核酸的生物合成PPT

关于核酸的生物合成PPT第一页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

1、基因——DNA大分子上的各个功能片段，有复制、转录等功能。

2、分子生物学中心法则及其补充。DNA

RNA

蛋白质转录翻译复制反转录RNA翻译蛋白质复制第二页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

3、基因表达——通过转录和翻译、用基因的遗传信息在细胞内合成有功能意义的各种蛋白质。由于中心法则的建立，人们对核酸、蛋白质的研究更深入了，不仅研究它们的结构、功能、相互作用以及它们之间一套复杂、精确的调控机制、调控基因的表达与不表达；而且在体外可对DNA进行改造，使遗传性状改变或有目的地使基因表达产生蛋白质等基因工程的应用。现今，人们把研究蛋白质、核酸等生物大分子的结构、功能以及它们之间相互作用的科学划分为又一门新的学科，即分子生物学。第三页，共九十九页，编辑于2023年，星期一随着分子生物学的进一步研究，将来对中心法则可能还会作出进一步补充。如RNA在中心法则中只是参与遗传信息的表达，但在补充法则却作为遗传物质；最近发现某些RNA分子具有酶活性。最近，有学者提出：RNA不单是沟通“DNA—蛋白质”之间的桥梁。RNA可能是功能比DNA更广泛的信息分子、可能是生命起源过程中最早出现的生物大分子。第四页，共九十九页，编辑于2023年，星期一本篇依中心法则将介绍复制、转录、翻译。同时介绍基因调控和基因工程这两个在生命科学中处于理论和应用的最前沿课程。第五页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

一、DNA复制方式1、DNA复制模式—半保留复制（1）复制——以亲代DNA为模板，以四种dNTP

为原料，按碱基配对原则（A=T，G≡C）

合成子代DNA的过程。（2）DNA复制的特点之一：半保留复制第一节DNA的生物合成第六页，共九十九页，编辑于2023年，星期一半保留复制——DNA复制时，亲代DNA的两条链都作为模板，各自指导合成互补链，形成两个与亲代DNA完全一样的子代分子，在每个子代DNA分子中均保留了一条亲代DNA链，DNA这种复制方式被称为半保留复制。第七页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第八页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第九页，共九十九页，编辑于2023年，星期一2、半不连续复制(1)冈崎片段和半不连续复制由于DNA双链走向相反，而复制方向为5′→3′，模板方向一定为3′→5′，故必有一股新链其模板解链方向与复制方向一致，可以连续合成，称为前导链；而另一股链其复制方向与解链方向相反，不能连续合成，称为滞后链(或后随链）。不连续合成的后随链的一个个片段称为冈崎片段。后随链的复制是由引物酶分段生成RNA引物，然后在各段引物的基础上分段延长的。第十页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期一原核生物——总是从一个固定的起始点开始，在两条模板上同时向两个（相反）方向进行，称双向复制。真核生物——①双向复制；②多点复制（有多个复制起始点，同时形成多个复制单位）。单向复制模式和双向复制模式复制泡二、复制点（DNA复制的起始点和方向）第十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期一三、DNA聚合反应有关的酶及相关蛋白因子1）引发酶作用——在模板的复制起始部位催化互补碱基的聚合，形成短片段RNA引物。其本质为：RNA聚合酶（是一种不同于DDRP的RNA聚合酶）。2）引发体——为解链酶与其他复制因子结合辨认起始点时再结合引物酶形成引发体。[引发体≈解链酶+其它复制因子+引发酶]故引发体的作用是：辩认起始点，结合在DNA模板上，解开DNA双链，催化RNA引物形成。3）引物为什么是RNA而不是DNA——依赖于DNA模板的DNA聚合酶简称DDDP，不能催化两个游离的dNTP聚合，而RNA聚合酶能催化两个游离的NTP聚合。1、RNA引物合成酶（引发酶）第十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期一2、DNA聚合酶催化5′→3′的聚合反应：在引物上3′-OH未端逐个加入dNMP（由dNTP去除PPi生成），使新链不断延长。反应需：

①模板，按A=T，G≡C合成新链。②引物，引物3′-OH和下一个dNMP在聚合酶催化下生成3′,5′-磷酸二酯键，通过3′,5′-磷酸二酯键将单个核苷酸连成长链。

③合成方向5′→3′，模板阅读方向3′→5′。第十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期一3、DNA连接酶1〉作用：连接DNA链3′-OH未端和另一DNA链的5′-P未端，使二者生成磷酸二酯键。如连接冈崎片段，DNA修复、重组、剪接中起缺口缝合等。2〉注意：连接酶连接的都是碱基互补基础上的双链中的单链缺口，不能连接单独存在的DNA或RNA单链作用。第十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期一4、解旋、解链酶类解开“超螺旋”，解开并理顺模板DNA双链，与SSB配合维持（模板部位）单链状态。★解链酶：作用：解开DNA双链。解链酶有两种，一是

rep蛋白（解链酶I），沿模板3′→5′

移动。二是解链酶II，沿模板5′→3′移动。第十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期一5、单链DNA结合蛋白（singlestrandedDNA-bindingProtein，SSB或DBP），曾称螺旋反稳定蛋白（HDP）作用：

①与解开的单链DNA结合，维持复制时模板处于单链状态，防止复性。②对抗核酸酶水解单链DNA，保护单链完整性。

SSB可结合跨度为32个核苷酸单位，在DNA

解链中不断结合，脱离再结合。第十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期一6、DNA拓扑异构酶（拓扑酶）作用：松驰超螺旋，克服解链中出现的打结缠绕、连环现象。拓扑酶广泛存在于真核细胞及原核细胞，可分为两型：

〈1〉I型拓扑酶：切断双链DNA中的一段，待DNA松弛后可将切口接上。不需ATP。

〈2〉II型拓扑酶：有双重作用水解作用——切断双链DNA某部位，松弛超螺旋。（不需ATP）接合作用——DNA松弛解缠后，连接断口，并使

DNA进入负螺旋状态（右旋；“负”比“正”有更好的模板作用）。（消耗ATP）第十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期一DNA的复制过程1、起始1）辩认起始部位：由解链酶在DnaB起始蛋白协助下结合于复制起始点上。2）解开DNA双链：在起始点进行，解链酶解开DNA双链。需ATP（2ATP/bp）。3）拓扑酶（主要为II型）松解超螺旋，防止由于解链出现的下游打结及缠绕现象。第十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期一4）SSB（单链DNA结合蛋白）结合于开放的单链上，稳定和保护单链作用5）引发体中的引发酶按碱基配对规律合成RNA引物。（以DNA为模板按5′→3′方向合成。引物约含十几~几十个碱基、有3′-OH未端的RNA片段）。6）polIII的亚单位辩认引物。第一个脱氧核苷酸在该酶催化下加到引物3-OH未端上，形成磷酸二酯键。第二十页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第二十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期一复制叉形成

复制叉——无论原核或真核细胞，复制开始由于DNA双链解开，在两股单链上同时进行复制，在电镜下均看到伸展成叉状的复制现象。在引物生成后，复制叉的形状已基本具备。复制的速度：细菌复制速度很快，2500bp/s，20分钟可繁殖一代。真核生物复制速度慢些，但因其有多个复制始点，故总速度与原核差不多。第二十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第二十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期一2、复制的延长

由DNA聚合酶（原核polIII；真核DNA聚合酶）催化dNTP以DNA为模板，按碱基配对原则逐个加到新链中，链得以延长，新链合成方向5′→3′。第二十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期一复制的速度：细菌复制速度很快，2500bp/s，20分钟可繁殖一代。真核生物复制速度慢些，但因其有多个复制始点，故总速度与原核差不多。第二十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期一Eukaryotic真核生物DNAreplicationProkaryote原核生物DNAreplication第二十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期一（2）前导链和滞后链的合成

DNA双链走向相反，模板方向为3′→5′，而复制方向5′→3′。

1）前导链：一股新链其模板解链方向与复制方向一致，可以连续合成，称为Leadingstrand前导链；2）滞后链：另一股链其复制方向与解链方向相反，不能连续合成，称为Laggingstrand滞后链。第二十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期一3、复制的终止1）引物水解。由一种RNase将领头链及冈崎片段的引物水解除去。2）修补空缺（引物水解后留下的空缺）。

①由DNA聚合酶催化（原核polI;真核DNA聚合酶β）；②修补方向也是5′→3′。3）连接。由DNA连接酶催化。①连接冈崎片段；②连接领头链的主体与引物空缺修补小片段。第二十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期一1、原核细胞DNA的复制（1）复制所需的条件（或称“复制体系”）：1）底物：dNTP2）聚合酶：DNA聚合酶3）模板：模板DNA的双链（即解开为单链状态的两条DNA母链）4）引物：DNA聚合酶不能催化两个游离的dNTP互相聚合，需一引物。引物即为小分子RNA（含3′-OH的寡核苷酸）。5）其他酶和蛋白质因子。如解旋酶、解链酶、DNA

连接酶等。三、原核生物中DNA的复制第二十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期一（2）原核生物的DNA聚合酶为三种：

polIpolIIpolIII

含量最多最少活性见课本见课本见课本功用校读、修复复制复制最主要的酶填补空缺核酸外切酶活性5′→3′+—+3′→5′+++第三十页，共九十九页，编辑于2023年，星期一※核酸外切酶活性。

〈1〉5′→3′外切酶活性：从5′端把核苷酸从核酸链上水解下来，polI、III具有。

〈2〉3′→5′外切酶活性：从3′端把核苷酸从核酸链上水解下来，polI、II、III

均具有。第三十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

※核酸外切酶活性的作用是：

①即时校读——DNA复制出现碱基配对错误时，DNA聚合酶利用外切酶活性（主要为3′→5′外切酶）清除错配碱基，并利用5′→3′聚合酶活性补回正确配对碱基，这种功能称之。主要由polI完成。

②切除引物、切除突变的片段——均为polI5′→3′外切酶的作用。第三十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期一※复制的保真性（fidelity）

1、概念——DNA复制时DNA聚合酶依赖模板，保证遗传信息传代延续中子链与母链配对准确无误，称之。

2、保真机理

〈1〉遵守严格的碱基配对规律。聚合时，磷酸二酯键的形成应在氢键的准确搭配之后发生。

〈2〉聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能。如母链为T，酶能选择A而不是其他。

〈3〉复制中出错时有即时校读功能（有错即改）。第三十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第三十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期一原核生物DNA的复制过程：辩认起始部位：由解链酶在识别蛋白协助下结合于复制起始点上。解开DNA双链：在起始点进行。解链酶解开DNA双链。需ATP解开双链并非解链酶单独作用（2ATP/bp），可能构成引发体后再进行解链。

DNA旋转酶或拓扑酶（主要为II型）松解超螺旋，防止由于解链出现的下游打结及缠绕现象。第三十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期一单链结合蛋白SSB结合于开放的单链上，稳定和保护单链作用引发体中的引发酶按碱基配对规律合成RNA引物。[以DNA为模板按5′→3′方向合成。引物约含十几~几十个碱基、有3′-OH未端]。polIII的亚单位辩认引物。第一个脱氧核苷酸在该酶催化下加到引物3-OH未端上，形成磷酸二酯键。第三十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第三十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期一四、真核生物中的DNA复制真核生物的DNA聚合酶为五种：1）DNA聚合酶αandδ主要复制

染色体DNA,DNA聚合酶α主要为滞后链的合成；DNA聚合酶δ主要为前导链的合成2）DNA聚合酶βandε主要为修复DNA,3）DNA聚合酶γ主要线粒体DNA复制和修复.第三十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期一★端粒与端粒酶端粒：是真核细胞染色体末端一种膨大的、DNA富含GC重复序列的粒体结构。端粒酶：是一种由RNA和蛋白质组成的能催化DNA合成的酶。这种合成以本身的RNA为模板。模板AGGGTTAC新链5’CCCAAUG(RNA片断)端粒酶端粒DNApolymerase第三十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期一3）在真核细胞，DNA复制的同时，各种染色体蛋白（组蛋白及非组蛋白）同时合成。一但DNA复制结束，即可装配为核蛋白并组成染色体。第四十页，共九十九页，编辑于2023年，星期一五、反转录作用（RNA指导的DNA合成）DNARNA转录逆转录RNA转录反转录主要从病毒中发现RNA指导的DNA聚合酶、其催化底物为dNTP，催化生成与RNA（作为模板）碱基序列互补的DNA；遗传信息从RNA流向DNA。第四十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期一〈一〉DNA突变突变的概念：由于理化因素使DNA组成改变，即DNA分子上的碱基改变，如未能完全修复而引起可遗传的变异称之。又称基因突变。突变的原因有：自发突变和诱变：自发突变即遗传过程“自发”地发生；诱变即用人工手段（理化因素：如紫外线、离子辐射、羟胺、亚硝酸盐、氮芥类等。），使DNA发生突变。第二节DNA的损伤与修复第四十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第四十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期一（二〉突变的结果包括：

①致死性；②生物体内某些功能丧失；

③只改变基因而对表现型无影响；

④产生了利于物种生存或有利于人类的结果。第四十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期一〈三〉突变的类型：1、点突变：DNA分子上一个碱基的变异。又分为转换和颠换：转换即同型碱基的转换；颠换即异型碱基（嘌呤与嘧啶）的转换。2、缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA上消失。3、插入:一个碱基或一段核苷酸链插入到另一个DNA

分子上，缺失和插入均引起移码突变（转录后密码子改变）。4、倒位：DNA链内部重组。其中一段方向反置，如从5′→3′变为3′→5′或一大段DNA分子在DNA分子内迁移。第四十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期一GAAGTAGCTGAGGTAGCT为点转换突变GACCTAGCTGACTTAGCT为为点颠换突变GACGTAGCTGATAGCT为为缺失突变GACGTAGCTGACGCATAGCT为插入突变GACGTAGCTGACGATGCT为倒位突变第四十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期一复制过程中发生DNA突变称为DNA损伤，大多属于自发突变。体内靠校读和修复机制消除已发生的缺陷。1、校读：核内polI有核酸外切酶活性，随时把错误配对的核苷酸切除，并利用其DNA聚合酶活性补回正确的核苷酸。这种由polI监视和纠正复制错误的功能称校读。二、损伤的修复第四十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期一2、修复：如错误配对屡屡发生或涉及范围大，则需一些机制来修复，包括：（1）、光修复：需光能激活的修复酶修复。如该酶可使因紫外线照射而形成的二聚体TT分解为原来的单体状态。（2）、切除修复：需特异核酸内切酶、polI、DNA连接酶的共同作用。这是人类DNA损伤的主要修复方式。第四十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第四十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第五十页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第五十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期一3、重组修复：适于损伤面积较大时。4、SOS修复：紧急修复，出现的错误多且广泛。由于修复不完全，可引起较长期广泛的突变。第五十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第五十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期一转录（DNA指导下的RNA合成）1、转录—生物体以DNA为模板，按碱基互补规律合成RNA的过程。把DNA的碱基序列抄录成RNA的碱基序列。2、转录所需的条件：

〈1〉原料：NTP〈2〉模板：DNA双链中的一股

〈3〉酶：RNA聚合酶，全称为“依赖DNA的RNA聚合酶”（DNA-dependentRNApolymeraseDDRP），也称转录酶。第三节RNA的生物合成一、概述第五十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期一〈一〉原核生物的RNA聚合酶（以E.coli的酶研究比较透彻）

1、该酶由5个亚基组成：即α2ββ′б，其中б亚基易脱落。

2、核心酶：即α2ββ′，具有催化聚合功能，不能辩认起始点，但参与转录的延长。一、RNA聚合酶第五十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

3、全酶；即α2ββ′б，既辩认转录起始点，又有催化聚合功能，参与转录起始。

4、各亚基的功能：

α亚基——决定哪些基因被转录

β亚基——与转录全过程有关

β′亚基——结合DNA模板

б亚基——辩认起始点。σ亚基本身并无催化功能;它的作用是识别DNA分子上的起始信号。

第五十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期一有三种类型：RNApolI、RNApolII、RNApolIII。

RNApolI转录产物为rRNA的前体（45S-rRNA）；

RNApolII转录mRNAD的前体（hnRNA）；

RNApolIII转录5S-rRNA，tRNA，snRNA（核RNA)前体。由于hnRNA为mRNA前体，而mRNA在各种RNA中寿命最短，最不稳定，需经常合成，故酶II被认为是最重要的酶。（二）真核RNA聚合酶第五十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

1、启动子是DNA分子可以与RNA聚合酶特异结合的部位，也就是使转录开始的部位。在基因表达的调控中，转录的起始是个关键。常常某个基因是否应当表达决定于在特定的启动子起始过程。

2、启动子处的核苷酸顺序具有特异的形状以便与RNA聚合酶结合。

3、在RNA合成开始位点的上游大约10bp和35bp处有两个共同的顺序，称为-10和-35序列。这两个序列的共同顺序如下：-35区“AATGTGTGGAAT”；-10区“TTGACATATATT”。大多数启动子均有共同顺序只有少数几个核苷酸的差别。

4、启动子中的－10和-35序列是RNA聚合酶所结合和作用必需的顺序。

二、启动子第五十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第五十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期一三、终止子

-10序列又称为Pribnow盒(原核生物)。在真核生物中相应的序列位于-35bp处，称为TATA盒，又称为Goldberg-Hognessbox，是RNA聚合酶Ⅱ的结合部位。第六十页，共九十九页，编辑于2023年，星期一五、转录与复制的异同相同：①模板：DNA

②原料：三磷酸核苷酸

③遵守碱基配对规律

④模板阅读方向：3′→5′；新链合成方向：5′→3′

⑤酶：依赖DNA的聚合酶

⑥产物：多核苷酸链第六十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期一不同：

复制

转录模板DNA双链DNA模板链原料dNTPNTP

配对A←→T，G←→CA→U，T→A，

G←→C

酶DDDPDDRP

产物子代DNA（半保留）RNA（mRNAtRNA、

rRNA等）引物小段RNA不需要引物第六十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期一可分为起始、延长、终止三个阶段

1、转录过程以DDRP全酶辩认并结合DNA模板而开始。

2、随着酶的向前移动（→5′），转录产物RNA

不断延长。

3、当转录酶到达终止信号处，酶与DNA模板分离、产物RNA脱落、转录即告结束。

4、真核生物的转录产物还需有“转录后加工”的过程。三、RNA的转录过程第六十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第六十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期一1、RNA聚合酶全酶辨认、结合到模板的启动区在真核细胞还有一些特异调控DNA称顺式调控元件，还有一些辩认DNA的蛋白质称反式调控因子共同参与转录起始过程。（一）转录的起始第六十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期一2、解开DNA双链，形成“转录空泡”。

1）较早认为RNA聚合酶与DNA结合后，“挤入”双螺旋结构之内，使DNA解链，不需其他辅助因子。目前认为拓扑酶II也参与作用，形成负超螺旋，有利于转录。

2）解链的范围不大（10—20bp）——形成转录空泡。第六十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第六十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期一3、起动复合物形成，转录开始：不需引物，RNA聚合酶在起始部位催化两个核苷酸形成磷酸二酯键。第一个核苷酸常为GTP，GTP与随后的NTP生成

PPPGPN′-OH，仍保留三磷酸鸟苷状态。因此常把[RNA聚合酶全酶-DNA-PPPGPN′

-OH]称为转录的起始复合物。4、б因子从全酶脱落，可重复利用。第六十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第六十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

1、核心酶沿着模板滑动，催化四种NTP按碱基配对原则生成长的核苷酸链，方向5′→3′。核心酶经过后，DNA双链复合为双螺旋，RNA链与模板分离。

2、因同一DNA上可多位点同时转录；又因DNA—DNA较DNA—RNA结构稳定，故RNA易被排斥分离，在电镜下，同一DNA模板上，长短不一的RNA链散开成羽毛状图形。

3、同时将转录过程形成的“酶-DNA-RNA”复合物称为转录复合物。

4、对于较长的mRNA，可一边转录、一边与核糖体结合而开始“翻译”过程。（二）转录的延长第七十页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

DDRP（核心酶）在模板的“转录终止点”停顿，酶—模板分离，RNA脱落。1、依赖ρ因子帮助：

ρ因子帮助RNA聚合酶辩认终点并停止转录。ρ因子与RNA结合（主要与PolyC亲和力最大）→RNA-DNA杂化双链的短链变性→利于转录产物从转录复合物中释放。ρ因子有ATP酶与解链酶活性。

2、不依赖ρ因子

RNA产物形成特殊结构来终止转录。在近转录终止区，转录产物常出现多个“UUUU…..”结构，在此结构之前，转录产物形成“发夹样”或“柄鼓泡”样结构，这种二级结构是阻止转录继续向下游推进的关键。（三）转录终止第七十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第七十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期一第七十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期一四、转录过程的抑制剂第七十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期一无论原核或真核生物，初级转录产物都经过一定程度的修饰和加工才表现功能。真核生物转录后加工修饰更复杂，故主要介绍真核生物。（一）mRNA的转录后加工1、首尾修饰（1）5′端带帽：即GPPPmG。其功能：一种翻译起始因子可和帽子结构结合，故与翻译过程有关。（2）3′端接尾；即PolyA，一般100~200bp。其功能：维持mRNA作为翻译模板活性，增加mRNA稳定性。五、转录后的加工第七十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

2、内部剪接（1）断裂基因（Splitgene）、外显子（exon）和内含子（intron）

〈a〉断裂基因——真核生物的结构基因常由若干个编码区及非编码区间隔连续镶嵌而成，称之

〈b〉外显子——基因中（包括hnRNA）能编码AA的片段。

〈c〉内含子——基因中（包括hnRNA）非编码AA的片段。原核生物结构基因是连续的编码序列，无断裂基因。第七十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期一（2）mRNA的剪接：即剪去内含子，拼接外显子断裂基因经转录形成hnRNA，hnRNA剪去内含子，拼接外显子，成为成熟的mRNA（二）tRNA的转录后加工

tRNA为DDRPIII的转录产物

1、剪接：去除插入的碱基。

2、生成各种稀有碱基：即除A、C、G、U以外的碱基，如DHU、ψ、I等。

〈1〉甲基化：A→Am,G→Gm〈2〉还原反应：U→DHU〈3〉核苷内转位反应：尿嘧啶核苷→假尿苷ψ（C5—C1′）

〈4〉脱NH3：A→I3、3′端加入CCA-OH未端，完成氨基酸臂的第七十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期一（三）rRNA的转录后加工

rRNA的基因（rDNA）属丰富基因族的DNA序列，有高度重复序列，这些序列可被不能转录为mRNA的间隔区分隔组成。〈一〉rRNA的加工：

rRNA在胞核内经转录形成45S-rRNA，后者经加工剪接形成18S-rRNA和经拼接形成5.8s及28s-rRNA。三种rRNA一起和核糖体蛋白构成核糖体，进入胞质。

〈二〉rRNA的自我剪接与ribozyme(核酶)

研究发现一些低等真核生物细胞核的rRNA，其剪接不需任何蛋白质参与，故认为RNA分子具有酶的活性，从而提出核酶的概念。

1、核酶（ribozyme）：具有催化作用的RNA。主要参与RNA的自我剪接过程

2、核酶二级结构——槌头状结构，包括有底物部位（含G、U序列）和催化部位（有三个茎及1或2个环）。第七十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期一一、概念：

基因工程是在体外将分离纯化或人工合成的DNA与载体DNA结合，成为重组DNA，用以转化宿主（细菌或其他细胞），然后筛选出能表达重组DNA的活细胞，加以纯化、传代、扩增，成为克隆的技术。因此基因工程也称为基因克隆或重组DNA技术。克隆(Clone)——亲代细胞通过无性繁殖而产生一组单一细胞的过程称之。[克隆也表示从单一亲代细胞通过无性繁殖而产生的一组单一的细胞。]第二节基因工程操作技术第七十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期一已用限制性内切酶切开的质粒DNA给体DNA片段给体DNA重组质粒染色体DNA细菌细菌的转化与含重组质粒的细菌的筛出已转化的细菌细菌繁殖含该重组质粒的细菌克隆株基因工程技术示意图第八十页，共九十九页，编辑于2023年，星期一〈一〉分——载体和目的基因的分离

1、常用载体：质粒、λ噬菌体、M13噬菌体等。此外还有逆转录病毒DNA、昆虫病毒DNA。对载体的要求：

〈1〉能独立复制，但需宿主的酶体系进行基因表达。

〈2〉有筛选标记：如抗药性基因。

〈3〉分子量不大，尽可能有多种内切酶的单一位点。

〈4〉可通过破碎细菌，用密度梯度离心法分离。（5）容易进入受体细胞二、基因工程的五大步骤

——（分、切、接、转、筛）第八十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期一EcoRI0HindIII29BamHI375

SalI650

AvaI1425

PvuII2066

PstI3609耐氨苄青霉素基因耐四环素基因第八十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

2、目的基因的来源：

〈1〉直接从染色体DNA分离，多用于原核生物。

〈2〉人工合成。

〈3〉从mRNA合成cDNA，需反转录酶。

第八十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期一〈4〉基因文库：是含有某种生物体全部基因的随机片段的重组DNA克隆群体。包括

G—文库（总DNA文库）、

C—文库（cDNA文库）。基因文库制备过程：全部DNA分离提纯，经过酶切形成DNA片段，重组入同一个载体，成为重组体，再转化到细菌保存起来。第八十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期一基因文库包括：（1）G文库——用基因组的总DNA来制备的称之。（2）C文库——用细胞全部mRNA经反转录生成cDNA，以之来建库。应用“探针”可把目的基因钓出。第八十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期一〈二〉切——限制性内切酶的应用

1、作用——识别核酸分子某些碱基序列并加以切开。不同的限制酶其酶切点不同。酶辩认的碱基序列一般为4~6个，而且这些碱基序列大多有回文结构。

2、回文结构——即碱基排列顺序在顺读和反读都是一样的。第八十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期一

3、酶作用的切口