负链RNA及蛋白质，然后装配。 3、双链RNA病毒（带有复制酶）：呼肠孤病毒等 以双链RNA为模板，在复制酶作用下先转录正链RNA（mRNA），从而翻译出蛋白质，然后合成负链RNA，形成双链RNA，再包装。 4、 反转录病毒（含反转录酶）：白血病病毒、肉瘤病毒等致癌RNA病毒 正链RNA病毒，它们的复制需要经过逆转录生成双链DNA，在转

39、录出正链RNA，翻译出蛋白质，再包装2022-6-281304 逆转录（reverse transcription）2022-6-281314.2 病毒RNA的逆转录过程 （以前病毒cDNA形式整合到宿主细胞DNA中,随细胞增殖而传给子代，引起细胞恶性转化） 病毒RNA RNA-DNA杂交分子 双链DNA（前病毒cDNA） v 逆转录酶是多功能酶，兼有3种酶的活性： RNA指导的DNA聚合酶活性 DNA指导的DNA聚合酶活性 核糖核酸酶H的活性，专一水解RNA-DNA杂交 分子中的RNA，可沿53和3 5两个方向起核 酸外切酶的作用。v逆转录酶也和DNA聚合酶一样，沿53方向合成DNA，并要求有引物存在，还要求Mn2