DNA的复制、转录和翻译.ppt

1、1、DNA的复制,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。,A、半保留复制（Semiconservative Replication）,以亲代DNA每一条链作模板，合成复制两条完全相同的子代双链DNA。子代DNA中均含有一条亲代DNA链。,1.1、DNA复制的特点,B、从复制起始点开始,基因序列复制时，在特定位点开始（具有特定核苷酸序列片段），即复制起始点（复制子replicator）。在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在真核生物中则为多个。,C、半不连续，双向复制,以复制起始点为中心，双向复制；低等生物中，可进行单向复制，如滚环复制。,DNA聚合酶以5

2、3方向复制（模板DNA链方向为35）。,原核生物中的三种DNA聚合酶（DDDP）,注：参与DNA复制的主要是pol II和pol I， pol II一般在pol II和pol I缺乏的情况下发挥作用。DNApol I:III = 400:40:20，但是pol III的比活性超过pol I的10倍。,单肽链的大分子蛋白质，可被特异的蛋白酶水解为两个片段，其中的大片段称为Klenow fragment，具有53聚合酶活性和35外切酶的活性。,DNA Polymerase I（Kornberg酶）,DNA Polymerase III,十种亚基组成，其中亚基具有53聚合DNA的酶活性，具有复制DN

3、A的功能；而亚基具有35外切酶的活性，与DNA复制的校正功能有关。,引物酶（Primase）,催化引物合成的酶，属于RNA聚合酶又不同于转录酶，在DNA链复制过程中与解旋酶共同作用。,引发体(Primosome ),由解旋酶、引物酶等多种蛋白质组成的蛋白质复合体，结合并能在链模板上移动，可生成RNA短片段引物，引导DNA聚合酶合成冈崎片段。,E、引物引导,基因复制过程需一段RNA分子作为引物。 RNA引物分子特点： 具有3-OH （自由羟基）； 由引物酶基于单链DNA为模版合成（由引发体合成）； 原核生物中约为1016个核苷酸，真核生物中约为10个核苷酸； 与模板DNA碱基配对； 能被DNA聚

4、合酶切除（DNA复制开始处的几个核苷酸易出现差错.提高复制准确性）,注：腺病毒DNA和枯草菌噬菌体29DNA的复制不需要RNA引物，只利用先导链，且从其一端开始进行复制。,F、忠实复制,遵守严格的碱基配对规律； DNA聚合酶在复制时对碱基的正确选择； 对复制过程中出现的错误及时进行校正。,1.2、DNA复制过程,复制起始,复制延长,复制终止,原核生物：DNA聚合酶水解RNA引物，同时填补缺口 真核生物：特殊核酸酶水解RNA引物。DNA聚合酶填补缺口,原核生物和真核生物DNA复制区别,2、DNA的转录,RNA分子,tRNA： 转运RNA mRNA：信使RNA rRNA： 核糖体RNA sRNA：

5、 小分子RNA,复制与转录的区别,RNA聚合酶(DDRP) 原核：全酶 真核：RNA Pol I/II/,RNA前体+4nPPi,DNA: A T G C | | | | RNA: U A C G,以DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，在RNA聚合酶（转录酶）的作用下，不对称转录生成RNA的过程。,DNA模板，Mg2+/Mn2+,大肠杆菌RNA聚合酶全酶,原核生物RNA聚合酶全酶, ：转录因子，识别起始序列 核心酶:(2, , ) ,转录延长,全酶= 核心酶 (2, , )+,注：此全酶受利福平抑制（专一结合亚基）,hnRNA-Heterogeneous Nuclear RNA（不均一核内RNA

6、) SnRNAs-Small Nuclear RNA(核内小RNA),真核生物RNA聚合酶,1) 起始识别 (Recognition),转录过程,2)转录起始和延伸(Initiation & Extension),真核生物：过程相似，但由RNA聚合酶起始，且需转录因子，如TBP, CTF等。,原核生物,3)转录终止（Termination) ,终止信号（终止子）：AA/UGA, UAG 依赖因子的终止子:附着在新生RNA链上，随全酶至终止子 不依赖因子的终止子:终止序列中富含GC碱基对，其下游6-8个A(PolyA).RNA上的茎环(发夹)结构,真核生物: 加尾信号(DNA上AATAAA+富含

7、G.T序列),原核生物,原核与真核转录的区别,3、DNA序列翻译,翻译(Translation)：以mRNA为模板，以氨基酸为底物，在核糖体上通过各种tRNA，酶和辅助因子的作用，合成多肽的过程。,mRNA: 5- AUG.GUG. UUU-3,三联体密码（Triplet Codon),简并性 每个氨基酸有多个密码子 但色氨酸(UGG)，甲硫氨酸(AUG) 通用性和特殊性 线粒体: AUAMet (非Ile) UGATrp (非终止密码） AGA,ACG终止密码子(非Arg） AUA, AUU可为起始密码子 密码子与反密码子互作,翻译过程,1) 氨基酸活化 （氨酰tRNA生成，即tRNA和氨基

8、酸的复合物）,真核生物最先形成Met-tRNA(甲硫氨酸)，原核生物最先形成fMet-tRNA(N-甲酰甲硫氨酸),N=A,T,U,G 氨酰tRNA合成酶具有氨酰化和水解脱酰基双重功能,核糖体亚基与mRNA、Met/fMet-tRNA、起始因子形成复合物，识别起始密码子的过程。 真核生物：密码子AUG为甲硫氨酸（Met）编码，同时作为起始密码。 原核生物：只能辨认甲酰化的甲硫氨酸，即N-甲酰甲硫氨酸（ fMet ）,2) 肽链合成起始,核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的功能是按照mRNA的 指令由氨基酸高效且精确 地合成多肽链。,原核生物： P位：肽酰位Met-tRNA A位：氨基酰位成肽

9、E位：排出位排除tRNA 真核生物: 无E位,原核生物核糖体: 70S=30S+50S 三种IF（Initiation Factor）因子参与 真核生物核糖体: 80S=40S+60S: 10种IF因子参与,根据mRNA密码序列的指导，从N端向C端依次添加氨基酸延伸肽链，直到合成终止的过程，又核蛋白体(核糖体)循环(Ribosomal Cycle)，循环一次增加一个氨基酸 延长因子 (Elongation Factor): 原核生物：EF-T (EF-Tu、EF-Ts ), EF-G 真核生物：EF-1、EF-2,3) 肽链延伸：,4) 肽链合成终止,核糖体位出现mRNA终止密码，多肽链合成停止，肽链从肽酰tRNA中