第14章 RNA的轉(zhuǎn)錄

1、第第14章章 生物信息的傳遞生物信息的傳遞RNA的轉(zhuǎn)錄的轉(zhuǎn)錄 DNA是遺傳信息的載體，基因是是遺傳信息的載體，基因是DNA分子分子上的特定核苷酸序列。上的特定核苷酸序列。基因表達(dá)實(shí)質(zhì)上就是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。基因表達(dá)實(shí)質(zhì)上就是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯。 年，提出了遺傳信息的傳遞途年，提出了遺傳信息的傳遞途徑稱為中心法則（）徑稱為中心法則（）DNA RNA PROTEIN轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯復(fù)復(fù)制制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄是指以的一條鏈為模板合成互補(bǔ)的是指以的一條鏈為模板合成互補(bǔ)的的過程；的過程；翻譯翻譯是依照是依照RNA的信息合成蛋白質(zhì)的過程。的信息合成蛋白質(zhì)的過程。的遺傳信息通過的遺傳信息通過RNA表達(dá)為蛋白質(zhì)中

2、氨基酸表達(dá)為蛋白質(zhì)中氨基酸的信息。的信息。進(jìn)入21世紀(jì)后，修正的“中心法則”示意圖。RNA合成的途徑合成的途徑DNA轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄是以是以DNA的一股為模板合成一條的一股為模板合成一條互補(bǔ)互補(bǔ)RNA的過程，轉(zhuǎn)錄后的的過程，轉(zhuǎn)錄后的RNA序列中的序列中的U與與DNA的的T配對(duì)。配對(duì)。 RNA復(fù)制復(fù)制：以：以RNA為模板合成為模板合成RNA。第一節(jié)第一節(jié) 轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄是以是以DNA的一條的一條鏈為模板合成互補(bǔ)鏈為模板合成互補(bǔ)RNA的過程的過程 。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的產(chǎn)物為轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的產(chǎn)物為RNA前體，即前體，即原始轉(zhuǎn)錄體原始轉(zhuǎn)錄體，必須經(jīng)加工才能有生物活性必須經(jīng)加工才能有生物活性 。 信使信使RNA (mess

3、enger RNA, mRNA) 轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移RNA (transfer RNA, tRNA) 核糖體核糖體RNA (ribosomal RNA, rRNA) 其他一些小其他一些小RNA（small RNA, sRNA)一、一、 RNA合成的方式合成的方式不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄在轉(zhuǎn)錄區(qū)，只有一小段在轉(zhuǎn)錄區(qū)，只有一小段DNA的一條的一條DNA鏈作為鏈作為模板鏈，稱為不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄。模板鏈，稱為不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄。模板鏈模板鏈又稱為負(fù)鏈又稱為負(fù)鏈 （-） 、反意義鏈，它與、反意義鏈，它與轉(zhuǎn)錄出來的轉(zhuǎn)錄出來的RNA反義反義（序列相反）；（序列相反）；不做為模板的不做為模板的DNA鏈為編碼鏈，又稱為鏈為編碼鏈，又稱為正

4、鏈正鏈（+）、有意義鏈）、有意義鏈 ，它與轉(zhuǎn)錄出來的，它與轉(zhuǎn)錄出來的RNA同義（序列相同）。同義（序列相同）。編碼鏈的的序列與轉(zhuǎn)錄編碼鏈的的序列與轉(zhuǎn)錄RNA的序列相同，只的序列相同，只是在編碼鏈上的是在編碼鏈上的T在轉(zhuǎn)錄本在轉(zhuǎn)錄本RNA為為U。編碼鏈（編碼鏈（coding strand）或有意義鏈（）或有意義鏈（sense strand)： 與與RNA序列相當(dāng)?shù)哪菞l序列相當(dāng)?shù)哪菞lDNA鏈鏈模板鏈（模板鏈（template strand）或稱反義鏈（）或稱反義鏈（ antisense strand)： 據(jù)堿基互補(bǔ)原則指導(dǎo)據(jù)堿基互補(bǔ)原則指導(dǎo)mRNA合成的那條合成的那條DNA鏈鏈DNA轉(zhuǎn)錄序列的區(qū)分

5、轉(zhuǎn)錄序列的區(qū)分紅色編碼鏈藍(lán)色模板鏈二、二、 轉(zhuǎn)錄的方向、起始及終止位點(diǎn)轉(zhuǎn)錄的方向、起始及終止位點(diǎn)轉(zhuǎn)錄時(shí)不需引物轉(zhuǎn)錄時(shí)不需引物，由，由RNA聚合酶催化以聚合酶催化以4種核苷三磷種核苷三磷酸（酸（NTP）為底物，連續(xù)合成）為底物，連續(xù)合成RNA鏈。鏈。用代謝抑制劑用代謝抑制劑3-脫氧腺苷證明脫氧腺苷證明RNA鏈合成的方向?yàn)殒満铣傻姆较驗(yàn)? 3。轉(zhuǎn)錄是從轉(zhuǎn)錄是從DNA分子的特定部位開始的，這個(gè)分子的特定部位開始的，這個(gè)部位也是部位也是RNA聚合酶全酶結(jié)合的部位。聚合酶全酶結(jié)合的部位。在在DNA上開始轉(zhuǎn)錄的第一個(gè)堿基規(guī)定為上開始轉(zhuǎn)錄的第一個(gè)堿基規(guī)定為+1，與轉(zhuǎn)錄相反的方向稱上游；轉(zhuǎn)錄方向?yàn)橄掠?。與轉(zhuǎn)錄

6、相反的方向稱上游；轉(zhuǎn)錄方向?yàn)橄掠?。在上游方向與轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)相鄰的位置定為在上游方向與轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)相鄰的位置定為-1。轉(zhuǎn)錄時(shí)轉(zhuǎn)錄時(shí)RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合在聚合酶識(shí)別并結(jié)合在DNA分子上分子上的特定部位開始轉(zhuǎn)錄，這個(gè)部位就是的特定部位開始轉(zhuǎn)錄，這個(gè)部位就是啟動(dòng)子啟動(dòng)子； 模板模板DNA上都有終止轉(zhuǎn)錄的特殊信號(hào)上都有終止轉(zhuǎn)錄的特殊信號(hào)終止子終止子。每個(gè)基因或操縱單元都有一個(gè)啟動(dòng)子，一個(gè)每個(gè)基因或操縱單元都有一個(gè)啟動(dòng)子，一個(gè)終止子。終止子。 三、三、 原核生物原核生物RNA聚合酶聚合酶原核生物的原核生物的RNA聚合酶結(jié)構(gòu)復(fù)雜。大腸桿菌的聚合酶結(jié)構(gòu)復(fù)雜。大腸桿菌的RNA聚合酶全酶由聚合酶全酶由5個(gè)亞基構(gòu)成個(gè)亞基

7、構(gòu)成2 。大腸桿菌RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)示意圖 核心酶核心酶( (2 2 ) )起始因子起始因子 和模板和模板DNADNA結(jié)合結(jié)合起始和催化聚合反應(yīng)起始和催化聚合反應(yīng)識(shí)別啟動(dòng)子識(shí)別啟動(dòng)子全酶全酶( ( ) )亞基的功能可能是識(shí)別其相應(yīng)的啟動(dòng)子；亞基的功能可能是識(shí)別其相應(yīng)的啟動(dòng)子；亞基可能是酶和核苷酸底物結(jié)合的部位；亞基可能是酶和核苷酸底物結(jié)合的部位；亞基是酶與亞基是酶與DNA模板結(jié)合的主要成分；模板結(jié)合的主要成分；亞基的功能是辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的亞基的功能是辨認(rèn)轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)的,啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。有些原核生物有些原核生物RNA聚合酶還存在聚合酶還存在亞基，亞基，但其功能還未知但其功能還未知2 E.col

8、i有不同的有不同的 factor 分別轉(zhuǎn)錄不同類型的基因。分別轉(zhuǎn)錄不同類型的基因。這在基因表達(dá)調(diào)控中起重要作用。這在基因表達(dá)調(diào)控中起重要作用。鞭毛鞭毛有關(guān)有關(guān)RNA聚合酶的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)：聚合酶的幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)： 只有全酶才能在正確位置起始轉(zhuǎn)錄。核心酶能只有全酶才能在正確位置起始轉(zhuǎn)錄。核心酶能在在DNA模板上合成模板上合成RNA，但不能在正確位置起，但不能在正確位置起始轉(zhuǎn)錄。始轉(zhuǎn)錄。 因子僅能保證細(xì)菌因子僅能保證細(xì)菌RNA聚合酶穩(wěn)定地結(jié)合到聚合酶穩(wěn)定地結(jié)合到啟動(dòng)子上，它通常在啟動(dòng)子上，它通常在RNA鏈合成鏈合成89個(gè)堿基后個(gè)堿基后釋放。釋放。四、四、RNA轉(zhuǎn)錄的基本過程轉(zhuǎn)錄的基本過程特點(diǎn)：特點(diǎn)： RN

9、A是按是按5-3方向方向合成的。合成的。 以以DNA雙鏈中的反義鏈為模板。雙鏈中的反義鏈為模板。 由由RNA聚合酶催化。聚合酶催化。 底物為四種三磷酸核苷（底物為四種三磷酸核苷（AUGC）。）。 不需要引物不需要引物。 過程：過程：模板識(shí)別模板識(shí)別 轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始 轉(zhuǎn)錄延伸轉(zhuǎn)錄延伸 轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄從轉(zhuǎn)錄從DNA模板的特定位點(diǎn)開始，并在一定的位點(diǎn)模板的特定位點(diǎn)開始，并在一定的位點(diǎn)終止。即有啟動(dòng)子和終止子。終止。即有啟動(dòng)子和終止子。 DNA鏈上從鏈上從啟動(dòng)子啟動(dòng)子直到直到終止子終止子為止的長(zhǎng)度稱為一個(gè)為止的長(zhǎng)度稱為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位。轉(zhuǎn)錄單位。對(duì)于真核生物一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位就是一個(gè)基因，而原核對(duì)于真核

10、生物一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位就是一個(gè)基因，而原核生物可以是多個(gè)基因。生物可以是多個(gè)基因。 啟動(dòng)子啟動(dòng)子（promoter) 終止子終止子(terminator)模板鏈（模板鏈（template strand） 反意義鏈反意義鏈(antisense strand)有意義鏈有意義鏈(sense strand)非信息區(qū)非信息區(qū)5 5 3 非信息區(qū)非信息區(qū)1 1 模板識(shí)別模板識(shí)別 轉(zhuǎn)錄是從轉(zhuǎn)錄是從DNA分子的特定部位開始的，這個(gè)部位是分子的特定部位開始的，這個(gè)部位是RNA聚合酶全酶識(shí)別和結(jié)合的部位聚合酶全酶識(shí)別和結(jié)合的部位, 稱為稱為啟動(dòng)子啟動(dòng)子(即即RNA聚合酶全酶識(shí)別、結(jié)合和并起始轉(zhuǎn)錄的一段聚合酶全酶識(shí)別、結(jié)

11、合和并起始轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列序列)。 模板識(shí)別模板識(shí)別是指指RNA聚合酶與聚合酶與啟動(dòng)子（啟動(dòng)子（promoter）DNA雙鏈相互作用并與之結(jié)合的過程。雙鏈相互作用并與之結(jié)合的過程。啟動(dòng)子區(qū)的基本結(jié)構(gòu)啟動(dòng)子（promoter）是一段位于結(jié)構(gòu)基因5-端上游區(qū)的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之與模板DNA準(zhǔn)確結(jié)合。RNA 轉(zhuǎn)錄單元示意圖轉(zhuǎn)錄單元示意圖一段從啟動(dòng)子開始到終止子結(jié)束的DNA序列。細(xì)菌中，一個(gè)轉(zhuǎn)錄單元可以是一個(gè)基因，也可以是幾個(gè)基因。Pribnow box啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)包括三個(gè)部分啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)包括三個(gè)部分：第一個(gè)是開始識(shí)別部位，：第一個(gè)是開始識(shí)別部位，在在-35區(qū)；第二個(gè)是牢固結(jié)合部位，

12、在區(qū)；第二個(gè)是牢固結(jié)合部位，在-10區(qū)，第三個(gè)區(qū)，第三個(gè)是轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（是轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)（+1）：通常為一個(gè)嘌呤，不是）：通常為一個(gè)嘌呤，不是A就就是是G。RNA聚合酶首先與聚合酶首先與-35區(qū)疏松結(jié)合，這主要靠區(qū)疏松結(jié)合，這主要靠因子。然后酶迅速滑向因子。然后酶迅速滑向-10 區(qū)，并同區(qū)，并同DNA牢固結(jié)合，同時(shí)使牢固結(jié)合，同時(shí)使DNA解鏈，形成開放復(fù)解鏈，形成開放復(fù)合物。合物。 轉(zhuǎn)錄時(shí)不需要引物，由轉(zhuǎn)錄時(shí)不需要引物，由RNA聚合酶催化以聚合酶催化以NTP為為底物連續(xù)合成底物連續(xù)合成RNA。2 轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄起始在原核生物中，當(dāng)在原核生物中，當(dāng)RNA聚合聚合酶的酶的 亞基發(fā)現(xiàn)其識(shí)別位亞基發(fā)現(xiàn)其識(shí)

13、別位點(diǎn)時(shí)，全酶就與啟動(dòng)子的點(diǎn)時(shí)，全酶就與啟動(dòng)子的-35區(qū)序列結(jié)合形成一個(gè)封區(qū)序列結(jié)合形成一個(gè)封閉的啟動(dòng)子復(fù)合物。閉的啟動(dòng)子復(fù)合物。由于全酶分子較大，其另一端可達(dá)到由于全酶分子較大，其另一端可達(dá)到-10區(qū)的區(qū)的序列，整個(gè)酶分子向序列，整個(gè)酶分子向-10序列轉(zhuǎn)移并與之牢序列轉(zhuǎn)移并與之牢固結(jié)合，在此處發(fā)生局部固結(jié)合，在此處發(fā)生局部DNA的解鏈的解鏈（17bp）形成全酶和啟動(dòng)子的開放性復(fù)合物，）形成全酶和啟動(dòng)子的開放性復(fù)合物，形成形成轉(zhuǎn)錄泡轉(zhuǎn)錄泡。暴露出模板鏈。暴露出模板鏈。RNA聚合酶橫跨40bp解旋區(qū)域約17bpRNA鏈的起始通常是在解開的雙鏈部分，離鏈的起始通常是在解開的雙鏈部分，離-10開始處

14、大約開始處大約12或或13個(gè)堿基處。第一個(gè)核苷個(gè)堿基處。第一個(gè)核苷酸通常是酸通常是pppA或或pppG。 轉(zhuǎn)錄起始就是轉(zhuǎn)錄起始就是RNA鏈上第一鏈上第一個(gè)核苷酸鍵的產(chǎn)生。個(gè)核苷酸鍵的產(chǎn)生。 轉(zhuǎn)錄起始后直到形成轉(zhuǎn)錄起始后直到形成9個(gè)核苷個(gè)核苷酸短鏈的過程是通過啟動(dòng)子階酸短鏈的過程是通過啟動(dòng)子階段。一旦成功合成段。一旦成功合成9個(gè)以上核個(gè)以上核苷酸并離開啟動(dòng)子區(qū)，苷酸并離開啟動(dòng)子區(qū)， 被釋被釋放，就進(jìn)入正常的延伸階段。放，就進(jìn)入正常的延伸階段。 通過啟動(dòng)子的時(shí)間代表一個(gè)啟通過啟動(dòng)子的時(shí)間代表一個(gè)啟動(dòng)子的強(qiáng)弱。動(dòng)子的強(qiáng)弱。RNA RNA 聚合酶催化新生的聚合酶催化新生的RNARNA鏈長(zhǎng)度達(dá)到鏈長(zhǎng)度達(dá)

15、到9-109-10個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸時(shí)，釋放時(shí)，釋放因子離開啟動(dòng)子，因子離開啟動(dòng)子，并可再用于和新的并可再用于和新的核心酶結(jié)合。核心酶結(jié)合。核心酶沿著模板鏈移動(dòng)，解開聚合反應(yīng)位點(diǎn)前方的核心酶沿著模板鏈移動(dòng)，解開聚合反應(yīng)位點(diǎn)前方的DNADNA螺旋，新生螺旋，新生RNARNA鏈不斷伸長(zhǎng)，并允許后面的鏈不斷伸長(zhǎng)，并允許后面的DNADNA雙鏈重新結(jié)合為雙螺旋，雙鏈重新結(jié)合為雙螺旋，RNARNA鏈被逐步釋放。鏈被逐步釋放。3 轉(zhuǎn)錄延伸轉(zhuǎn)錄延伸RNA鏈的延伸圖解鏈的延伸圖解3 5 RNA-DNA雜交螺旋雜交螺旋聚合酶的移動(dòng)方向聚合酶的移動(dòng)方向新生新生RNA復(fù)鏈復(fù)鏈解鏈解鏈有義鏈有義鏈模板鏈（反義鏈）模板鏈（

16、反義鏈）延長(zhǎng)部位延長(zhǎng)部位4 轉(zhuǎn)錄的終止轉(zhuǎn)錄的終止 終止子終止子是轉(zhuǎn)錄終止的信號(hào)序列。它引發(fā)聚合酶從是轉(zhuǎn)錄終止的信號(hào)序列。它引發(fā)聚合酶從DNA上脫落，并且釋放出已合成的上脫落，并且釋放出已合成的RNA連。連。 所有原核和某些真核生物的終止子要求所有原核和某些真核生物的終止子要求轉(zhuǎn)錄出來轉(zhuǎn)錄出來的的RNA 的的3-端具有發(fā)夾的二級(jí)結(jié)構(gòu)端具有發(fā)夾的二級(jí)結(jié)構(gòu)，莖部富含，莖部富含GC序列。序列。 轉(zhuǎn)錄的終止依賴于轉(zhuǎn)錄的終止依賴于RNA產(chǎn)物，而不是由特定產(chǎn)物，而不是由特定DNA序列決定的。序列決定的。原核生物的轉(zhuǎn)錄終止子有兩種：原核生物的轉(zhuǎn)錄終止子有兩種：（1）內(nèi)源性終止子）內(nèi)源性終止子 在體外無其他因子

17、參與，核心酶也能在某些位點(diǎn)終止轉(zhuǎn)錄，在體外無其他因子參與，核心酶也能在某些位點(diǎn)終止轉(zhuǎn)錄，這些位點(diǎn)稱內(nèi)源性終止子。這些位點(diǎn)稱內(nèi)源性終止子。（2 2）-依賴型終止子依賴型終止子 依賴蛋白質(zhì)輔因子（稱為釋放因子，即依賴蛋白質(zhì)輔因子（稱為釋放因子，即因子）才能實(shí)現(xiàn)終因子）才能實(shí)現(xiàn)終止作用。止作用。兩類終止子有共同的序列特征，在轉(zhuǎn)錄終止之前都有一段回文兩類終止子有共同的序列特征，在轉(zhuǎn)錄終止之前都有一段回文結(jié)構(gòu)，在這段互補(bǔ)序列之間由幾個(gè)堿基隔開。結(jié)構(gòu)，在這段互補(bǔ)序列之間由幾個(gè)堿基隔開。內(nèi)源性終止子的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)源性終止子的基本結(jié)構(gòu)1) 二級(jí)結(jié)構(gòu)中的發(fā)夾二級(jí)結(jié)構(gòu)中的發(fā)夾(長(zhǎng)度長(zhǎng)度7-20 bp; 發(fā)夾靠近基部

18、通發(fā)夾靠近基部通常有一個(gè)常有一個(gè)G-C富集區(qū)）。富集區(qū)）。2) 轉(zhuǎn)錄單位最末端的連續(xù)轉(zhuǎn)錄單位最末端的連續(xù)約約6個(gè)個(gè)U殘基組成的片段。殘基組成的片段。這兩個(gè)特點(diǎn)都是終止所必這兩個(gè)特點(diǎn)都是終止所必需的。需的。 在大腸桿菌基因組中，在大腸桿菌基因組中，符合這些標(biāo)準(zhǔn)的序列約有符合這些標(biāo)準(zhǔn)的序列約有1100個(gè)（約一半）。個(gè)（約一半）。在新生在新生RNA中出現(xiàn)發(fā)卡式結(jié)構(gòu)會(huì)阻止聚合酶前進(jìn)，中出現(xiàn)發(fā)卡式結(jié)構(gòu)會(huì)阻止聚合酶前進(jìn)，破壞破壞RNA-DNA雜合鏈的正常結(jié)構(gòu)。雜合鏈的正常結(jié)構(gòu)。 因子是大腸桿菌的一種基本蛋白質(zhì)，只在終止階因子是大腸桿菌的一種基本蛋白質(zhì)，只在終止階段發(fā)揮作用，由段發(fā)揮作用，由6個(gè)相同亞基組成

19、。作為個(gè)相同亞基組成。作為RNA聚合聚合酶的輔助因子行使功能。大腸桿菌中的酶的輔助因子行使功能。大腸桿菌中的-依賴型終依賴型終止子占所有終止子的一半左右。止子占所有終止子的一半左右。 依賴依賴因子的終止子（弱終止子）中因子的終止子（弱終止子）中G-C堿基堿基對(duì)含量較少，轉(zhuǎn)錄生成的對(duì)含量較少，轉(zhuǎn)錄生成的RNA也可形成二級(jí)也可形成二級(jí)結(jié)構(gòu)為發(fā)夾結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)可能阻礙了結(jié)構(gòu)為發(fā)夾結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)可能阻礙了RNA聚合酶進(jìn)一步發(fā)揮作用。聚合酶進(jìn)一步發(fā)揮作用。因子即附著在新生的因子即附著在新生的RNA鏈上，靠鏈上，靠ATP水解水解產(chǎn)生的能量，沿著產(chǎn)生的能量，沿著53方向朝方向朝RNA聚合酶聚合酶移動(dòng)，到

20、達(dá)移動(dòng)，到達(dá)RNA的的3-OH端后取代了暫停在端后取代了暫停在終止位點(diǎn)上的終止位點(diǎn)上的RNA聚合酶，并從模板和酶上聚合酶，并從模板和酶上釋放釋放RNA，完成轉(zhuǎn)錄過程。，完成轉(zhuǎn)錄過程。RNARNA合成過程合成過程起始起始雙鏈雙鏈DNA局部解開局部解開磷酸二酯磷酸二酯鍵形成鍵形成終止階段終止階段解鏈區(qū)到達(dá)解鏈區(qū)到達(dá)基因終點(diǎn)基因終點(diǎn)延長(zhǎng)階段延長(zhǎng)階段5 3 RNA 啟動(dòng)子（啟動(dòng)子（promoter) 終止子終止子(terminator)5 RNA聚合酶聚合酶 5 3 5 3 5 5 3 離開離開五、五、 RNA轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工1、mRNA原核生物的結(jié)構(gòu)基因是連續(xù)編碼序列，原核生物的結(jié)構(gòu)基因是連續(xù)編

21、碼序列，絕大數(shù)絕大數(shù)原核生物的原核生物的mRNA不需加工修飾不需加工修飾，仍為初級(jí)，仍為初級(jí)轉(zhuǎn)錄物的形式。轉(zhuǎn)錄物的形式。原核生物沒有核膜，轉(zhuǎn)錄和翻譯是相偶合的，原核生物沒有核膜，轉(zhuǎn)錄和翻譯是相偶合的，往往轉(zhuǎn)錄還未完成，翻譯已經(jīng)開始了。往往轉(zhuǎn)錄還未完成，翻譯已經(jīng)開始了。原核或真核生物的原核或真核生物的rRNAs和和tRNAs都是以復(fù)都是以復(fù)雜的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物形式被合成的，然后才雜的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物形式被合成的，然后才加工加工成為成熟的成為成熟的RNA分子。分子。原核生物的原核生物的rRNA和某些和某些tRNA基因組成混合基因組成混合操縱子，它們?cè)谛纬啥囗樂醋愚D(zhuǎn)錄物后通過操縱子，它們?cè)谛纬啥囗樂醋愚D(zhuǎn)錄物后通

22、過切割成為切割成為rRNA和和tRNA前體，進(jìn)一步加工成前體，進(jìn)一步加工成熟。熟。2、原核生物、原核生物rRNA轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工rRNA前體被前體被RNase、RNaseE等等剪切剪切成成一定鏈長(zhǎng)的一定鏈長(zhǎng)的rRNA分子；分子；rRNA在修飾酶催化下進(jìn)行在修飾酶催化下進(jìn)行堿基修飾堿基修飾；rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體形成核糖體的大、小亞的大、小亞基基。E.coli的的7個(gè)編碼個(gè)編碼rRNA的操縱子都轉(zhuǎn)錄成一個(gè)的操縱子都轉(zhuǎn)錄成一個(gè)RNA前體，然后被切割為成熟的前體，然后被切割為成熟的rRNA分子。分子。這些操縱子的組成基本相同，均含有這些操縱子的組成基本相同，均含有16S-23

23、S-5S的三個(gè)的三個(gè)rRNA分子。分子。在在16S和和23SrRNA之間的序列是編碼之間的序列是編碼tRNA的的序列。序列。2、tRNA的加工的加工原核或真核生物中的原核或真核生物中的tRNA基因往往成簇存在?；蛲纱卮嬖?。在在E.coli中某些中某些tRNAs基因聚集形成操縱子，并由一基因聚集形成操縱子，并由一個(gè)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄成一條長(zhǎng)的前體個(gè)啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄成一條長(zhǎng)的前體RNA鏈。每個(gè)鏈。每個(gè)tRNA都是前體都是前體RNA的一部分。的一部分。原核生物和真核生物轉(zhuǎn)錄生成的原核生物和真核生物轉(zhuǎn)錄生成的tRNA前體無生物活前體無生物活性，經(jīng)剪切和拼接、堿基修飾、性，經(jīng)剪切和拼接、堿基修飾、3-OH連接連

24、接-CCA結(jié)結(jié)構(gòu)等加工后才能成熟。構(gòu)等加工后才能成熟。成熟成熟tRNA分子中的分子中的稀有堿基稀有堿基是通過修飾形成是通過修飾形成的。的。如：嘌呤生成甲基嘌呤；尿嘧啶還原為雙氫尿如：嘌呤生成甲基嘌呤；尿嘧啶還原為雙氫尿嘧啶；尿嘧啶核苷轉(zhuǎn)變?yōu)榧倌蜞奏ず塑?；腺嘧啶；尿嘧啶核苷轉(zhuǎn)變?yōu)榧倌蜞奏ず塑?；腺苷酸脫氨基為成為次黃嘌呤核苷酸等苷酸脫氨基為成為次黃嘌呤核苷酸等。3-末端加上末端加上CCA：在核苷酸轉(zhuǎn)移酶作用下，：在核苷酸轉(zhuǎn)移酶作用下，3-末端除去個(gè)別堿基后，換上末端除去個(gè)別堿基后，換上tRNA分子統(tǒng)一的分子統(tǒng)一的CCA-OH末端，完成末端，完成tRNA分子中的氨基酸臂分子中的氨基酸臂結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。六

25、、六、 真核生物真核生物RNA的合成與加工的合成與加工1、真核生物中轉(zhuǎn)錄與翻譯處在不同的區(qū)域、真核生物中轉(zhuǎn)錄與翻譯處在不同的區(qū)域2、真核、真核RNA聚合酶聚合酶真核生物中已發(fā)現(xiàn)有真核生物中已發(fā)現(xiàn)有4種種RNA聚合酶，聚合酶，RNA聚聚合酶合酶、和線粒體和線粒體RNA聚合酶，聚合酶，MW約為約為500kD，它們專一性地轉(zhuǎn)錄不同的基因。，它們專一性地轉(zhuǎn)錄不同的基因。鵝膏蕈堿鵝膏蕈堿是是真核生物真核生物RNA聚合酶聚合酶特異性抑制劑，特異性抑制劑，三種真核生物三種真核生物RNA聚合酶對(duì)鵝膏蕈堿的敏感聚合酶對(duì)鵝膏蕈堿的敏感性不同。性不同。真核生物的真核生物的RNA聚合聚合酶酶RNA聚合酶聚合酶位于核仁

26、中，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄編碼位于核仁中，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄編碼rRNA的基因（細(xì)胞內(nèi)絕大部分的基因（細(xì)胞內(nèi)絕大部分RNA是是rRNA）。）。RNA聚合酶聚合酶位于核質(zhì)中，負(fù)責(zé)核內(nèi)不勻一位于核質(zhì)中，負(fù)責(zé)核內(nèi)不勻一RNA的合成，的合成，而而hnRNA是是mRNA的前體。的前體。RNA聚合酶聚合酶負(fù)責(zé)合成負(fù)責(zé)合成tRNA和許多小的核內(nèi)和許多小的核內(nèi)RNAs。原核生物靠原核生物靠RNA聚合酶就可完成從起始、延長(zhǎng)、終聚合酶就可完成從起始、延長(zhǎng)、終止的轉(zhuǎn)錄全過程，真核生物轉(zhuǎn)錄除止的轉(zhuǎn)錄全過程，真核生物轉(zhuǎn)錄除RNA聚合酶聚合酶外還外還需另一此叫做需另一此叫做轉(zhuǎn)錄因子（轉(zhuǎn)錄因子（TF）的蛋白質(zhì)分子參與的蛋白質(zhì)分子參與轉(zhuǎn)錄的全過程。

27、轉(zhuǎn)錄的全過程。對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于RNA聚合酶聚合酶I、II、III的轉(zhuǎn)錄因子，分別稱為的轉(zhuǎn)錄因子，分別稱為TFI、TFII、和、和TFIII。3、真核啟動(dòng)子、真核啟動(dòng)子真核生物有三種真核生物有三種RNA聚合酶，分別都有自己的聚合酶，分別都有自己的啟動(dòng)子。啟動(dòng)子。RNA聚合酶聚合酶啟動(dòng)子核苷酸序列的共同特點(diǎn)：?jiǎn)?dòng)子核苷酸序列的共同特點(diǎn)：轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，其堿基大多為轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，其堿基大多為A；在在-25區(qū)有區(qū)有TATA框，框，又稱為又稱為Hogness box。富含富含A、T，TATA框決定了轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)的選擇。框決定了轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)的選擇。在在-75區(qū)有區(qū)有CAAT框，保守序列為框，保守序列為GGTCAATCT。C

28、AAT框與轉(zhuǎn)錄起始頻率有框與轉(zhuǎn)錄起始頻率有關(guān)。關(guān)。真核生物轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近有一個(gè)真核生物轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)附近有一個(gè)增強(qiáng)子增強(qiáng)子，它，它能增強(qiáng)啟動(dòng)子的活性，它可存在于啟動(dòng)子上能增強(qiáng)啟動(dòng)子的活性，它可存在于啟動(dòng)子上游或下游。游或下游。4、 RNA轉(zhuǎn)錄后的加工與修飾轉(zhuǎn)錄后的加工與修飾真核生物的真核生物的RNAs都是以復(fù)雜的都是以復(fù)雜的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物初級(jí)轉(zhuǎn)錄物形形式被合成的，然后再加工成為成熟的式被合成的，然后再加工成為成熟的RNA分子分子。mRNA的加工修飾的加工修飾真核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯在時(shí)間和空間上是分開的，剛真核生物轉(zhuǎn)錄和翻譯在時(shí)間和空間上是分開的，剛轉(zhuǎn)錄出來的轉(zhuǎn)錄出來的mRNA是分子順序復(fù)雜的前體，且大是分

29、子順序復(fù)雜的前體，且大小很不一致，即核內(nèi)不均一小很不一致，即核內(nèi)不均一RNA (hnRNA) 。hnRNA分子中大約只有分子中大約只有10%轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓霓D(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓膍RNA，其余部分將在轉(zhuǎn)錄后的加工過程中被降解。其余部分將在轉(zhuǎn)錄后的加工過程中被降解。真核生物轉(zhuǎn)錄生成的真核生物轉(zhuǎn)錄生成的mRNA為單順反子。為單順反子。mRNA的加工修飾包括：的加工修飾包括：5-端和端和3-端的修飾及端的修飾及中間部分的剪接。中間部分的剪接。在在5-端加帽端加帽成熟的真核生物成熟的真核生物mRNA的的5-端有一個(gè)端有一個(gè)m7GPPPN結(jié)構(gòu)，稱結(jié)構(gòu)，稱為甲基鳥苷帽子。為甲基鳥苷帽子。它是在一系列酶催化形它是在一系列

30、酶催化形成的。成的。真核生物帽子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度與生物進(jìn)化程度真核生物帽子結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度與生物進(jìn)化程度關(guān)系密切。關(guān)系密切。mRNA 5-端端帽子結(jié)構(gòu)帽子結(jié)構(gòu)是是mRNA翻譯起始的必翻譯起始的必要結(jié)構(gòu)，對(duì)要結(jié)構(gòu)，對(duì)核糖體對(duì)核糖體對(duì)mRNA的識(shí)別提供了信的識(shí)別提供了信號(hào)號(hào)；這種帽子結(jié)構(gòu)還可能增加；這種帽子結(jié)構(gòu)還可能增加mRNA的穩(wěn)定的穩(wěn)定性，保護(hù)性，保護(hù)mRNA 免遭免遭5 3核酸外切酶的攻核酸外切酶的攻擊。擊。在在3-端加尾巴端加尾巴大多數(shù)真核大多數(shù)真核mRNA 都有都有3-端的端的Poly（A）尾巴，）尾巴，Poly（A）尾巴大約為）尾巴大約為200bp。Poly （A）尾巴是轉(zhuǎn)錄后在核內(nèi)加上的

31、。尾巴是轉(zhuǎn)錄后在核內(nèi)加上的。真核基因的真核基因的3-端有端有AATAA序列，作為序列，作為mRNA 3-端加端加polyA尾的信號(hào)。尾的信號(hào)。Poly（A）尾巴的功能可能與）尾巴的功能可能與mRNA從細(xì)胞核從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)有關(guān)。轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)有關(guān)。但是相當(dāng)數(shù)量的沒有但是相當(dāng)數(shù)量的沒有polyA尾巴的尾巴的mRNA如組蛋白如組蛋白mRNA，也能，也能通過核膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。通過核膜進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。這種結(jié)構(gòu)可能對(duì)真核這種結(jié)構(gòu)可能對(duì)真核mRNA的翻譯效率具有某的翻譯效率具有某種作用，種作用，使使mRNA較容易被核糖體辨認(rèn)較容易被核糖體辨認(rèn)，并，并能穩(wěn)定能穩(wěn)定mRNA結(jié)構(gòu)，保持一定的生物半衰期。結(jié)構(gòu)，保持一

32、定的生物半衰期。mRNA前體（前體（hnRNA）的拼接）的拼接真核生物的結(jié)構(gòu)基因（為斷裂基因）中具真核生物的結(jié)構(gòu)基因（為斷裂基因）中具有可有可表達(dá)活性的表達(dá)活性的外顯子外顯子，也含有，也含有無表達(dá)活性的無表達(dá)活性的內(nèi)內(nèi)含子含子。內(nèi)含子的數(shù)量與所在基因的大小有關(guān)。許多基內(nèi)含子的數(shù)量與所在基因的大小有關(guān)。許多基因中的內(nèi)含子參與基因表達(dá)調(diào)控。因中的內(nèi)含子參與基因表達(dá)調(diào)控。在轉(zhuǎn)錄時(shí)，外顯子及內(nèi)含子均轉(zhuǎn)錄到在轉(zhuǎn)錄時(shí)，外顯子及內(nèi)含子均轉(zhuǎn)錄到hnRNA中。中。核中核中hnRNA在在核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶作用下剪切掉內(nèi)含作用下剪切掉內(nèi)含子；然后在子；然后在連接酶連接酶作用下，將外顯子各部分作用下，將外顯子各部分

33、連接起來，而變?yōu)槌墒斓倪B接起來，而變?yōu)槌墒斓膍RNA。rRNA轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄后加工真核生物有真核生物有4種種rRNA，其中，其中18S rRNA 、28S rRNA和和5.8S rRNA為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，哺乳動(dòng)物的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為為一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位，哺乳動(dòng)物的初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為47s，低等真核生物的低等真核生物的rRNA前體為前體為38s；而；而5srRNA存在于另一存在于另一個(gè)轉(zhuǎn)錄單位。個(gè)轉(zhuǎn)錄單位。真核生物真核生物rRNA前體中含有插入順序，前體中含有插入順序，rRNA前體經(jīng)過自動(dòng)拼前體經(jīng)過自動(dòng)拼接反應(yīng)形成成熟的接反應(yīng)形成成熟的rRNA。真核真核rRNA前前體的加工體的加工RNA的自我剪切與催化的自我剪

34、切與催化以前一直認(rèn)為只有蛋白質(zhì)有酶活性。近年發(fā)現(xiàn)以前一直認(rèn)為只有蛋白質(zhì)有酶活性。近年發(fā)現(xiàn)RNA也 可 有 酶 活 性 。 這 種 有 酶 活 性 的也 可 有 酶 活 性 。 這 種 有 酶 活 性 的 R N A 稱 為稱 為ribozyme。 T.Cech和和 S.Altman發(fā)現(xiàn)四膜蟲（發(fā)現(xiàn)四膜蟲（Tetrahumena）的）的RNA具有催化作用，這對(duì)于了解生命進(jìn)行過程有重具有催化作用，這對(duì)于了解生命進(jìn)行過程有重要意義。很可能在原始生命中，要意義。很可能在原始生命中，RNA所催化的斷裂所催化的斷裂連接反應(yīng)是最早出現(xiàn)的催化過程。連接反應(yīng)是最早出現(xiàn)的催化過程。他們共同獲得了他們共同獲得了19

35、89年年Nobel化學(xué)獎(jiǎng)?；瘜W(xué)獎(jiǎng)。四膜蟲四膜蟲 的兩個(gè)主要的兩個(gè)主要rRNA的基因被轉(zhuǎn)錄在同一的基因被轉(zhuǎn)錄在同一個(gè)個(gè)35S的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物中。在編碼的初級(jí)轉(zhuǎn)錄物中。在編碼26S rRNA序序列存在一個(gè)內(nèi)含子。列存在一個(gè)內(nèi)含子。如將如將35S前體前體RNA在體外溫育，可以發(fā)生自動(dòng)在體外溫育，可以發(fā)生自動(dòng)剪接作用：內(nèi)含子從前體中被切出。剪接作用：內(nèi)含子從前體中被切出。 第二節(jié)第二節(jié) RNA的復(fù)制的復(fù)制某些病毒、噬菌體的遺傳信息貯存在某些病毒、噬菌體的遺傳信息貯存在RNA分子分子中，當(dāng)它們進(jìn)入宿主細(xì)胞后，靠中，當(dāng)它們進(jìn)入宿主細(xì)胞后，靠RNA復(fù)制酶復(fù)制酶合成合成RNA而傳代。而傳代。這種酶又稱為依賴于這種

36、酶又稱為依賴于RNA的的RNA聚合酶。聚合酶。當(dāng)以當(dāng)以RNA模板時(shí)，在模板時(shí)，在RNA復(fù)制酶作用下，按復(fù)制酶作用下，按53方方向合成互補(bǔ)的向合成互補(bǔ)的RNA分子，但分子，但RNA復(fù)制酶缺乏校正功復(fù)制酶缺乏校正功能，因此能，因此RNA復(fù)制時(shí)錯(cuò)誤率很高。所以這類病毒變復(fù)制時(shí)錯(cuò)誤率很高。所以這類病毒變異很快，疫苗開發(fā)也較難。異很快，疫苗開發(fā)也較難。比如丙肝病毒是比如丙肝病毒是RNA病病毒，乙肝病毒是毒，乙肝病毒是DNA病毒。病毒。RNA復(fù)制酶只對(duì)病毒本身的復(fù)制酶只對(duì)病毒本身的RNA起作用，而不會(huì)作用起作用，而不會(huì)作用于宿主細(xì)胞中的于宿主細(xì)胞中的RNA分子。分子。RNA病毒所含的RNA既有單鏈RNA，

37、又有雙鏈RNA。RNA病毒可根據(jù)其病毒可根據(jù)其RNA基因組是否直接為蛋基因組是否直接為蛋白質(zhì)編碼而區(qū)分為正鏈白質(zhì)編碼而區(qū)分為正鏈RNA病毒和負(fù)鏈病毒和負(fù)鏈RNA病毒。病毒。一、一、RNA病毒的復(fù)制模式：病毒的復(fù)制模式：正鏈正鏈RNA的病毒：其的病毒：其RNA本身就可作為本身就可作為mRNA成為蛋白質(zhì)合成的模板；病毒進(jìn)入寄成為蛋白質(zhì)合成的模板；病毒進(jìn)入寄主細(xì)胞后，先合成復(fù)制酶和相關(guān)蛋白，由復(fù)主細(xì)胞后，先合成復(fù)制酶和相關(guān)蛋白，由復(fù)制酶以正鏈制酶以正鏈RNA為模板合成負(fù)鏈為模板合成負(fù)鏈RNA，再以，再以負(fù)鏈負(fù)鏈RNA為模板合成新的病毒為模板合成新的病毒RNA，與蛋白，與蛋白質(zhì)組裝成病毒顆粒。如質(zhì)組裝

38、成病毒顆粒。如脊髓灰質(zhì)炎病毒、煙脊髓灰質(zhì)炎病毒、煙草花葉病毒草花葉病毒和大腸桿菌和大腸桿菌Q 噬菌體。噬菌體。含有負(fù)鏈含有負(fù)鏈RNA的病毒侵入寄主細(xì)胞后，借的病毒侵入寄主細(xì)胞后，借助病毒帶入的復(fù)制酶合成正鏈助病毒帶入的復(fù)制酶合成正鏈RNA，再以正，再以正鏈鏈RNA為模板合成新的負(fù)鏈為模板合成新的負(fù)鏈RNA，同時(shí)由，同時(shí)由新合成的正鏈新合成的正鏈RNA合成病毒復(fù)制酶及相關(guān)蛋合成病毒復(fù)制酶及相關(guān)蛋白，再組裝成新的病毒顆粒。如白，再組裝成新的病毒顆粒。如流感病毒流感病毒、狂犬病病毒狂犬病病毒和水泡性口炎病毒。和水泡性口炎病毒。含有含有雙鏈雙鏈RNA的病毒的病毒侵入寄主細(xì)胞后，以侵入寄主細(xì)胞后，以雙鏈

39、雙鏈RNA為模板進(jìn)行為模板進(jìn)行不對(duì)稱復(fù)制不對(duì)稱復(fù)制，合成正，合成正鏈鏈RNA，再以正鏈，再以正鏈RNA為模板合成負(fù)鏈，為模板合成負(fù)鏈，形成病毒形成病毒RNA分子，同時(shí)由正鏈分子，同時(shí)由正鏈RNA翻譯翻譯出復(fù)制酶及相關(guān)蛋白，組裝成新的病毒顆出復(fù)制酶及相關(guān)蛋白，組裝成新的病毒顆粒。粒。 如如呼腸孤病毒呼腸孤病毒。逆轉(zhuǎn)錄病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒含正鏈含正鏈RNA，在，在逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶的催化的催化下合成負(fù)鏈下合成負(fù)鏈DNA，進(jìn)一步生成，進(jìn)一步生成雙鏈雙鏈DNA，然，然后由寄主細(xì)胞酶系統(tǒng)以負(fù)鏈后由寄主細(xì)胞酶系統(tǒng)以負(fù)鏈DNA為模板合成為模板合成病毒的正鏈病毒的正鏈RNA，同時(shí)翻譯出病毒蛋白和逆，同時(shí)翻譯出病毒蛋白

40、和逆轉(zhuǎn)錄酶，組成新的病毒顆粒。如轉(zhuǎn)錄酶，組成新的病毒顆粒。如艾滋病病毒、艾滋病病毒、白血病病毒。白血病病毒。它們的復(fù)制有其特有的特點(diǎn)：它們的復(fù)制有其特有的特點(diǎn)：一是單鏈一是單鏈RNA的基因組必須反轉(zhuǎn)錄成雙鏈的基因組必須反轉(zhuǎn)錄成雙鏈DNA；二是隨后這種二是隨后這種DNA必須整合到細(xì)胞必須整合到細(xì)胞DNA中；中；三是整合狀態(tài)長(zhǎng)期持續(xù)下去并傳給子代細(xì)胞，也可三是整合狀態(tài)長(zhǎng)期持續(xù)下去并傳給子代細(xì)胞，也可能轉(zhuǎn)錄能轉(zhuǎn)錄RNA，生產(chǎn)子代病毒或使細(xì)胞轉(zhuǎn)化；，生產(chǎn)子代病毒或使細(xì)胞轉(zhuǎn)化；四是感染細(xì)胞不會(huì)死亡，分裂不停止。也就是說這四是感染細(xì)胞不會(huì)死亡，分裂不停止。也就是說這類病毒的潛伏期很長(zhǎng)，有時(shí)可以終身帶毒而不

41、發(fā)類病毒的潛伏期很長(zhǎng)，有時(shí)可以終身帶毒而不發(fā)病。病。 二、二、 核酸合成的抑制劑核酸合成的抑制劑核酸生物合成抑制劑是研究核酸合成的工具，有些已核酸生物合成抑制劑是研究核酸合成的工具，有些已用于治療疾病。這些抑制劑可直接抑制核酸的生物用于治療疾病。這些抑制劑可直接抑制核酸的生物合成，或通過影響核苷酸的合成間接抑制核酸合成。合成，或通過影響核苷酸的合成間接抑制核酸合成。核酸生物合成抑制劑可分為核酸生物合成抑制劑可分為3種類型：種類型： 1 核苷酸合成核苷酸合成抑制劑；抑制劑；2 與與DNA模板結(jié)合的抑制劑；模板結(jié)合的抑制劑；3 作用于聚作用于聚合酶的抑制劑。合酶的抑制劑。1 核苷酸合成抑制劑核苷酸

42、合成抑制劑此類抑制劑是此類抑制劑是結(jié)構(gòu)上類似結(jié)構(gòu)上類似于核苷酸合成于核苷酸合成代謝底代謝底物或中間產(chǎn)物物或中間產(chǎn)物的化合物，即所謂的化合物，即所謂“抗代謝抗代謝物物”，主要有，主要有3類：類： 氨基酸類似物氨基酸類似物例如谷氨酰胺參與嘌呤核苷酸和例如谷氨酰胺參與嘌呤核苷酸和CTP的合成，其類似的合成，其類似物物重氮乙酰絲氨酸重氮乙酰絲氨酸、6重重5氧正亮氨酸可干擾核氧正亮氨酸可干擾核苷酸合成對(duì)苷酸合成對(duì)Gln的利用，因而被用作抗菌素和抗腫的利用，因而被用作抗菌素和抗腫瘤藥物。瘤藥物。葉酸類似物葉酸類似物四氫葉酸作為一碳基團(tuán)載體參與嘌呤核苷酸的四氫葉酸作為一碳基團(tuán)載體參與嘌呤核苷酸的合成，合成，

43、dTMP的合成也需要甲叉四氫葉酸提的合成也需要甲叉四氫葉酸提供甲基，因此葉酸類似物如供甲基，因此葉酸類似物如氨基喋呤、氨甲氨基喋呤、氨甲喋呤喋呤等，可競(jìng)爭(zhēng)性地與二氫葉酸還原酶結(jié)合，等，可競(jìng)爭(zhēng)性地與二氫葉酸還原酶結(jié)合，抑制二氫葉酸的再生，從而抑制核苷酸的合抑制二氫葉酸的再生，從而抑制核苷酸的合成。它們也被用作抗菌和抗腫瘤藥物。成。它們也被用作抗菌和抗腫瘤藥物。如如磺胺藥磺胺藥與對(duì)氨基苯甲酸具有類似的結(jié)構(gòu)，對(duì)氨基與對(duì)氨基苯甲酸具有類似的結(jié)構(gòu)，對(duì)氨基苯甲酸、二氫喋呤及谷氨酸是某些細(xì)菌合成二氫苯甲酸、二氫喋呤及谷氨酸是某些細(xì)菌合成二氫葉酸的原料，二氫葉酸轉(zhuǎn)變成的葉酸的原料，二氫葉酸轉(zhuǎn)變成的四氫葉酸是細(xì)菌四氫葉酸是細(xì)菌合成核酸不可缺少的輔酶。合成核酸不可缺少的輔酶。由于磺胺藥是二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，進(jìn)由于磺胺藥是二氫葉酸合成酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，進(jìn)而減少菌體內(nèi)四氫葉酸的合成，使核酸合成障礙，而減少菌體內(nèi)四氫葉酸的合成，使核酸合成障礙，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。導(dǎo)致細(xì)菌死亡。堿基和核苷類似物堿基和核苷類似物如如6巰基嘌呤、巰基嘌呤、6氮嘌呤、氮嘌呤、8氮雜鳥嘌呤、氮雜鳥嘌呤、6硫鳥硫鳥嘌呤、嘌呤、5氟尿嘧