復制轉(zhuǎn)錄翻譯

復制轉(zhuǎn)錄翻譯第一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日DNA復制的一般特點原料：dNTP原則：互補配對原則半保留復制半不連續(xù)復制需要引物新鏈的延伸方向只能是5'→3'第二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日復制起始點復制起始點replicationorigin，oriDNA分子的復制是在特定位置開始的，這個位點稱為復制起始點。原核生物DNA只有一個復制起始點。真核生物DNA有多個復制起始點。第三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日復制子replicon一個復制起始點控制下復制的一段DNA原核生物DNA只有一個復制子真核生物每條染色體上有多個復制子第四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日原核生物復制子第五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日真核生物多個復制子起點起點起點起點起點起點第六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日原核生物DNA復制DNA復制所需要的酶引物酶primeraseDNA聚合酶DNApolymeraseDNA連接酶DNAligase解旋酶helicase單鏈DNA結(jié)合蛋白

SSB

：結(jié)合在分開的單鏈上，從而保持其伸展狀態(tài)拓撲異構(gòu)酶：防止復制叉前形成一種張力而導致超螺旋的產(chǎn)生

現(xiàn)在已有大量的證據(jù)表明，大腸桿菌和其他許多原核生物的環(huán)狀ＤＮＡ復制是雙向的。即ＤＮＡ的復制從復制起點開始，向二個方向同時進行，最后相遇，完成復制。但并不是所有的生物DNA的復制都是雙向的，如噬菌體Ｔ２的ＤＮＡ的復制就是沿一個方向進行的。

第七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌三種DNA聚合酶比較DNA聚合酶Ⅱ分子量每個細胞的分子統(tǒng)計數(shù)5′-3′聚合酶作用3′-5′核酸外切酶作用5′-3′核酸外切酶作用DNA聚合酶Ⅰ109，000400+++120，000100++-400，00010-20++-比較項目DNA聚合酶Ⅲ切除引物修復修復復制功能第八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日4361三種DNA聚合酶在決定DNA合成方面有一些共同的特性：

①三種酶都只有５’－３’聚合酶的功能，而沒有３’－５’聚合酶功能，說明DNA鏈的延伸只能從5’向3’‘端進行。

②他們都沒有直接起始合成DNA的能力，只能在引物存在下進行鏈的延伸，因此，DNA的合成必須有引物引導才能進行。

③三種酶都有核酸外切酶的功能，可對合成過程中發(fā)生的錯誤進行校正，而保證DNA復制的高度準確性。

5′3′結(jié)構(gòu)式第九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日復制叉

replicationfork半不連續(xù)復制先導鏈隨后鏈岡崎片斷引物primer第十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日DNA復制過程DNA雙螺旋的解除：DNA的解旋過程由DNA解旋酶催化解開后，單鏈DNA結(jié)合蛋白（SSB）馬上結(jié)合在分開的單鏈上，從而保持其伸展狀態(tài)。隨著解鏈的進行，在DNA復制叉前就會形成一種張力而導致超螺旋的產(chǎn)生?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)這種張力主要是通過DNA拓撲異構(gòu)酶的作用消除的。

起始：在一種特殊的RNA聚合酶-DNA引物酶的催化下，先合成一段長5—60個核苷酸的RNA引物，提供3'端自由-OH。然后，在DNA聚合酶Ⅲ的作用下進行DNA的合成。第十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日延伸：只有一條DNA鏈的合成是連續(xù)的，而另一條鏈的合成是不連續(xù)的。所以從整個DNA分子水平來看，DNA兩條新鏈的合成方向是相反的，但是都是從5’端向3’方向延伸。現(xiàn)在一般把一直從5’向3’方向延伸的鏈稱作前導鏈，它是連續(xù)合成的。而另一條先沿5’

—3’方向合成一些片段，然后再由連接酶將其連起來成為長鏈，稱為后隨鏈，其合成是不連續(xù)的。這種不連續(xù)合成是由岡崎等人首先發(fā)現(xiàn)的，所以現(xiàn)在將后隨鏈上合成的DNA不連續(xù)單鏈小片段稱為岡崎片段。終止：引物RNA被切除，并為新合成的DNA片段所代替。在大腸桿菌中，此過程是在DNA聚合酶Ⅰ的催化下完成的。因為DNA聚合酶Ⅰ有5’

—3’聚合酶功能，以臨近岡崎片段的3’端自由-OH進行DNA的合成，從而將RNA引物替換為DNA鏈。最后由連接酶將岡崎片段連接起來，形成一條完整的新鏈

第十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日端粒DNA的復制真核生物DNA是線性的線性DNA末端不能復制每復制一次DNA序列就要縮短一節(jié)！第十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日端粒酶telomerase端粒酶是一種核糖核蛋白，含有一個RNA分子這個RNA分子就是合成端粒序列的模板在體細胞中，端粒酶是沒有活性的，胚胎細胞和腫瘤細胞中有端粒酶活性第十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日真核和原核DNA細胞復制比較細胞周期的特定時期復制（原核生物在整個細胞生長過程中都可以進行DNA復制）第十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日在原核生物中有DNA聚合酶Ⅰ、DNA聚合酶Ⅱ、DNA聚合酶Ⅲ三種聚合酶，并由DNA聚合酶Ⅲ同時控制兩條鏈的合成。而在真核生物中共有α，β，γ，δ和ε5種DNA聚合酶。DNA聚合酶α和DNA聚合酶δ是DNA合成的主要酶，由DNA聚合酶α控制不連續(xù)的后隨鏈的合成，而DNA聚合酶δ則控制前導鏈的合成，所以其兩條鏈的合成是在兩種不同的DNA聚合酶的控制下完成。DNA聚合酶β可能與DNA修復有關(guān)，而DNA聚合酶γ則是線粒體中發(fā)現(xiàn)的唯一一種DNA聚合酶。

第十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日RNA的復制有些病毒不含DNA，以RNA為遺傳物質(zhì)RNA在RNA聚合酶作用下先合成“－”鏈“－”鏈從“＋”鏈模板上釋放出來“－”鏈作為模板再合成“＋”鏈第十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日RNA轉(zhuǎn)錄與加工第十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日原核細胞的基因結(jié)構(gòu)非編碼區(qū)非編碼區(qū)編碼區(qū)編碼區(qū)上游編碼區(qū)下游與RNA聚酶結(jié)合位點啟動子終止子啟動子promotor

:DNA分子上RNA聚合酶最先結(jié)合部位終止子terminator:提供轉(zhuǎn)錄終止信號的DNA序列不依賴ρ因子的終止子;依賴ρ因子的終止子接第十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日真核細胞的基因結(jié)構(gòu)編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)與RNA聚酶結(jié)合位點內(nèi)含子外顯子能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做外顯子不能夠編碼蛋白質(zhì)的序列叫做內(nèi)含子，內(nèi)含子能轉(zhuǎn)錄為信使RNA

啟動子終止子編碼區(qū)上游編碼區(qū)上游內(nèi)含子外顯子第二十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日轉(zhuǎn)錄的概念和DNA的有義鏈和反義鏈

轉(zhuǎn)錄是在DNA的指導下的RNA聚合酶的催化下，按照堿基配對的原則，以四種核苷酸為原料合成一條與模板DNA互補的RNA

的過程。RNA的轉(zhuǎn)錄從DNA模板的特定位點開始，并在一定的位點終止。此轉(zhuǎn)錄區(qū)域為一個轉(zhuǎn)錄單位。

啟動子（promoter)

終止子(terminator)模板鏈（反意義鏈）編碼鏈(有意義鏈)非信息區(qū)DNA5′5′3′3′第二十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)示意圖核心酶(α2ββ)起始因子β——和模板DNA結(jié)合β——起始和催化聚合反應，含有核苷三磷酸的結(jié)合位點

α——與RNA聚合酶的四聚體核心（α2ββ’）的形成有關(guān)

——只與RNA轉(zhuǎn)錄的起始有關(guān)全酶(αββ)第二十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日轉(zhuǎn)錄泡第二十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日RNA的合成過程鏈的開始：

RNA鏈轉(zhuǎn)錄的起始首先是RNA聚合酶在δ因子的作用下與DNA上的啟動子部位結(jié)合，并在RNA聚合酶的催化下使DNA的雙鏈解離，形成轉(zhuǎn)錄泡，為RNA合成提供單鏈模板，并按堿基配對原則，結(jié)合核苷酸，在核苷酸之間形成磷酸二脂鍵，使其相連，形成RNA新鏈。δ因子在RNA鏈伸長到8~9個核苷酸后，就被釋放，然后由核心酶催化RNA的延伸。鏈的延伸

RNA鏈的延伸是在δ因子釋放之后，在RNA聚合酶四聚體核心酶的催化下進行。因RNA聚合酶同時具有解開DNA雙鏈，并使其重新閉合的功能。隨著RNA的延伸，RNA聚合酶使DNA雙鏈不斷解開和重新閉合。鏈的終止

當RNA鏈延伸遇到終止信號（terninationsignal）時，RNA轉(zhuǎn)錄復合體就發(fā)生解體，而使新合成的RNA鏈釋放出來。

第二十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日RNA合成過程起始雙鏈DNA局部解開磷酸二酯鍵形成終止階段解鏈區(qū)到達基因終點延長階段53RNA

啟動子（promoter)

終止子(terminator)5RNA聚合酶5353553離開第二十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日RNA合成的一般特點不需要引物原料為rNTP，不是dNTP只有一條DNA鏈用作模板第二十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄的差別

⒈真核生物RNA的轉(zhuǎn)錄是在細胞核內(nèi)進行，而蛋白質(zhì)的合成則是在細胞質(zhì)內(nèi)，所以，RNA轉(zhuǎn)錄后首先必須從核內(nèi)運輸?shù)郊毎|(zhì)內(nèi)，才能指導蛋白質(zhì)的合成。在原核生物中，RNA的轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的合成以及mRNA的降解通常是同時進行的

⒉真核生物一個mRNA分子一般只含有一個基因，原核生物的一個mRNA分子通常含有多個基因。

⒊真核生物有幾種RNA聚合酶：在原核生物中只有一種RNA聚合酶，催化所有RNA的合成，而在真核生物中則有RNA聚合酶Ⅰ、RNA聚合酶Ⅱ和RNA聚合酶Ⅲ三種不同的RNA聚合酶，分別催化不同類型RNA的合成。

⒋真核生物RNA聚合酶不能獨立轉(zhuǎn)錄RNA：原核生物中RNA聚合酶可以直接起始轉(zhuǎn)錄合成RNA，真核生物則不然。在真核生物中，三種RNA聚合酶都必須在蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子的協(xié)助下才能進行RNA的轉(zhuǎn)錄。5.真核生物啟動子結(jié)構(gòu)復雜第二十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日mRNA轉(zhuǎn)錄后的加工加帽當mRNA合成到30b時在5′端加7－甲基鳥嘌呤核苷加尾轉(zhuǎn)錄完成后，在特定位置切去一節(jié)，加polyARNA末端腺苷酸轉(zhuǎn)移酶帽子和尾巴對mRNA的穩(wěn)定性以及運輸具有重要作用剪接

splicing第二十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日成熟mRNA與模板DNA的比較第二十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日mRNA原核生物和真核生物mRNA的比較第三十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日遺傳密碼和蛋白質(zhì)的翻譯第三十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日遺傳密碼的性質(zhì)

1、密碼是無標點符號的且相鄰密碼子互不重疊。

2、密碼的簡并性：由一種以上密碼子編碼同一個氨基酸的現(xiàn)象稱為簡并性，對應于同一氨基酸的密碼子稱為同義密碼子。密碼的簡并性可以減少有害突變。除兩個氨基酸以外的所有氨基酸都有一種以上的密碼子編碼。

3、密碼的擺動性（變偶性）：密碼的專一性主要是由第一第二個堿基所決定，tRNA上的反密碼子與mRNA密碼子配對時，密碼子的第一、二位堿基是嚴格的，第三位堿基可以有一定的變動。4、密碼的通用性

5、64組密碼子中，AUG既是的密碼，又是起始密碼；有三組密碼不編碼任何氨基酸，而是多肽鏈合成的終止密碼子：UAG、UAA、UGA。

第三十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日密碼子與反密碼子的配對關(guān)系反密碼子tRNA53AUC5mRNA3密碼子123第三十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日氨基酸的活化EEAAEAAtRNAAAEtRNAAAEtRNAAA氨基酸ATP+氨酰腺苷酸E-AMPPPi第一步AMP第二步E氨基酸的活化3-氨酰-tRNA第三十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日氨酰-tRNA合成酶特點

a、專一性：

對氨基酸有極高的專一性，每種氨基酸都有專一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。

對tRNA具有極高專一性。

b、校對作用：氨酰-tRNA合成酶的水解部位可以水解錯誤活化的氨基酸。第三十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日原核生物多肽鏈的合成過程

原核生物多肽鏈的合成分為三個階段：肽鏈合成的起始、肽鏈的延伸、肽鏈合成的終止和釋放。1、肽鏈合成的起始2、肽鏈的延長3、肽鏈合成的終止及釋放第三十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期日肽鏈合成的起始30S亞基?mRNAIF3-IF1復合物30S?mRNA?GTP-fMet–tRNA-IF2-IF1復合物70S起始復合物codonanticodonA位