《從DNA到RNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程解析》課件

從DNA到RNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程解析本PPT將深入解析從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，揭示生命體如何利用遺傳信息，構(gòu)建生命的功能單元——蛋白質(zhì)。引言生命活動(dòng)的中心DNA是生命遺傳信息的載體，包含著構(gòu)建和維持生命所必需的全部遺傳指令。RNA作為DNA的信使，將遺傳信息傳遞到細(xì)胞質(zhì)，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。從DNA到蛋白質(zhì)從DNA到RNA的轉(zhuǎn)錄，是生命活動(dòng)中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，是基因表達(dá)的第一步。理解轉(zhuǎn)錄過(guò)程，對(duì)于揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)，探索疾病發(fā)生機(jī)制，以及推動(dòng)生物技術(shù)發(fā)展都具有重要意義。DNA結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)1核苷酸脫氧核糖核苷酸2核苷酸鏈磷酸二酯鍵連接3雙螺旋結(jié)構(gòu)堿基配對(duì)DNA復(fù)制過(guò)程1解旋雙鏈DNA解開形成單鏈模板2引物合成引物酶合成短的RNA引物3延伸DNA聚合酶沿著模板鏈延伸新鏈4校對(duì)DNA聚合酶校對(duì)錯(cuò)誤并修復(fù)5連接DNA連接酶連接片段形成完整的雙鏈DNADNA轉(zhuǎn)錄概述模板DNA的一條鏈作為模板酶RNA聚合酶催化轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物合成與DNA模板鏈互補(bǔ)的RNA分子方向從5'端到3'端合成RNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)核糖核苷酸核糖代替脫氧核糖堿基A、U、G、C單鏈結(jié)構(gòu)可以折疊形成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)RNA聚合酶1核心酶催化RNA合成2σ因子識(shí)別啟動(dòng)子3終止因子識(shí)別終止信號(hào)轉(zhuǎn)錄起始識(shí)別RNA聚合酶識(shí)別啟動(dòng)子結(jié)合RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合解旋DNA雙鏈解開合成RNA聚合酶合成第一個(gè)核苷酸啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)和功能1啟動(dòng)子DNA序列2-10區(qū)TATAAT序列3-35區(qū)TTGACA序列RNA聚合酶結(jié)合啟動(dòng)子1識(shí)別σ因子識(shí)別-35區(qū)2結(jié)合RNA聚合酶與-10區(qū)結(jié)合3解旋DNA雙鏈解開轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物的組成RNA聚合酶催化RNA合成σ因子識(shí)別啟動(dòng)子DNA模板提供轉(zhuǎn)錄信息轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子與DNA結(jié)合，調(diào)節(jié)RNA聚合酶活性信號(hào)通路細(xì)胞信號(hào)傳遞通路影響轉(zhuǎn)錄因子活性轉(zhuǎn)錄延伸終止信號(hào)回文序列RNA形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)富含U區(qū)RNA與DNA模板分離轉(zhuǎn)錄終止識(shí)別RNA聚合酶識(shí)別終止信號(hào)分離RNA與DNA模板分離解離RNA聚合酶與DNA模板分離原核生物的轉(zhuǎn)錄終止1ρ因子依賴性終止ρ因子結(jié)合RNA，使RNA與DNA分離2ρ因子非依賴性終止發(fā)夾結(jié)構(gòu)與富含U區(qū)共同作用，使RNA與DNA分離真核生物的轉(zhuǎn)錄終止終止因子識(shí)別終止信號(hào)并招募其他蛋白終止過(guò)程RNA與DNA分離，RNA聚合酶解離翻譯后加工帽子結(jié)構(gòu)5'端加上7-甲基鳥苷帽子3'端加尾3'端加上多聚腺苷酸尾剪切加工去除內(nèi)含子，連接外顯子帽子結(jié)構(gòu)的形成1帽子結(jié)構(gòu)7-甲基鳥苷帽2功能保護(hù)RNA，促進(jìn)翻譯3步驟磷酸化、甲基化3'端加尾多聚腺苷酸尾多個(gè)腺嘌呤核苷酸功能穩(wěn)定RNA，促進(jìn)翻譯剪切加工識(shí)別識(shí)別內(nèi)含子邊界剪切切除內(nèi)含子連接連接外顯子核糖體結(jié)構(gòu)和功能1大亞基催化肽鍵形成2小亞基識(shí)別mRNA3tRNA結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合tRNA，參與翻譯核糖體的裝配1rRNA合成核仁中合成rRNA2蛋白質(zhì)合成核糖體蛋白合成3亞基組裝rRNA和蛋白質(zhì)組裝成亞基4核糖體形成大、小亞基結(jié)合形成完整的核糖體蛋白質(zhì)合成過(guò)程1起始核糖體識(shí)別起始密碼子2延伸核糖體沿著mRNA移動(dòng)，合成肽鏈3終止核糖體識(shí)別終止密碼子密碼子識(shí)別密碼子三個(gè)堿基組成反密碼子與密碼子互補(bǔ)配對(duì)氨基酸活化1氨基酰-tRNA合成酶識(shí)別特定的氨基酸和tRNA2ATP水解提供能量3氨基酸連接到tRNA形成氨基酰-tRNA肽鍵的形成肽酰轉(zhuǎn)移酶催化肽鍵形成能量供應(yīng)由GTP提供折疊和修飾折疊肽鏈按照特定的空間結(jié)構(gòu)折疊修飾蛋白質(zhì)進(jìn)行化學(xué)修飾，增加功能蛋白質(zhì)定位和分泌信號(hào)肽引導(dǎo)蛋白質(zhì)到達(dá)目的地轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白幫助蛋白質(zhì)穿過(guò)細(xì)胞膜分泌蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外轉(zhuǎn)錄和翻譯的調(diào)控轉(zhuǎn)錄調(diào)控調(diào)節(jié)RNA合成的速率翻譯調(diào)控調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成的速率蛋白質(zhì)活性調(diào)控調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的功能轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控1啟動(dòng)子調(diào)節(jié)RNA聚合酶結(jié)合2轉(zhuǎn)錄因子與DNA結(jié)合，影響轉(zhuǎn)錄3染色質(zhì)結(jié)構(gòu)影響DNA的accessibility轉(zhuǎn)錄后調(diào)控1RNA加工帽子結(jié)構(gòu)，加尾，剪切加工2RNA穩(wěn)定性影響RNA降解速率3RNA定位調(diào)節(jié)RNA在細(xì)胞中的分布翻譯水平調(diào)控起始密碼子影響核糖體結(jié)合tRNA影響氨基酸的供應(yīng)microRNA抑制翻譯蛋白質(zhì)活性調(diào)控1磷酸化改變蛋白質(zhì)活性2泛素化標(biāo)記蛋白質(zhì)降解3蛋白酶解切除蛋白質(zhì)片段實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法Northernblot原理利用RNA探針檢測(cè)特定RNA應(yīng)用檢測(cè)RNA表達(dá)水平RT-PCR逆轉(zhuǎn)錄將RNA轉(zhuǎn)錄成cDNAPCR擴(kuò)增擴(kuò)增特定cDNA片段核紙片析原理分離細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)應(yīng)用研究RNA在細(xì)胞內(nèi)的分布ChIP1染色質(zhì)免疫沉淀用抗體捕獲特定蛋白質(zhì)結(jié)合的DNA片段2DNA分離分離并分析捕獲的DNA片段3應(yīng)用研究蛋白質(zhì)與DNA的相互作用RNA干擾技術(shù)原理利用siRNA沉默特定基因的表達(dá)應(yīng)用研究基因功能，開發(fā)治療藥物應(yīng)用實(shí)例基因工程基因編輯改造生物的基因，賦予新功能基因治療治療遺傳性疾病藥物篩選目標(biāo)基因選擇與疾病相關(guān)的基因藥物庫(kù)篩選篩選能夠影響目標(biāo)基因表達(dá)的藥物藥物驗(yàn)證驗(yàn)證藥物的療效和安全性疾病診斷基因檢測(cè)檢測(cè)疾病相關(guān)的基因突變分子診斷檢測(cè)疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物展望與總結(jié)1轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制更深入理解轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)2新技術(shù)應(yīng)用開發(fā)更精準(zhǔn)的轉(zhuǎn)錄測(cè)定技術(shù)3生物技術(shù)發(fā)展推動(dòng)生物技術(shù)在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)