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文檔簡介
1、分子生物學(xué)期末考試重點浙江萬里學(xué)院第一講緒論分子生物學(xué)含義廣義來講,蛋白質(zhì)及核酸等生物大分子結(jié)構(gòu)和功能的研究,也就是從分子水平闡明生命現(xiàn)象和生物學(xué)規(guī)律。狹義上講,分子生物學(xué)主要是研究生物體主要遺傳物質(zhì)-基因或DNA的結(jié)構(gòu)及其復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、表達和調(diào)節(jié)控制等過程的科學(xué)。當(dāng)然,也涉及到與這些過程有關(guān)的蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)與功能的研究。2分子生物學(xué)發(fā)展簡史(了解重要的人物做了什么事,客觀題)1944年,Avery在肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實驗中證實了DNA是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ),標(biāo)志著分子生物學(xué)的誕生;1953年,Watson和Crick在Nature雜志(171:737738)上提出了著名的DNA雙螺旋模型,為分子生物學(xué)
2、的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ);1956年,Kornberg在大腸桿菌的無細胞提取液中實現(xiàn)了DNA的合成;1958年,Crick提出了遺傳信息的傳遞規(guī)律,即著名的“中心法則”;同年,Meselson與Stahl用實驗證明了DNA復(fù)制是一種半保留復(fù)制;1959年,Uchoa發(fā)現(xiàn)了細菌的多核苷酸磷酸化酶,成功地合成了RNA,研究并重建了將基因內(nèi)的遺傳信息通過RNA中間體翻譯成蛋白質(zhì)的過程;1961年,Nirenberg和Matthaei破譯了所有三聯(lián)體密碼子;同年,法國科學(xué)家Jacob和Monod提出了著名的乳糖操縱子模型;1977年,Robert和Sharp在研究腺病毒的mRNA合成時,首次發(fā)現(xiàn)了斷裂基
3、因的存在;1977年,Sanger和Gilbert分別提出了兩種DNA測序技術(shù)-酶法(或雙脫氧鏈終止法)和化學(xué)修飾法;1981年,Cech和Altman首次發(fā)現(xiàn)RNA具有生物催化功能;1983年,Mullis發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PolymeraseChainReaction,PCR)技術(shù),極大地推動了分子生物學(xué)的發(fā)展;1990年,人類基因組計劃啟動,同時先后開展多種模式生物的基因組測序。標(biāo)志著生命科學(xué)研究進入“基因組學(xué)”時代;1994年,Wilkins和Williams等首次提出了蛋白質(zhì)組的概念;1997年,Wilmut等首次成功地從體細胞中克隆出羊-Dolly;到目前為止,人們已完成包括人
4、和水稻等重要模式生物的基因組測序工作。生命科學(xué)研究進入“蛋白質(zhì)組學(xué)-功能基因組學(xué)”、“代謝組學(xué)”的新的發(fā)展階段。分子生物學(xué)發(fā)展的幾個里程碑(說明原因為什么是里程碑,簡答)上個世紀(jì)50年代,Watson和Crick提出了的DNA雙螺旋模型,為分子生物學(xué)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)60年代,法國科學(xué)家Jacob和Monod提出了的乳糖操縱子模型;為原核生物基因表達調(diào)控機制提供了重要的模式,具有劃時代的意義。70年代,Berg首先發(fā)現(xiàn)了DNA連接酶,并構(gòu)建了世界上第一個重組DNA分子;使人類獲得利用DNA重組技術(shù)打開生命奧秘和防病治病的金鑰匙。80年代,Mullis發(fā)明了聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymeras
5、eChainReaction,PCR)技術(shù),極大地推動了分子生物學(xué)的發(fā)展;90年代,開展了“人類基因組計劃”和模式生物的基因組測序,分子生物學(xué)進入“基因組時代”;標(biāo)志著生命科學(xué)研究進入“基因組學(xué)”時代;目前,分子生物學(xué)進入了“后基因組時代”或“蛋白質(zhì)組時代”。分子生物學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系發(fā)育生物學(xué)與分子生物學(xué)的關(guān)系:基因的克隆已開辟了發(fā)育分子生物學(xué)的嶄新研究領(lǐng)域,并在近年來獲得較大進展。植物生理學(xué)與分子生物學(xué)的關(guān)系:一些植物的葉綠體DNA的全序列測定已經(jīng)完成,光合作用有關(guān)的基因如光系統(tǒng)I和II、電子傳遞鏈、二磷酸核酮糖羧化/加氧酶等的表達調(diào)控研究都已基本完成,使光合作用研究進入了一個新的階段。神
6、經(jīng)科學(xué)與分子生物學(xué)的關(guān)系:乙酰膽堿受體的分離純化和基因克隆已經(jīng)完成。神經(jīng)通道也已得到純化和基因克隆,分子生物學(xué)滲入神經(jīng)科學(xué)已產(chǎn)生了分子神經(jīng)生物學(xué)。5基因工程誕生依賴于那些突破理論基礎(chǔ):DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn),為來自異種DNA拼接提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ);中心法則揭示了生物遺傳信息傳遞過程,而且密碼子具體普遍性,使基因在異種細胞內(nèi)表達成為可能技術(shù)突破:限制性核酸內(nèi)切酶,連接酶等工具酶的發(fā)現(xiàn);載體轉(zhuǎn)化第二講核酸概述化學(xué)組成(填空)核酸是一種高分子的化合物,它的構(gòu)成單元是核苷酸。核苷酸分子由三個部分組成:環(huán)狀含氮堿基:嘧啶(單環(huán))、嘌吟(雙環(huán))五碳糖:核糖或脫氧核糖磷酸堿基與五碳糖構(gòu)成核苷,以0-糖苷鍵連接,
7、五碳糖與磷酸以磷酸酯鍵連接。兩個核苷酸之間由3和5位的磷酸二酯鍵相連。DNA和RNA的區(qū)別核酸有兩種:脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)。兩種核酸的主要區(qū)別如下:(1)DNA含的糖分子是脫氧核糖,RNA含的是核糖;(2)DNA含有的堿基是腺嘌吟(A)、胞嘧啶(C)、鳥嘌吟(G)和胸腺嘧啶(T),RNA含有的堿基前3個與DNA完全相同,只有最后一個胸腺嘧啶被尿嘧啶(U)所代替;(3)DNA通常是雙鏈,而RNA主要為單鏈;(4)DNA的分子鏈一般較長,而RNA分子鏈較短。DNA作為遺傳物質(zhì)的證據(jù)(簡答)間接證據(jù)(5點):(1)一種生物不同組織的細胞,不論年齡大小,功能如何,它的DNA含量是
8、恒定的,但細胞核里的蛋白質(zhì)并沒有相似的分布規(guī)律。(2)DNA在代謝上較穩(wěn)定。DNA是所有生物的染色體所共有的,而某些生物的染色體上則沒有蛋白質(zhì)。(4)DNA通常只存在于細胞核染色體上,但某些能自體復(fù)制的細胞器,如線粒體、葉綠體有其自己的DNA。在各類生物中能引起DNA結(jié)構(gòu)改變的化學(xué)物質(zhì)都可引起基因突變。直接證據(jù)(3個實驗):DNA-肺炎鏈球菌試驗、DNA-噬菌體侵染實驗、RNA-煙草花葉病毒(TMV)DNA一級結(jié)構(gòu)含義:4種脫氧核苷酸的連接及排列順序(數(shù)量)本質(zhì):堿基的排列順序閱讀方向:53DNA二級結(jié)構(gòu):兩條多核苷酸以右手螺旋形式按一定距離形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)主要內(nèi)容:兩條多核苷酸鏈以右手螺旋的
9、形式彼此以一定的空間距離,平行地環(huán)繞于同一軸上;兩條多核苷酸鏈走向為反向平行,即一條鏈磷酸二酯鍵為5-3方向,而另一條為35方向,二者剛好相反;每條長鏈的內(nèi)側(cè)是扁平的盤狀堿基,堿基一方面與脫氧核糖相聯(lián)系,另一方面通過氫鍵與它互補的堿基相聯(lián)系?;パa堿基對A與T之間形成兩對氫鍵,而C與G之間形成三對氫鍵。上下堿基對之間的距離為0.34nm;每個螺旋為3.4nm長,剛好含有10個堿基對,其直徑約為2nm;在雙螺旋分子的表面大溝和小溝交替出現(xiàn)。維持雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的力:氫鍵疏水作用-堿基堆集力范德華力磷酸基的負電荷靜電斥力堿基分子內(nèi)能雙螺旋結(jié)構(gòu)生物學(xué)意義不僅意味著探明了DNA分子的結(jié)構(gòu),更重要的是它還
10、提示了DNA的復(fù)制機制:由于腺膘吟(A)總是與胸腺嘧啶(T)配對、鳥膘吟(G)總是與胞嘧啶(C)配對,這說明兩條鏈的堿基順序是彼此互補的,只要確定了其中一條鏈的堿基順序,另一條鏈的堿基順序也就確定了。因此,只需以其中的一條鏈為模版,即可合成復(fù)制出另一條Z-DNA結(jié)構(gòu)特點:左手螺旋,每個螺旋含12個堿基對;雙螺旋中不存在深溝,只有淺溝;雙螺旋的軸心在堿基對之外;磷酸二酯鍵的連接不再呈B-DNA中的光滑狀,而是呈鋸齒形;Z-DNA中的堿基對不像B-DNA中那樣位于雙鏈的中央,鳥嘌吟堿基的第8個碳原子位于雙鏈之外;三種DNA的活性:B-DNA是活性最高的DNA構(gòu)象,B-DNA變構(gòu)成為A-DNA后,仍
11、有活性,但若局部變構(gòu)為Z-DNA后則活性明顯降低。A-DNAD-DMAZ-DNA右羊性右手性左牝111012對的上開證畫O.SSSiimCLUnfit0.J?iun*距翻um311nm4.3uzi20flr毎一財在M中證轉(zhuǎn)曲常度-別每個二索律的構(gòu)誑1船K胞爵屣欄育反反6刖反反-DNA璨性:當(dāng)雙螺旋DNA加熱至生理溫度以上(接近100C)時,它就失去生理活性。這時DNA從雙鏈變成單鏈的過程。E內(nèi)式住鼻內(nèi)式G3內(nèi)式增色效應(yīng):它是指在DNA的變性過程中,它在260蹴的吸收值(0D)先是緩慢上升,到達某一溫度后即驟然上升的效應(yīng)。,廠熔解溫度Tm的含義及影響因素;暑Tm的含義:DNA熔解溫度,指把DNA
12、的雙螺旋結(jié)構(gòu)熱變性過程中紫外吸收值達到最大值的1/2時的溫度。影響因素:1)DNA序列中G+C的含量或比例,含量越高,Tm值也越大(決定性因素);2)溶液的離子強度3)核酸分子的長度有關(guān):核酸分子越長,Tm值越大4)某些化學(xué)物質(zhì)5)溶液pH值DNA復(fù)性:熱變性的DNA如緩慢冷卻,已分開的互補鏈又可能重新締合成雙螺旋的過程。DNA復(fù)性對濃度的依賴關(guān)系:Cot曲線(復(fù)性動力學(xué)曲線)DNA復(fù)性的Ct05可以用反應(yīng)常數(shù)K2描述,即當(dāng)C/C=12時,ct為ct050.520oo0.5K2=1/(C0t05)K2反應(yīng)了序列的復(fù)雜性,k2越小,復(fù)性越慢Cot曲線也揭示單一來源的DNA所具有的不同復(fù)雜性部分。
13、ra_io_io-1oioio1ioAio*分子雜交的主要種類溶液雜交:指將不同來源的DNA變性后,在溶液里進行雜交;濾膜雜交:是指用硝酸纖維素制造的濾膜(也稱濾紙),可以吸附單鏈DNA或RNA,可將變性的DNA或變性RNA吸附到膜上再進行雜交。利用濾膜雜交主要分為以下兩種分子雜交技術(shù):(1)Southern雜交(Southernblothybridizaton):該方法是1975年由E.Southern發(fā)明,用于鑒別DNA的雜交方法;(2)Northern雜交(Northernblothybridization):用于鑒別RNA的雜交技術(shù)。7.DNA的別構(gòu)效應(yīng)(精細結(jié)構(gòu)、超螺旋)精細結(jié)構(gòu):正
14、是DNA發(fā)揮功能時,相應(yīng)蛋白質(zhì)因子與靶位點作專一性識別和結(jié)合的標(biāo)志依賴于序列的B-DNA構(gòu)象變化;連續(xù)AT序列的構(gòu)象;含錯配堿基對的B-DNA;DNA的局部構(gòu)象與DNA結(jié)合蛋白;超螺旋結(jié)構(gòu):L=T+WL稱為DNA的連接數(shù),T稱為盤繞數(shù),W為超盤繞數(shù)。L=T,不存在超螺旋LT,W0,存在正超螺旋L一傘霆旳點.収懾單一方尙電衣4大腸桿菌DNA復(fù)制過程簡圖呻蟹白(W3M)結(jié)合董白PROTEINfSSB)DNARriin全醯dm引笹rNMPdNMP鏈酶作用,解開雙鏈,此時在引發(fā)酶的作用下合成一段RNA作為引物,在DNApolIII的聚合作用下連續(xù)地合成前導(dǎo)鏈;隨從鏈的合成依靠多種酶與蛋白質(zhì)因子的參與:
15、首先在引發(fā)酶的作用下合成RNA引物,然后在DNApolIII的聚合作用下合成DNA片段,它們共同形成岡崎片段。RNA引物是靠DNA聚合酶I進行切割的,并由DNA聚合酶I填補RNA引物切除后留下的空隙,最后由DNA連接酶形成一條完整的鏈。4DNA復(fù)制的酶和相關(guān)因子拓撲異構(gòu)酶:拓撲酶可松馳超螺旋,有利于復(fù)制叉的前進及DNA的合成;解鏈酶:打開DNA雙鏈之間的氫鍵;單鏈結(jié)合蛋白(SSBP):與解開的單鏈DNA結(jié)合,使其穩(wěn)定不會再度螺旋化并且避免核酸內(nèi)切酶對單鏈DNA的水解,保證單鏈DNA做為模板時的伸展?fàn)顟B(tài);引發(fā)酶:一種特殊的RNA聚合酶,可催化短片段RNA的合成;DNA聚合酶:DNA聚合酶催化形成
16、磷酸二酯鍵大腸桿菌DNA復(fù)制的主要過程靠DNApolIII起作用,而DNApolI和DNApolll在DNA錯配的校正和修復(fù)中起作用;連接酶:隨從鏈則是由合成出許多相鄰的片段,在連接酶的催化下,連接成為一條長鏈。DNA連接酶的作用是催化相鄰的DNA片段以3,5磷酸二酯鍵相連接5.大腸桿菌DNA聚合酶的特征需要DNA模板,因此這類酶又稱為依賴DNA的DNA聚合酶;需要RNA或DNA作為引物,即DNA聚合酶不能從頭催化DNA的起始;催化dNTP加到引物的3OH末端,因而DNA合成的方向是5-3三種DNA聚合酶都屬于多功能酶,它們在DNA復(fù)制和修復(fù)過程的不同階段發(fā)揮作用。缺刻平移:DNApolI的5
17、-3聚合活性和5-3外切酶活性協(xié)同作用,可以使DNA一條鏈上的切口從5-3方向移動,這種反應(yīng)叫做缺刻平移。第六講RNA的生物合成和轉(zhuǎn)錄后加工1轉(zhuǎn)錄:以DNA為模板合成RNA的過程稱為轉(zhuǎn)錄(transcription)。轉(zhuǎn)錄是生物界RNA合成的主要方式,是遺傳信息即DNA向RNA傳遞過程,也是基因表達的開始。不對稱轉(zhuǎn)錄:RNA的轉(zhuǎn)錄合成是以DNA的一條鏈為模板而進行的,所以這種轉(zhuǎn)錄方式又叫做不對稱轉(zhuǎn)錄2DDRP:依賴DNA的RNA聚合酶特點:以DNA為模板的不對稱轉(zhuǎn)錄:RNA的轉(zhuǎn)錄合成是以DNA的一條鏈為模板而進行的,但在編碼鏈上的T在轉(zhuǎn)錄本RNA為U;都以四種三磷酸核苷酸的底物為原料;都遵循D
18、NA與RNA之間的堿基配對原則,A=U,T=A,C=G,合成與模板DNA序列互補的RNA鏈;RNA鏈的延長方向是5-3的連續(xù)合成;需要Mg2+或Mm+離子;并不需要引物。RNA聚合酶缺乏35外切酶活性,所以沒有校正功能;RNA聚合酶亞基組成:a2ppTMppp5XpVpZp.+瀰昔高半帽單細胞m7G5,pppm*x|pYpZp+3怕駢凰矯(A)m7G5tppp5,mftXmpLzp.十鼬一止幽股帽子結(jié)構(gòu)的功能:(1)(2)(3)(3)免遭核酸酶的破壞加強mRNA可翻譯性mRNA轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)提高mRNA剪接效率尾巴的功能:(1)保護,穩(wěn)定mRNA(2)通過poly(A)與蛋白質(zhì)的結(jié)合增強mRNA
19、可翻譯性4tRNA的前體加工過程:剪切內(nèi)含子;加上CCA-0H的3末端堿基修飾;加工酶系:tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶、RNaseP、RNaseD、RNaselll等;tRNA基因:I型:有一CCA序列基因,原核生物絕大部分;II型:沒有一CCA序列基因,為真核生物;原核生物與真核生物都有tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶,負責(zé)給II型tRNA加上-CCA3-0H末端,或修復(fù)發(fā)生損傷的I型tRNA3-OH末端;第七講蛋白質(zhì)的生物合成1翻譯:基因的遺傳信息在轉(zhuǎn)錄過程中從DNA轉(zhuǎn)移到mRNA,再由mRNA將這種遺傳信息表達為蛋白質(zhì)中氨基酸順序的過程;參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì)合成原料mRNA是合成蛋白質(zhì)的直接模板tRNA
20、是氨基酸的運載工具核糖體-蛋白質(zhì)的合成場所參與翻譯過程的蛋白質(zhì)因子mRNA遺傳密碼的特點:起始碼和終止碼,AUG是起始密碼,UAA,UAG,UGA是肽鏈成的終止密碼方向性,翻譯是沿著mRNA分子5,-3,方向進行的連續(xù)性,如果在讀框中間插入或缺失一個堿基就會造成移碼突變,引起突變位點下游氨基排列的錯誤。簡并性,簡并性主要是由于密碼子的第三個堿基發(fā)生擺動現(xiàn)象形成的,也就是說密碼子的專一性主要由前兩個堿基決定,即使第三個堿基發(fā)生突變也能翻譯出正確的氨基酸,這對于保證物種的穩(wěn)定性有一定意義。如:GCU,GCC,GCA,GCG都代表丙氨酸。通用性,無論是低等還是高等生物,都使用一套密碼tRNA是氨基酸
21、的運載工具tRNA分子中富含稀有堿基和修飾堿基,tRNA分子3端均為CCA序列,氨基酸分子通過共價鍵與A結(jié)合,此處的結(jié)構(gòu)也叫氨基酸臂。每種氨基酸都有2-6種各自特異的tRNA,它們之間的特異性是靠氨基酰tRNA合成酶來識別的。每種氨基酸都只有一種氨基酰tRNA合成酶。因此細胞內(nèi)有20種氨基酰tRNA合成酶。同功tRNA:攜帶相同氨基酸而反密碼子不同的一組tRNA。核糖體的作用mRNA結(jié)合位點:30S小亞基的頭部有幾種蛋白質(zhì)構(gòu)成一個結(jié)構(gòu)域,負責(zé)與mRNA的結(jié)合,特別是16SrRNA3端與mRNAAUG之前的一段序列互補的結(jié)合;P位點(肽?;鵷RNA位/給位):結(jié)合起始tRNA并向A位給出氨基酸的
22、位置;A位點(氨基酰tRNA位/受位):結(jié)合一個新進入的氨基酰tRNA的位置;轉(zhuǎn)肽酶活性部位:位于P位和A位的連接處;起始因子(IF)、延長因子(EF)和終止因子或釋放因子(RF);起始因子:參與蛋白質(zhì)生物合成起始的可溶性蛋白因子,幫助生成核糖體-mRNA-起始tRNA三元復(fù)合物;IF-1:沒有專一的功能,只能增加其他兩個起始因子的活性;IF-2有兩種形式(IF-2a和IF-2b):后者可能是前者的蛋白酶降解產(chǎn)物;-SH為IF-2活性所必需,IF-2經(jīng)磷?;蠡钚圆蛔?;IF-2的功能是通過生成IF-2GTPfMet-tRNAfmet三元復(fù)合物,使起始tRNA與核糖體小亞基結(jié)合;IF-3至少有兩
23、種分子形式(IF-3a和IF-3卩):除了使mRNA與核糖體小亞基結(jié)合外,還具解離因子活性;延伸因子:參與蛋白質(zhì)合成過程中肽鏈延伸的蛋白因子;分為兩類:一類是幫助氨酰tRNA(延伸tRNA)進入核糖體與mRNA結(jié)合;另一類是使肽基tRNA從核糖體的A位向P位移動;釋放因子:終止肽鏈合成并使肽鏈釋放出核糖體;3蛋白質(zhì)生物合成的基本過程氨基酸的活化:形成酯鍵氨基酰RNA合成酶(aminoacyl-tRNAsynthetase)活化反應(yīng):氨基酰-tRN査合成酶氨基tRNA70一氨基酰ATPAMP+PPi活化反應(yīng):形成酯鍵氨基酰-tRNA合成酶的特點:氨基酰-tRNA合成酶對底物氨基酸和tRNA都有高
24、度特異性;氨基酰-tRNA合成酶具有校正活性,將錯配的進行校正;多肽鏈合成的起始核糖體30S小亞基附著于mRNA起始信號部位:核糖體能選擇mRNA上AUG的正確位置來起始肽鏈的合成,該結(jié)合反應(yīng)由IF3介導(dǎo),另外IF-1促進IF-3與小亞基的結(jié)合,故先形成IF3-30S亞基-mRNA二兀復(fù)合物。30S前起始復(fù)合物的形成:在IF2作用下,甲酰蛋氨酰起始tRNA(fMet-tRNAfmet)與mRNA分子中的AUG相結(jié)合,即密碼子與反密碼子配對,同時IF3從三元復(fù)合物中脫落,形成30S前起始復(fù)合物,即IF2-30S亞基-mRNA-fMet-tRNAfmet復(fù)合物,此步需要GTP和Mg2+參與。70S
25、起始復(fù)合物的形成:50S亞基與上述的30S前起始復(fù)合物結(jié)合,同時IF2脫落,形成70S起始復(fù)合物,即50S亞基-30S亞基-mRNA-fMet-tRNAfmet復(fù)合物。肽鏈的延長肽鍵形成:進位,轉(zhuǎn)肽,移位(肽鏈的延伸是從氨基端到羧基端,故多肽鏈合成的方向是N端到C端)為密碼子所特定的氨基酸t(yī)RNA結(jié)合到核蛋白體的A位,稱為進位氨基酰tRNA在進位前需要有三種延長因子的作用,即熱不穩(wěn)定的EF-Tu,熱穩(wěn)定的EF-Ts以及依賴GTP的轉(zhuǎn)位因子。EF-Tu首先與GTP結(jié)合,然后再與氨基酰tRNA結(jié)合成三元復(fù)合物,這樣的三元復(fù)合物才能進入A位。此時GTP水解成GDP,EF-Tu和GDP與結(jié)合在A位上的
26、氨基酰tRNA分離。轉(zhuǎn)肽一肽鍵的形成:在70S起始復(fù)合物形成過程中,核糖核蛋白體的P位上已結(jié)合了起始型甲酰蛋氨酸t(yī)RNA,當(dāng)進位后,P位和A位上各結(jié)合了一個氨基酰tRNA,兩個氨基酸之間在核糖體轉(zhuǎn)肽酶作用下,P位上的氨基酸提供a-COOH基,與A位上的氨基酸的a-NH2形成肽鍵,從而使P位上的氨基酸連接到A位氨基酸的氨基上,這就是轉(zhuǎn)肽。轉(zhuǎn)肽后,在A位上形成了一個二肽酰tRNA(3)移位:轉(zhuǎn)肽作用發(fā)生后,氨基酸都位于A位,P位上無負荷氨基酸的tRNA就此脫落,核蛋白體沿著mRNA向3端方向移動一組密碼子,使得原來結(jié)合二肽酰tRNA的A位轉(zhuǎn)變成了P位,而A位空出,可以接受下一個新的氨基酰tRNA進
27、入,移位過程需要EF-G,GTP和Mg2+的參加mRNA上的信息閱讀是從5端向3端進行,而肽鏈的延伸是從氨基端到羧基端。所以多肽鏈合成的方向是N端到C端。蛋白體“給位”上攜甲酰蛋氨?;膖RNA;核蛋白體“受體”上新進入的氨基酰tRNA;失去甲酰蛋氨?;?,即將從核蛋白體脫落的tRNA;接受甲酰蛋氨?;笠言鲩L一個氨基酸殘基的肽鍵;(4)肽鏈的終止和釋放沒有一個tRNA能夠與終止密碼子作用,而是靠特殊的蛋白質(zhì)因子促成終止作用。這類蛋白質(zhì)因子叫做釋放因子,原核生物有三種釋放因子:RF1,RF2和RF3。釋放因子都作用于A位點,使轉(zhuǎn)肽酶活性變?yōu)樗饷富钚缘诎酥v基因表達調(diào)控1.基因表達(geneex
28、pression)是指儲存遺傳信息的基因經(jīng)過一系列步驟表現(xiàn)出其生物功能的整個過程。2基因表達的組織特異性:不同組織細胞中不僅表達的基因數(shù)量不相同,而且基因表達的強度和種類也各不相同,這就是基因表達的組織特異性。3基因表達的階段特異性:細胞分化發(fā)育的不同時期,基因表達的情況是不相同的,這就是基因表達的階段特異性。4基因表達適應(yīng)環(huán)境的變化:生物只有適應(yīng)環(huán)境才能生存。當(dāng)周圍的營養(yǎng)、溫度、濕度、酸度等條件變化時,生物體就要改變自身基因表達狀況,以調(diào)整體內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)功能蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量,從而改變自身的代謝、活動等以適應(yīng)環(huán)境。生物體內(nèi)的基因調(diào)控各不相同,大致可分成以下兩類:組成性表達(constituti
29、veexpression):指不大受環(huán)境變動而變化的一類基因表達。適應(yīng)性表達(adaptiveexpression):指環(huán)境的變化容易使其表達水平變動的一類基因表達。5.操縱元的基本組成操縱元是原核基因表達調(diào)控的一種重要的組織形式,大腸桿菌的基因多數(shù)以操縱元的形式組成基因表達調(diào)控的單元。組成元件:(1)結(jié)構(gòu)基因群:操縱元中被調(diào)控的編碼蛋白質(zhì)的基因可稱為結(jié)構(gòu)基因(SG)。各結(jié)構(gòu)基因頭尾銜接、串連排列,組成結(jié)構(gòu)基因群。(2)啟動子:它是指能被RNA聚合酶識別、結(jié)合并啟動基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列。操縱元至少有一個啟動子,一般在第一個結(jié)構(gòu)基因5側(cè)上游,控制整個結(jié)構(gòu)基因群的轉(zhuǎn)錄。(3)操縱子:它是指能被
30、調(diào)控蛋白特異性結(jié)合的一段DNA序列,常與啟動子鄰近或與啟動子序列重疊,當(dāng)調(diào)控蛋白結(jié)合在操縱子序列上,會影響其下游基因轉(zhuǎn)錄的強弱。(4)調(diào)控基因:它是指編碼能與操縱序列結(jié)合的調(diào)控蛋白的基因。與操縱子結(jié)合后能減弱或阻止其調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控蛋白稱為阻遏蛋白,其介導(dǎo)的調(diào)控方式稱為負性調(diào)控;與操縱子結(jié)合后能增強或起動調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)控蛋白稱為激活蛋白,所介導(dǎo)的調(diào)控方式稱為正性調(diào)控。某些特定的物質(zhì)能與調(diào)控蛋白結(jié)合,使調(diào)控蛋白的空間構(gòu)像發(fā)生變化,從而改變其對基因轉(zhuǎn)錄的影響,這些特定物質(zhì)可稱為效應(yīng)物,其中凡能引起誘導(dǎo)發(fā)生的分子稱為誘導(dǎo)劑,能導(dǎo)致阻遏發(fā)生的分子稱為阻遏劑或輔助阻遏劑。終止子:它是指給予RNA聚合
31、酶轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列。在一個操縱元中至少在結(jié)構(gòu)基因群最后一個基因的后面有一個終止子。一類是不依賴p因子(蛋白性終止因子)的終止子,這類終止子在序列上有一些共通的特點,即有一段富含GC的反向重復(fù)序列,其后跟隨一段富含AT的序列(圖8-6),因而轉(zhuǎn)錄生成的mRNA的序列中能形成發(fā)夾式結(jié)構(gòu),后繼一連串U,正是RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄生成的這段mRNA的結(jié)構(gòu)阻止RNA聚合酶繼續(xù)沿DNA移動,并使聚合酶從DNA鏈上脫落下來,終止轉(zhuǎn)錄。另一類是依賴p因子的終止子,即其終止轉(zhuǎn)錄的作用需要P因子的協(xié)同,或至少是受p因子的影響。啟動子、操縱子和終止子就屬于順式作用元件;調(diào)控基因就屬于反式作用元件細菌中的cAMP含
32、量與葡萄糖的分解代謝有關(guān),當(dāng)細菌利用葡萄糖分解供給能量時,cAMP生成少而分解多,cAMP含量低。細菌中有一種能與cAMP特異結(jié)合的cAMP受體蛋白(CRP),當(dāng)CRP未與cAMP結(jié)合時它是沒有活性的,當(dāng)cAMP濃度升高時,CRP與cAMP結(jié)合并發(fā)生空間構(gòu)象的變化而活化,稱為CAP,能以二聚體的方式與特定的DNA序列結(jié)合。7.lac操縱子調(diào)節(jié)的解釋:若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時,先利用葡萄糖是最節(jié)能。通過降低cAMP濃度,阻礙cAMP與CAP結(jié)合而抑制lac操縱子轉(zhuǎn)錄,使細菌只能利用葡萄糖。名詞解釋:單鏈結(jié)合蛋白(SSBP):與解開的單鏈DNA結(jié)合,使其穩(wěn)定不會再度螺旋化并且避免核酸內(nèi)切酶對單鏈DNA的水解,保證單鏈DNA做為模板時的伸展?fàn)顟B(tài);核內(nèi)不均一RNA(hnRNA):被認(rèn)為是mRNA的前體,這種初級RNA分子大小不一,且hn
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