核酸的生物化學(xué)

關(guān)于核酸的生物化學(xué)第1頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月脫氧核糖核酸DNA（細(xì)胞核中）

核糖體RNA（rRNA）核糖核酸RNA

信使RNA（mRNA）

轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）核酸的分類(lèi)核酸Deoxyribonucleic

acidRibonucleic

acid（細(xì)胞質(zhì)中）核酸分子的主要功能：遺傳信息的貯存和傳遞。第2頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月中心法則1.1957年Crick最初提出的中心法則3遺傳信息在細(xì)胞內(nèi)的生物大分子間轉(zhuǎn)移的基本法則2.1970年發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象后，Crick修改的中心法則。3.現(xiàn)在的中心法則第3頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)核酸的分子組成核糖堿基核苷酸核糖核酸

RNA核苷磷酸聚合脫氧核糖堿基

脫氧核苷酸

脫氧核糖核酸

DNA脫氧核苷磷酸聚合（單體）（單體）（大分子聚合物）（大分子聚合物）第4頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月堿基種類(lèi)第5頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月堿基酮式和烯醇式的互變異構(gòu)尿嘧啶鳥(niǎo)嘌呤

酮式烯醇式第6頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核糖和脫氧核糖結(jié)構(gòu)式核糖（鏈?zhǔn)剑┖颂牵ōh(huán)式）

2-脫氧核糖（鏈?zhǔn)剑?-脫氧核糖（環(huán)式）

第7頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磷酸結(jié)構(gòu)式第8頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核苷和脫氧核苷結(jié)構(gòu)式糖苷鍵第9頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA和RNA中的各種堿基第10頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3種磷酸位置不同的核苷酸磷酸酯鍵第11頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一磷酸、二磷酸、三磷酸腺苷酸酐第12頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接5’3’5’3’第13頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核酸序列簡(jiǎn)單表示法DNA5’AGTCGACT3’RNA5’AGUCGACU3’第14頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由單鏈DNA形成雙鏈DNA兩條鏈反平行堿基之間形成氫鍵AT之間兩個(gè)氫鍵GC之間三個(gè)氫鍵

一個(gè)與電負(fù)性高的原子X(jué)共價(jià)結(jié)合的氫原子（X－H）帶有部分正電荷，能再與另一個(gè)電負(fù)性高的原子（如Y）結(jié)合，形成一個(gè)聚集體X－H·····Y，這種化學(xué)結(jié)合作用叫做氫鍵。第15頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月兩條單鏈核酸分子堿基間氫鍵連接配對(duì)第16頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核酸分子的空間結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)：堿基序列二級(jí)結(jié)構(gòu)：各種螺旋三級(jí)結(jié)構(gòu)：空間上的各種彎曲第17頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA雙螺旋模型和示意圖

（二級(jí)結(jié)構(gòu)）第18頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月堿基堆積力使DNA成為雙螺旋

第19頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月B型DNA中大溝和小溝第20頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表1-2DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)類(lèi)型

及主要差別第21頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

左手螺旋DNA右手螺旋DNA第22頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA分子的三種形式

線(xiàn)狀DNA共價(jià)閉合環(huán)狀DNA開(kāi)環(huán)DNA第23頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)狀DNA分子的超螺旋

（三級(jí)結(jié)構(gòu)）有超螺旋無(wú)超螺旋無(wú)超螺旋第24頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電話(huà)線(xiàn)的超螺旋第25頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月連環(huán)數(shù)

連環(huán)數(shù)是環(huán)狀DNA的一個(gè)很重要的特征。連環(huán)數(shù)指的是在雙螺旋DNA中，一條鏈以右手螺旋繞另一條鏈纏繞的圈數(shù)，以字母L表示。L值不同但其他方面結(jié)構(gòu)相同DNA分子稱(chēng)為拓?fù)洚悩?gòu)體。拓?fù)洚悩?gòu)酶可以催化拓?fù)洚悩?gòu)體之間的轉(zhuǎn)變。第26頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月拓?fù)洚悩?gòu)酶

拓?fù)洚悩?gòu)酶可以改變DNA雙螺旋的連環(huán)數(shù)，其功能是引入超螺旋或解開(kāi)超螺旋。拓?fù)洚悩?gòu)酶可分為兩類(lèi)：類(lèi)型Ⅰ的酶能使DNA的一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，反應(yīng)無(wú)需提供能量；類(lèi)型Ⅱ的酶能使DNA的兩條鏈同時(shí)發(fā)生斷裂和再連接，當(dāng)它引入超螺旋時(shí)需要由ATP提供能量。第27頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ

拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ屬于類(lèi)型Ⅰ。它只能消除負(fù)超螺旋，對(duì)正超螺旋不起作用。拓?fù)洚悩?gòu)酶在使DNA的一條鏈斷裂時(shí)，由于酶與DNA結(jié)合，DNA鏈不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，超螺旋的扭曲張力不會(huì)自動(dòng)消失。但是酶分子可牽引另一條鏈通過(guò)切口，然后使斷鏈重新連接起來(lái)，從而改變DNA的連環(huán)數(shù)和超螺旋數(shù)。第28頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ

拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ?qū)儆陬?lèi)型Ⅱ，又叫旋轉(zhuǎn)酶（gyrase）。它可連續(xù)引入負(fù)超螺旋，反應(yīng)需要消耗ATP。在無(wú)ATP存在時(shí)，它可以松弛負(fù)超螺旋，但不作用于正超螺旋。第29頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)菌中的DNA第30頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月細(xì)菌擬核的突環(huán)結(jié)構(gòu)第31頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月黑腹果蠅染色質(zhì)的電鏡照片第32頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真核生物染色體的核小體結(jié)構(gòu)

染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體（nucleosome），核小體的核心是一個(gè)蛋白質(zhì)八聚體，由組蛋白H2A、H2B、H3和H4各2個(gè)組成，DNA以左手螺旋在組蛋白核心上盤(pán)繞1.8圈，共146bp。核小體之間連接DNA的長(zhǎng)度隨不同核小體而略有不同，平均每個(gè)核小體占DNA200bp。第33頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月染色體的組裝層次第34頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月rRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)原核16SrRNA真核18SrRNA第35頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月酵母丙氨酸t(yī)RNA的

三葉草樣二級(jí)結(jié)構(gòu)雙HU環(huán)反密碼環(huán)反密碼子額外環(huán)TψC環(huán)氨基酸臂氨基酸腺嘌呤3’5’第36頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二氫尿嘧啶核苷和假尿嘧啶核苷結(jié)構(gòu)式二氫尿嘧啶核苷假尿嘧啶核苷DHUψ第37頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月tRNA三級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖反密碼環(huán)DHU環(huán)TψC環(huán)5’末端3’末端第38頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)核酸的理化性質(zhì)核酸的酸堿性質(zhì)

兩性電解質(zhì)，酸性較強(qiáng)加鹽后可用乙醇或異丙醇沉淀核酸的高分子性質(zhì)

粘性

DNA粘性比RNA大線(xiàn)性分子粘性比環(huán)形分子大核酸分子變性后粘性變小

第39頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核酸的紫外吸收

核酸的最大吸收波長(zhǎng)為260nm

蛋白質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)為280nm

通過(guò)測(cè)定核酸溶液OD260的值可以測(cè)出核酸溶液的濃度。50μg/ml的雙鏈DNA溶液其OD260的值等于1。利用OD260/OD280的比值可鑒定提取核酸的純度核酸的變性

核酸雙鏈間的氫鍵斷裂、變成單鏈稱(chēng)為變性[有熱變性，酸堿變性，變性劑（甲醛、尿素）變性等]。核酸的理化性質(zhì)第40頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA分子的熱變性和復(fù)性第41頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月核酸的熱變性增色效應(yīng)

與解鏈溫度（熔點(diǎn)）第42頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月退火、復(fù)性與雜交兩條單鏈緩慢冷卻形成雙鏈的過(guò)程稱(chēng)為退火。相同來(lái)源的兩條單鏈形成雙鏈叫復(fù)性。不同來(lái)源的兩條單鏈形成雙鏈叫雜交。帶有標(biāo)記的一條單鏈與待檢測(cè)的單鏈形成雙鏈叫雜交，其中帶有標(biāo)記的那條單鏈叫探針,探針是人造的一種工具，用來(lái)檢測(cè)能與之互補(bǔ)的單鏈核酸分子是否存在及量的多少。第43頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)

DNA的生物合成DNA指導(dǎo)的DNA合成（復(fù)制）2.RNA指導(dǎo)的DNA合成（反轉(zhuǎn)錄）3.修復(fù)合成第44頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA聚合酶催化的聚合反應(yīng)5’端3’端第45頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA聚合酶的反應(yīng)特點(diǎn)①以4種dNTP作底物；②反應(yīng)需要接受模板的指導(dǎo)；③反應(yīng)需要有引物3’-羥基存在；④DNA鏈的延長(zhǎng)方向?yàn)?’→3’；⑤產(chǎn)物DNA的性質(zhì)與模板相同。第46頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌DNA聚合酶

1955年，ArthurKornberg等發(fā)現(xiàn)了大腸桿菌DNA聚合酶，后來(lái)又發(fā)現(xiàn)了4種DNA聚合酶，分別稱(chēng)為DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ，它們有各自不同的用途。（DNApolymerase）第47頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ

大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ由一條肽鏈（928個(gè)氨基酸殘基）組成，含有一個(gè)鋅原子，分子量103kD。它是一個(gè)多功能酶，具有以下活性：①5’→3’聚合活性②3’→5’外切活性（校對(duì)活性）③5’→3’外切活性（只作用于雙鏈DNA）第48頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌DNA聚合酶ⅠKlenow片段

用枯草桿菌蛋白酶裂解完整的大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ，得到C端324～928氨基酸殘基的片段，稱(chēng)為Klenow片段。1-323氨基酸殘基為小片段。小片段具有5’→3’外切活性，Klenow片段具有聚合酶活性和3’→5’外切活性。酶切位點(diǎn)Klenow片段第49頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA聚合酶Ⅰ的校對(duì)作用

在正常聚合條件下，3’→5’外切活性不能作用于生長(zhǎng)鏈；一旦出現(xiàn)錯(cuò)配堿基時(shí)，聚合反應(yīng)立即停止，生長(zhǎng)鏈的3’末端核苷酸落入3’→5’外切活性位點(diǎn)，錯(cuò)配核苷酸被迅速切去，然后繼續(xù)進(jìn)行聚合反應(yīng)。3’→5’外切活性起著校對(duì)的作用。

校對(duì)作用越強(qiáng)，DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性越高。適當(dāng)?shù)腻e(cuò)配有利于發(fā)生突變，有利于物種的進(jìn)化。突變率太高也不利于保持物種的穩(wěn)定性。第50頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA聚合酶Ⅰ的切口平移作用第51頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于大腸桿菌DNA聚合酶的研究

根據(jù)對(duì)各種DNA聚合酶在大腸桿菌細(xì)胞中的活性、合成DNA的速度、該酶基因突變對(duì)DNA復(fù)制的影響的研究，發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶Ⅲ是大腸桿菌細(xì)胞中DNA復(fù)制的主酶，而DNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ的功能只是參與DNA損傷的修復(fù)。第52頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌中3種DNA聚合酶性質(zhì)的比較第53頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌DNA聚合酶Ⅲ第54頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA聚合酶Ⅲ全酶的結(jié)構(gòu)δ與β結(jié)合兩個(gè)α亞基各催化復(fù)制叉處一條鏈的合成。第55頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月哺乳動(dòng)物的DNA聚合酶PCNA：proliferatingcellnuclearantigen，增殖細(xì)胞核抗原第56頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA復(fù)制的幾種類(lèi)型單向復(fù)制雙向復(fù)制第57頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA的復(fù)制方式直線(xiàn)雙向多起點(diǎn)雙向（真核細(xì)胞染色體）θ型雙向θ型單向

大腸桿菌染色體DNA即是θ雙向復(fù)制，λ噬菌體的早期復(fù)制也是θ雙向復(fù)制。第58頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA的復(fù)制方式滾環(huán)復(fù)制λ噬菌體DNA的后期復(fù)制即是此種方式。

第59頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

先以輕鏈為模板復(fù)制一條重鏈，而原來(lái)的親本重鏈被置換出來(lái)稱(chēng)為Dloop。當(dāng)Dloop擴(kuò)大到整個(gè)線(xiàn)粒體DNA的大約67%的位置時(shí)，被置換出來(lái)的親本重鏈上的輕鏈復(fù)制原點(diǎn)OL才暴露出來(lái)，然后開(kāi)始輕鏈的合成。DNA的復(fù)制方式D環(huán)復(fù)制

最典型的D環(huán)復(fù)制是哺乳動(dòng)物線(xiàn)粒體DNA的復(fù)制。在環(huán)狀雙鏈DNA的特定位點(diǎn)即重鏈的復(fù)制原點(diǎn)OH附近，解開(kāi)雙鏈，形成一個(gè)復(fù)制泡。第60頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA的復(fù)制方式2D環(huán)第61頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月復(fù)制叉處的半不連續(xù)合成舊鏈復(fù)制叉行進(jìn)方向隨從鏈前導(dǎo)鏈新DNA鏈合成的方向必須是5’→3’第62頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月隨從鏈的合成方式(a)以DNA為模板合成RNA引物RNA引物隨從鏈模板(b)

在引物的3’端合成新的DNA新DNA

岡崎片段(c)

DNA聚合酶去除引物并填補(bǔ)空隙(d)

DNA連接酶使片段連接連接隨從鏈也叫后隨鏈第63頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA復(fù)制叉處的結(jié)構(gòu)DNAligaseDNApolymeraseⅠOldOkazakifragmentOkazakifragmentPrimerLaggingstrandtemplatePrimerHelicase/primaseNewlysynthesizedleadingstrandDimericreplicativeDNApolymeraseβsubunit“slidingclamp”SSBLeadingstrand

templateDNAgyrasePrimer第64頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月崗琦片段的連接DNApolymeraseⅠDNAligase第65頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原核生物和真核生物的岡崎片段

細(xì)菌的岡崎片段長(zhǎng)度為1000～2000個(gè)核苷酸，相當(dāng)于一個(gè)順?lè)醋樱╟istron）的長(zhǎng)度；真核生物的岡崎片段長(zhǎng)度為100～200個(gè)核苷酸，相當(dāng)于一個(gè)核小體DNA的長(zhǎng)度。第66頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月E.coli的主要復(fù)制蛋白第67頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA復(fù)制的最基本條件單鏈DNA模板DNA聚合酶引物（RNA或DNA）dATP、dGTP、dCTP、dTTP(簡(jiǎn)稱(chēng)4×dNTP）必要的無(wú)機(jī)離子(Mg2+、K+）第68頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA的反轉(zhuǎn)錄合成（RNA-directedDNApolymerase，RDDP）（DNA-dircetedDNApolymerase，DDDP）第69頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA的人工反轉(zhuǎn)錄合成第70頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月引起DNA損傷的因素DNA合成時(shí)堿基錯(cuò)配電離輻射紫外線(xiàn)照射化學(xué)誘變劑致癌病毒第71頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA的損傷類(lèi)型DNA的突變類(lèi)型點(diǎn)突變?nèi)笔蛔儾迦胪蛔冎脫Q突變DNA的修復(fù)方式光復(fù)活切除修復(fù)重組修復(fù)SOS修復(fù)DNA斷鏈DNA鏈內(nèi)交聯(lián)DNA鏈間交聯(lián)第72頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA損傷的切除修復(fù)第73頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)

RNA的生物合成DNA指導(dǎo)的RNA合成（轉(zhuǎn)錄）RNA指導(dǎo)的RNA合成（復(fù)制）第74頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)錄體系的組成DNA模板ATP、GTP、CTP、UTP

簡(jiǎn)稱(chēng)4×NTPRNA聚合酶一些蛋白因子必要的無(wú)機(jī)離子第75頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA上的基因在DNA長(zhǎng)鏈上，排列著許多基因基因之間往往有間隔序列基因之間也有重疊的現(xiàn)象就一個(gè)基因而言，DNA雙鏈的一條鏈為模板鏈，另一條鏈為編碼鏈（意義鏈）在一個(gè)DNA長(zhǎng)鏈上，不同基因的編碼鏈可以位于不同的單鏈上描述一個(gè)基因的結(jié)構(gòu)是描述其編碼鏈第76頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月模板鏈、編碼鏈與RNA的關(guān)系第77頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DNA鏈上基因的排列第78頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月斷裂基因的發(fā)現(xiàn)

1977年，當(dāng)時(shí)在紐約冷泉港實(shí)驗(yàn)室從事研究工作的RichardRoberts發(fā)現(xiàn)，單個(gè)基因不僅可以由一個(gè)DNA片段組成，而且可以由數(shù)個(gè)受到不相干DNA片段隔離的DNA片段組成。生物體內(nèi)存在的這種間斷的基因，比早期研究的那些基因更加復(fù)雜，從而使上述有關(guān)遺傳物質(zhì)及其功能的流行概念發(fā)生了徹底的改變。第79頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月斷裂基因的發(fā)現(xiàn)

同年，PhillipSharp在研究腺病毒時(shí)，發(fā)現(xiàn)腺病毒的基因組由一條很長(zhǎng)的DNA分子組成；在DNA分子中，至少有4個(gè)完全間斷的DNA片段與1個(gè)RNA分子相對(duì)應(yīng)。由此得出結(jié)論認(rèn)為，基因遺傳信息在基因組內(nèi)是間斷編碼的。這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)激勵(lì)了科研人員的深入研究，不久便證實(shí)斷裂的基因結(jié)構(gòu)事實(shí)上是高等生物最常見(jiàn)的基因結(jié)構(gòu)。第80頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月斷裂基因的外顯子和內(nèi)含子

我們把一個(gè)基因中最終出現(xiàn)在成熟的RNA中的序列稱(chēng)為外顯子（extronorexon），而把轉(zhuǎn)錄后從原初轉(zhuǎn)錄本中去掉的序列稱(chēng)為內(nèi)含子（intron）。斷裂基因可以通過(guò)異源雙鏈分析得到檢測(cè)，即把克隆了的基因組DNA與mRNA雜交，電鏡觀(guān)察未互補(bǔ)的環(huán)。第81頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月雞卵清蛋白mRNA與DNA雜交形成的異源雙鏈產(chǎn)物的模式圖第82頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄第83頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月順式作用元件與反式作用因子啟動(dòng)子、上游調(diào)節(jié)元件、遠(yuǎn)端調(diào)節(jié)元件統(tǒng)稱(chēng)為順式作用元件細(xì)胞中有各種蛋白因子可直接或間接與順式作用元件結(jié)合，起著調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的作用（促進(jìn)或抑制基因轉(zhuǎn)錄）這些蛋白因子統(tǒng)稱(chēng)為反式作用因子（也叫轉(zhuǎn)錄因子）第84頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月幾種原核基因的啟動(dòng)子第85頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月增強(qiáng)子和沉默子在順式作用元件中，有些與相應(yīng)的反式作用因子結(jié)合后，可促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄，如增強(qiáng)子在順式作用元件中，有些與相應(yīng)的反式作用因子結(jié)合后，可阻礙基因轉(zhuǎn)錄，如沉默子（抑制子）第86頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月RNA聚合酶

原核細(xì)胞中只有一種RNA聚合酶，它催化所有種類(lèi)RNA的合成。真核細(xì)胞中有三種RNA聚合酶，分別稱(chēng)為RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，它們催化合成的RNA種類(lèi)不同。第87頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌RNA聚合酶

大腸桿菌RNA聚合酶通常認(rèn)為由5個(gè)亞基組成，即α2、β、β＇及σ，這5個(gè)亞基組成的酶叫全酶，而只由α2、β、β＇4個(gè)亞基組成的酶叫做核心酶。此外，還可以看到一個(gè)相對(duì)分子量在10000左右的ω亞基，其功能尚不清楚；后來(lái)又發(fā)現(xiàn)一個(gè)分子量為69000的酸性蛋白，稱(chēng)為NusA蛋白，現(xiàn)在又稱(chēng)為轉(zhuǎn)錄延伸因子，其功能可能與RNA轉(zhuǎn)錄的延伸和終止有關(guān)。第88頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月大腸桿菌RNA聚合酶各亞基的功能

σ亞基的主要功能是識(shí)別啟動(dòng)子；α亞基的主要功能是參與和啟動(dòng)子的結(jié)合、DNA雙鏈的解鏈和恢復(fù)雙螺旋；β亞基可能參與底物的結(jié)合及RNA合成時(shí)磷酸二酯鍵的形成；β＇亞基的堿性最強(qiáng)，可能起到與DNA模板結(jié)合的作用。第89頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真核生物RNA聚合酶第90頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原核生物轉(zhuǎn)錄起始RNA聚合酶全酶結(jié)合到啟動(dòng)子部位局部解開(kāi)雙鏈，形成轉(zhuǎn)錄泡從＋1位點(diǎn)開(kāi)始，按堿基配對(duì)原則，合成RNA當(dāng)RNA鏈開(kāi)始合成后，σ因子脫落，核心酶繼續(xù)催化RNA鏈的延長(zhǎng)σ因子與另一核心酶結(jié)合成全酶，啟動(dòng)另一次轉(zhuǎn)錄第91頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原核生物轉(zhuǎn)錄終止在RNA鏈延長(zhǎng)的過(guò)程中，遇到轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)則終止轉(zhuǎn)錄，RNA聚合酶脫落，釋放出新合成的RNA轉(zhuǎn)錄終止序列分為兩種，一種是依賴(lài)ρ因子的終止序列，一種是不依賴(lài)ρ因子的終止序列第92頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月原核生物的兩類(lèi)終止子不依賴(lài)于ρ因子的終止子依賴(lài)于ρ因子的終止子第93頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ρ-非依賴(lài)性終止機(jī)制

ρ-非依賴(lài)性終止子不是在DNA水平上終止轉(zhuǎn)錄的，而是在已轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA水平上發(fā)生作用的。終止子序列從DNA模板上轉(zhuǎn)錄后，在新生RNA鏈中產(chǎn)生發(fā)卡結(jié)構(gòu)，在發(fā)卡結(jié)構(gòu)后面跟著大約由6個(gè)U組成的序列。這兩種結(jié)構(gòu)都為轉(zhuǎn)錄終止所必需。如果在發(fā)卡區(qū)產(chǎn)生突變，破壞其發(fā)卡結(jié)構(gòu)，會(huì)妨礙轉(zhuǎn)錄終止。RNA聚合酶在發(fā)卡處通過(guò)相互作用使RNA轉(zhuǎn)錄停滯，而一連串的U提供了使RNA聚合酶從模板上解離下來(lái)的信號(hào)而使轉(zhuǎn)錄終止。第94頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ρ因子依賴(lài)終止序列

在ρ-依賴(lài)性轉(zhuǎn)錄終止子中，轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)前也有發(fā)卡結(jié)構(gòu)，但發(fā)卡結(jié)構(gòu)中GC對(duì)含量較少，發(fā)卡結(jié)構(gòu)的下游序列沒(méi)有固定的特征，其AT對(duì)含量比ρ-非依賴(lài)性轉(zhuǎn)錄終止子低。ρ-因子利用其N(xiāo)TP酶活性產(chǎn)生的能量，結(jié)合到RNA鏈上，然后沿著RNA鏈滑向RNA聚合酶，當(dāng)RNA聚合酶在發(fā)卡結(jié)構(gòu)處停滯時(shí)，ρ-因子與RNA聚合酶相互作用而終止轉(zhuǎn)錄。

第95頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月ρ依賴(lài)性終止機(jī)制RNA聚合酶正在轉(zhuǎn)錄ρ因子附著到RNA的識(shí)別位點(diǎn)上ρ因子沿RNA移動(dòng)，追趕RNA聚合酶在終止子處，ρ因子與RNA聚合酶相互作用在轉(zhuǎn)錄泡處，ρ因子使DNA-RNA雜交雙鏈解旋轉(zhuǎn)錄終止第96頁(yè)，課件共108頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月真核細(xì)胞中mRNA前體