2022年现代分子生物学总结朱玉贤.docx

《2022年现代分子生物学总结朱玉贤.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年现代分子生物学总结朱玉贤.docx（31页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、.-一、绪论两个经典试验1、 肺炎球菌在老鼠体的毒性试验：先将光滑型致病菌S 型烧煮杀活性以后、以及活的粗糙型细菌 R 型分别侵染小鼠发觉这些细菌自然丢失了治病才能；当他们将经烧煮杀死的 S 型细菌和活的 R 型细菌混合再感染小鼠时,试验小鼠每次都死亡；解剖死鼠, 发觉有大量活的 S 型细菌；试验说明,死细菌DNA 进展了可遗传的转化,从而导致小鼠死亡；2、 T2 噬菌体感染大肠杆菌 ：当细菌培育基中分别带有35S 或 32P 标记的氨基酸或核苷酸, 子代噬菌体就相应含有35S标记的蛋白质或 32P 标记的核酸；分别用这些噬菌体感染没有放射性标记的细菌,经过12 个噬菌体 DNA 复制周期后进

2、展检测,子代噬菌体中几乎不含带 35S标记的蛋白质,但含30%以上的 32P 标记；说明在噬菌体传代过程中发挥作用的可能是DNA 而不是蛋白质；基因的概念 ：基因是产生一条多肽链或功能RNA 分子所必需的全部核苷酸序列；二、染色体与 DNA嘌呤嘧啶腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶染色体性质： 1、分子构造相对稳固；2、能够自我复制,使亲、子代之间保持连续性；3、能指导蛋白质的合成,从而掌握生命过程；4、能产生可遗传的变异；组蛋白一般特性： 1、进化上极端保守,特殊是H 3、H 4； 2、无组织特异性； 3、肽链上氨基酸分布的不对称性； 4、存在较普遍的修饰作用；5、富含赖氨酸的组蛋白H 5非组

3、蛋白 ：HMG 蛋白； DNA 结合蛋白； A24 非组蛋白真核生物基因组 DNA真核细胞基因组最大特点是它含有大量的重复序列,而且功能 DNA 序列大多被不编码蛋白质的非功能蛋白质所隔开；人们把一种生物单倍体基因组DNA 的总量称为 C 值,在真核生物中 C 值一般是随着生物进化而增加的,高等生物的C 值一般大于低等动物,但某些两栖类的 C 值甚至比哺乳动物仍大, 这就是闻名的C 值反常现象； 真核细胞 DNA 序列可被分为3 类：不重复序列、中度重复序列、高度重复序列；-.word.zl真核生物基因组的特点：1、真核生物基因组巨大,一般都远大于原核生物的基因组；2、真核基因组存在大量的的重

4、复序列；3、真核基因组的大局部为非编码序列,占整个基因组序列的 90%以上,这是真核生物与细菌和病毒之间的最主要的区分；4、真核基因组的转录产物为单顺反之； 5、真核基因组是断裂基因,有含子构造；6、真核基因组存在大量的顺式元 件,包括启动子、增强子、缄默子等；7、真核基因组中存在大量的DNA 多态性； 8、真核基因组具有端粒构造；原核生物基因组的特点：1、构造简练,绝大局部用来编码蛋白质,只有很少一局部掌握基因表达的序列不转录； 2、存在转录单元,原核生物 DNA 序列中功能相关的 RNA 和蛋白质基因, 往往丛集在基因组的一个或者几个特定部位, 形胜利能单位或转录单元, 可以被一起转录为含

5、多个 mRNA 的分子； 3、有重叠基因,所谓重叠基因就是同一段 DNA 携带两种或以上不同的蛋白质的编码信息；DNA 的构造DNA 又称脱氧核糖核酸,是 deoxyribonucleic acid 的简称；L=T+W , L 指环形 DNA 分子两条链间穿插的次数,只要不发生断裂,L 是一个常量； T 为双螺旋的盘绕数, W 为超螺旋数；双螺旋DNA 的松开导致负超螺旋,而拧紧那么导致正超螺旋；双螺旋碱基间距nm螺旋直径nm每轮碱基数螺旋方向A-DNA0.262.611右B-DNA0.342.010右Z-DNA0.371.812左DNA 的复制半储存复制： Semi -conservativ

6、e replication；半不连续复制： Semi-discontinuous replication把生物体的复制单位称为复制子,一个复制子只含一个复制起始点；归纳起来, 无论是原核生物仍是真核生物,复制起点是固定的,表现为固定的序列,并识别参与复制起始的特殊蛋白质；复制叉移动的方向和速度虽是多种多样的,但以双向等速方式为主；复制的几种主要方式双链 DNA 的复制大都以半包六复制方式进展的,通过“眼型、型、滚环型或 D- 环型等以复制叉的形式进展；1、 线性 DNA 双链进展双向复制时, 由于的 DNA 聚合酶和 RNA 聚合酶都只能从 5到 3 移动,所以,复制叉呈眼型；2、 环状双链

7、DNA 复制可分为 型、滚环型和 D- 环形几种类型、型,大肠杆菌染色体DNA 是环状双链 DNA ,它的复制是典型的型复制,从一个起点开场,同时向两个方向进展复制,当两个复制叉相遇时,复制就停顿 、滚环型,是单向复制的一种特殊方式,在噬菌体中很常见；DNA的合成由对正链原点的专一切割开场,所形成的自由5端被从双链环中置换出来并为单链DNA 结合蛋白所掩盖,使其 3 -OH 端在 DNA 聚合酶的作用下不断延长、 D- 环形,也是单向复制的一种特殊方式,双链环在固定点解开进展复制,但两条链的合成是高度不对称的, 最初仅以一条母链作为新链合成的模板,快速合成出互补链,另一条链那么称为游离的单链环

8、；原核生物和真核生物 DNA复制的特点原核生物 DNA 复制特点DNA 双螺旋的解旋拓扑异构酶 DNA topoisomerase ：排除解链造成的正超螺旋的积累,排除阻碍解链连续进展的这种压力,使复制得以延长；拓扑异构酶,催化DNA 链的断裂和重新连接,每次只作用于一条链, 不需要帮助 因子如 ATP 等；拓扑异构酶能同时断裂和连接两条DNA 链,DNA 解链酶 DNA helicase：解开双链 DNA DnaB 蛋白：解螺旋酶； DnaA 蛋白：识别复制起始点； DnaC 蛋白：帮助 DnaB 在起始点上结合并翻开双链单链结合蛋白 SSB：保证被解链酶解开的单链在复制完成前能保持单链构造

9、DNA 复制的引发全部的 DNA复制都是从一个固定起点开场的,而且目前所知的DNA聚合酶都只能延长DNA 链而不能从头合成DNA 链；DNA 复制时, 往往先由 RNA 聚合酶在 DNA 模板上合成一段 RNA 引物,再由 DNA 聚合酶从 RNA 引物 3末端开场合成新的DNA 链；通常需要帮助因子；DNA 聚合酶功能DNA聚合酶DNA聚合酶修复DNA 聚合酶聚合作用 5 3有有有外切酶活性5有无无3外切酶活性3有有有5生物学活性10.0515聚合酶局部亚基的功能亚基功能聚合活性3 5核酸外组建核心酶两个 亚基形成滑动夹子, 提高酶的持切酶活性续合成才能真核生物 DNA复制的特点真核生物 D

10、NA复制与原核生物DNA复制有很多不同,例如,真核生物每条染色体上可以有多个复制起点, 而原核生物只有一个复制起点；真核生物 DNA 的复制只能在分裂期进展, 原核细胞在整个细胞周期都能进展；真核生物的染色体在全部完成复制前,各个起点上 DNA 不能再开场,而在快速生长的原核生物中,复制起点可以连续开场新的DNA 复制,表现虽然只有一个复制单元,但却可有多个复制叉；真核生物DNA 复制叉的移动速度不到大肠杆菌的 1/20 ,因此,人类 DNA中每隔 30000300000 个碱基就有一个复制起始点；真核生物DNA 聚合酶有 15 种以上,大肠杆菌中存在的聚合酶有5 种DNA 复制的调控真核细胞

11、中DNA复制有 3 个水平的调控： 1、细胞生活水平调控,也称限制点调控,打算细胞停留在 G1 期仍是进入 S 期； 2、染色体水平调控； 3、复制子水平调控,打算复制的起始与否；DNA 的修复错配修复一旦复制通过复制起点,母链就会在开场DNA 合成前的几秒至几分钟被甲基化,此后只要两条 DNA 链上碱基配对显现错误,错配系统就会依据“储存母链,修正子链的原那么,找出错误碱基所在的DNA链,并在对应于母链甲基化腺苷酸上游鸟苷酸的5位置切开子链,合成新的子链片段；切除修复切除修复是 DNA 损耗最为普遍的方式,主要分为碱基切除修复和核苷酸切除修复重组修复复制后修复先从同源 DNA 母链上将相应核

12、苷酸序列片段移至子链缺口,然后再用新合成的序列补上母链空缺,主要作用是重新启动停滞的复制叉；DNA 直接修复DNA直接修复不需要切除碱基或核苷酸,最常见的例子是DNA光解酶把在光下或经外线光照耀形成的环丁烷胸腺嘧啶二体及6-4 光化物复原成单体的过程；SOS 反响细胞 DNA 受到损耗或复制系统受到抑制的紧急情形下,细胞为求生存而产生的一种应急措 施,当 DNA两条链的损耗邻近时,损耗不能被切除修复或重组修复,这时损耗处的DNA 显现空缺,再随机加上核苷酸,简洁造成突变；DNA 的转座DNA 的转座或称移位,是由可移位因子介导的遗传物质重排的现象,频率很低；转座子 Tn是存在于染色体 DNA

13、上可自主复制和移位的根本单位,原核生物的转座子包含 4 类： 1、插入序列 IS； 2、类转座子因子；3、复合转座子,两端由IS 或类 IS 构成, 带有某些抗药性基因或其他宿主基因,一旦形成复合式转座子,IS 序列就不能再单独移动； 4、TnA 转座子家族,两端为IR,可编码转座酶,解离酶和抗性物质；真核生物中的转座子主要包括转座子和反转座子；玉米细胞存在自主型和非自主型两类转座 子,非自主型转座子单独存在时是稳固的,不能转座, 当基因组同时含有属于同一家族的自主型转座子时, 它才具备转座功能； 转座子可分为复制型和非复制型,转座酶和解离酶分别作用于原始转座子和复制转座子；转座作用的遗传学效

14、应1、引起插入突变；2、产生新的基因； 3、产生染色体畸变 DNA 重复、缺失或倒位 ；4、引起生物进化组蛋白的种类、修饰类型及其生物学意义依据电泳性质可以把组蛋白分为H 1、H 2A 、H 2B、H 3、H 4,这些组蛋白都含有大量赖氨酸和精氨酸；组蛋白的修饰作用包括甲基化,乙酰化, 磷酸化以及 ADP 核糖基化等； 一般来说, 组蛋白乙酰化能挑选地使某些染色质区域的构造从严密变的放松,开放某些基因的转录, 增强其表达水平； 而组蛋白甲基化即可抑制也可增强基因表达,乙酰化修饰和甲基化修饰往往是相互排斥的；简述 DNA 聚合酶和 Klenow 的构造和功能占 DNA 聚合酶蛋白 2/3 的 C

15、 端区域, 相对分子质量 68000,具有 DNA 聚合酶活性和 35核酸外切酶活性,即可合成也可降解 DNA ,保证 DNA 复制的精确性；占 DNA 聚合酶蛋白 1/3 的 N 端区域, 相对分子质量 35000,具有 5 3核酸外切酶活性, 可做用于双链 DNA ,又可水解 5端或距 5端几个核苷酸处的磷酸二酯键； DNA 聚合酶在 DNA 直接修复、除去冈崎片段 5端 RNA 引物方面具有重要作用；Klenow 大片段是用蛋白酶水解 DNA 聚合酶所得的大片段区域,具有 5 3聚合酶活性和 3 5核酸外切酶活性,在基因工程中有广泛应用,主要有：修复反响、制备平末端；标记 DNA3 突出

16、末端；双脱氧末端终止法进展 DNA 序列分析等；三、生物信息的传递上RNA 转录的根本过程模板识别真核细胞中的模板识别与原核细胞不同,真核生物RNA 聚合酶不能直接识别基因的启动子区,需要转录因子的帮助蛋白质按特定的次序结合于启动子上,RNA聚合酶才能与之相合并形成复杂的前起始复合物PIC ,以保证有效的起始转录；转录起始转录起始就是RNA 链上第一个核苷酸键的产生,该过程不需要引物, RNA 聚合酶通过启动子的时间代表一个启动子的强弱,时间越短,该基因的转录起始频率越高；转录延长RNA 聚合酶释放 因子离开启动子后,核心酶沿模板DNA 链移动并使新生的RNA 链不断延长的过程；一旦聚合酶启动

17、了基因转录,它就会始终移动合成RNA ,直到遇到终止信号时才释放新生的 RNA 链；转录终止RNA 聚合酶不再形成新的磷酸二酯键,RNA-DNA杂合体分开,转录泡瓦解；转录机器的主要成分RNA 聚合酶RNA 聚合酶以 DNA 双链为模板假设以单链为模板,活性大大降低,以 4 种核苷三磷酸为底物,并以Mg2+ /Mn 2+为辅因子,催化 RNA 链的起始、延长和终止,不需要任何引物；原核生物 RNA 聚合酶大肠杆菌 RNA 聚合酶由两个亚基、一个 亚基、一个 亚基、和一个 亚基组成核心酶,加上一个 亚基后那么成为聚合酶全酶,转录的起始过程需要全酶,由 因子识别起始点,延长过程仅需要核心酶催化；和

18、 亚基组成了聚合酶的催化中心,亚基能与模板DNA 、新生 RNA 链以及核苷酸底物相结合；亚基的作用是负责模板链的挑选和转录的起 始,它是酶的别构效应物,使酶专一性识别模板上的启动子；真核生物 RNA酶聚合酶定位转录产物与功能对 -鹅膏覃减RNA 聚合酶RNA 聚合酶核仁核质45SrRNA 5SrRNA hnRNA mRNA 不敏锐敏锐RNA 聚合酶核质tRNA 、5SrRNA 、snRNA存在物种特异性转录复合物模板的识别阶段包括RNA 聚合酶全酶对启动子的识别,聚合酶与启动子可逆性结合形成封闭复合物,此时 DNA 仍处于双链状态；然后封闭复合物转变成开放复合物,聚合酶全酶所结合的 DNA

19、序列中有一段双链被解开；真核生物转录起始至少仍需要7 中帮助因子参与, 这些蛋白帮助因子统称为转录因子TF启动子与转录起始启动子区的根本构造启动子是一段位于构造基因5端上游区的 DNA序列,能活化 RNA 聚合酶,使之与模板DNA 精确结合并具有转录起始的特异性；1、 转录单元是一段从启动子开场至终止子完毕的DNA序列；转录起始位点是指与新生 RNA 链第一个核苷酸相对应DNA链上的碱基,通常为嘌呤；把起点5末端的序列称 为上游,把 3端称为下游,起点为 +1 ,下游方向依次为+2 、+3 上游方向依次为 1、22、 Pribnow 区 TATA box 是一个由 5 个核苷酸 TATAA 组

20、成的保守序列,其中心大约位于起点上游10bp 处又称 10 区3、 35 序列 Sexfama box在转录开场位点上游35 区域也有一段保守序列,共同序列是 TTGACA ,称为 35 区大局部原核生物启动子都存在位于-10bp 的 TATA 盒和位于 -35bp 的 TTGACA 盒,这两个区域是 RNA 聚合酶与启动子的结合位点,能与因子相互识别而具有很高的亲和力；4、 Hogness 区,在真核基因中发觉,位于转录起始-25-35bp 处的 TATAAA ,也称 TATA区5、 CAAT 区,在 -70-80bp 处的共同序列 CCAAT ,称为 CAAT 区,是与原核生物中 -35

21、区相对应的序列启动子区的识别RNA 聚合酶不能识别碱根本身,而是通过氢键互补的方式加以识别；RNA 聚合酶与启动子区的结合聚合酶第一与启动子区闭合双链DNA 结合,形成二元闭合复合物,然后经过解链得到二元开链复合物,因此, RNA 聚合酶既是双链 DNA 结合蛋白,又是单链DNA 结合蛋白；-10 区与 -35 区的最正确距离在原核生物中, -35 区与 -10 区之间的距离大约是 1619bp,小于 15bp 或大于 20bp 都会降低启动子的活性； 在细菌中常见两种启动子突变,一种叫下降突变, 一种叫上升突变 增加其共同序列的同一性 ；增强子及其功能增强子是 DNA上能提高转录起始效率的序

22、列,可位于5或 3末端,可能是通过影响染色质 DNA- 蛋白质构造或转变超螺旋的密度而转变模板的整体构造,从而使得RNA 聚合酶更简洁与模板DNA 结合,起始基因转录,增强子具有以下特点：1、 远距离效应； 2、无方向性； 3、顺式调剂,只调剂位于同一染色体上的靶基因,对其他染色体上的基因没有作用；4、无物种和基因特异性；5、具有组织特异性； 6、有相位性,其作用和 DNA 的构象有关； 7、有的增强子可对外部信号产生反响；8、大多为重复序列,其部常有一个核心序列G TGGA/TA/TA/TG ,该序列是产生增强效应所必需的抑制剂放射线素 -D 利福霉素 利迪链霉素-鹅膏覃碱靶酶真核生物 RN

23、A 聚合酶 细菌全酶抑制作用与 DNA 结合,阻挡延长与 亚基结合,抑制起始与 亚基结合,抑制起始与 RNA 聚合酶结合类别DNA 模板功能抑制物细菌核心酶真核生物 RNA 聚合酶RNA 聚合酶抑制物真核生物启动子对转录的影响真核基因启动子在 -25-35 区含有 TATA 序列,在 -70-80 区含有 CCAAT 序列,在 -80-110 区含有 GCCACACCC 或 GGGCGGG序列,习惯上将 TATA区上游的保守序列称为启动子 元件 UPE或上游激活序列 UAS；TATA区的主要作用是使转录精确起始,CAAT和GC 区主要掌握转录起始频率,根本不参与起始位点的确定；尽管 3 种 U

24、PE 序列都有重要功能,但并不是每个基因的启动子区都包含这3 种序列；转录的抑制原核与真核生物 mRNA 的特点比较原核生物 mRNA 的特点1、原核生物 mRNA 半衰期短, 细菌基因的转录与翻译是严密相连的；2、很多原核生物 mRNA以多顺反子的形式存在,多顺反子mRNA是一组相邻或相互重叠基因的转录产物,这样的 一组基因可被称为一个操纵子；3、原核生物 mRNA5 端没有帽子构造, 3端也没有多聚A 尾巴或者很短, 原核生物起始密码子AUG 上游 712 个核苷酸处与一个被称为SD 序列的保守区,该序列与16SrRNA3端反向互补,被认为在核糖体-mRNA 的结合过程中起作用；真核生物

25、mRNA 特点1、真核生物 mRNA5 端有帽子构造 不包括叶绿体和线粒体mRNA ,mRNA5 端加“ G反响是由腺苷酸转移酶完成的,新加上的G 与 mRNA 链上全部其他核苷酸方向相反,像一顶帽子扣在 mRNA 上,故而得名； mRNA 的帽子构造常被甲基化,第一个甲基化显现在所有真核细胞的mRNA 中,称为零类帽子,帽子构造可能使mRNA 免遭核酸酶的破坏,其甲基化是翻译所必需的；2、绝大多数真核生物3-端有 PolyA 构造,除组蛋白基因外,真核生物 mRNA3 端都有这个构造, PolyA 是在转录后加上去的需要AAUAAA特定序列, 在细胞核中的hnRNA 阶段就已经加上去；它是m

26、RNA 有细胞核进入细胞质所必需的形式, 大大提高了 mRNA 在细胞质中的稳固性；3、但凡编码功能蛋白的真核基因都通过RNA 聚合酶 进展转录,真核基因几乎都是单顺反子mRNA ,只包含一个蛋白质信息；终止和抗终止依靠 因子的终止穷追模型因子能使 RNA 聚合酶在 DNA模板上精确地终止转录,它能水解各种核苷酸,是六聚体蛋白,通过催化 NTP 水解促使新生 RNA 链从三元转录复合物中解离出来不依靠 因子的终止模板上存在终止转录信号,即在终止子,这段 DNA 转录产生的 RNA 简洁形成发卡式构造, 会导致 RNA 聚合酶暂停； 在终止子有两个明显的特点,1、终止位点上游一般存在一个富含 G

27、C 的二重对称区； 2、在终止位点前有一段由48 给个 A 组成的序列, 因此转录产物的 3 端为寡聚 U,寡聚 U 的存在使杂合链的3端局部显现不稳固的rU dA 区域,打算了转录的终止；抗终止破坏终止位点RNA 的茎-环构造；依靠于蛋白因子的转录抗终止含子的剪接、编辑、再编码及化学修饰RNA 中的含子由 DNA 转录生成的原始转录产物核不均一RNA hnRNA 即 mRNA 的前体,经过加5端帽子和 3端尾巴,再经过 RNA 的剪接,编码蛋白质外显子局部就连接称为一个可译框架 ORF,通过核孔进入细胞质；mRNA 前体中含子的两端边界存在共同的序列,这些序列构造可能是产生mRNA 前体剪接

28、的信号；多数细胞核mRNA 前体中含子的 5边界序列为 GU , 3边界序列为 AG ,因此 GU 表示供体连接点的5端, AG 代表接纳体 3端, 这种保守序列模式称为GU-AG 法那么,又称Chambon 法那么；mRNA 的剪接类含子剪接的主要特点类含子剪接转要是转酯反响,剪接反响实际上是发生了两次磷酸二酯键的转移；第一个转酯反响由一个游离的鸟苷或鸟苷酸介导,其 3-OH 作为亲核基团攻击5端的磷酸二酯键, 从上游切开 RNA 链；在其次个转酯反响中,上游外显子的自由3 -OH 作为亲核基团攻击含子 3位核苷酸上的磷酸二酯键,使含子完全被切开,上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键重新连接

29、类含子剪接的主要特点类含子切除体系中,转酯反响无需游离鸟苷或鸟苷酸,而是由含子本身的靠近3端的腺苷酸 2-OH 作为亲核基团攻击含子5端的磷酸二酯键,从上游切开RNA 后形成套索状构造,再由上游外显子的自由3 -OH 作为亲核基团攻击含子3端的磷酸二酯键,使含子完全被切开,上下游两个外显子通过新的磷酸二酯键重新连接RNA的编辑、再编码及化学修饰RNA的编辑RNA的编辑是某些 RNA ,特殊是 mRNA的一种加工方式,编辑的结果导致DNA 所编码的遗传信息转变, RNA 的编辑虽然不是很普遍, 在真核生物中也时有发生,介导RNA 编辑的机制有两种： 1、位点特异性脱氨基作用,载脂蛋白mRNA 中

30、 U A ,谷氨酸受体蛋白中AI ,都属于脱氨基作用的结果,分别由胞嘧啶和腺嘌呤脱氨酶所催化；2、尿嘧啶插入或删除,由于指导RNA 上存在一些未能配对的腺嘌呤,形成缺口,为插入尿嘧啶供应了模板, 反响完成后；指导RNA 从 mRNA 上解离下来；RNA 编辑具有重要的生物学意义：1、校正作用,有些基因在突变过程中丢失的遗传信息可能通过 RNA 编辑得到修复； 2、调控翻译, 通过编辑可以构建或去除起始密码子和终止密码子,是基因表达调控的一种方式；3、扩大遗传信息,能使基因产物获得新的构造和功能, 有利于生物进化RNA 再编码mRNA在某些情形下不是以固定的方式被翻译,而可以转变原先的编码信息,

31、以不同的方式进展翻译RNA 化学修饰甲基化、去氨基化、硫代,碱基的同分异构化、二价键的饱和化、核苷酸的替代核酶核酶是指一类具有催化功能的RNA 分子,通过催化靶位点RNA 链中磷酸二酯键的断裂, 特异性地剪切底物RNA 分子,从而阻断基因的表达,可分为两类：1、剪切型核酶,只剪不接； 2、剪接型核酶,如类和类含子其他SnRNA 具有保守性RNA聚合酶识别的启动子比较特殊,启动子不位于编码基因的上游,而在编码基因的转录区外显子的序列多保守,含子序列变化较大多顺反子优点： 调控便利、 基因构造简练； 缺点：前面的顺反子对后面的顺反子表达有影响； 后面几个顺反子翻译的起始会受其上游顺反子构造的调控,

32、不能独立进展在 mRNA 前体剪接的过程中,参与剪接的外显子可以不按其线性次序剪接,含子也可以不被切除而储存,即一个外显子或含子是否显现在成熟 mRNA 中是可以挑选的,这种剪接方式称为挑选性剪接,使一个基因可以产生不同类型的 mRNA 分子；挑选性剪接的方式有四种： 1、拼接产物缺失一个或几个外显子； 2、拼接产物储存一个或几个含子作为外显子的编码序列； 3、外显子中存在 5或 3拼接点,从而局部缺失该外显子； 4、含子中存在 5 拼接点或 3拼接点,从而使局部含子变为编码序列转录单位不同于基因, 转录单位可能同时包含一个或多个基因, 另外, 转录单位仍包含启动子、非编码序列等,其围比基因广

33、RNA 的种类和生物学功能转运 RNA核糖体 RNA信使 RNA核不均一 RNA小核 RNA小胞浆 RNAtRNA rRNA mRNAhnRNA snRNAscRNA/7SL-RNA反义 RNA核酶AnRNA/micRNARibozyme RNA氨基酸转运核蛋白组成成分 蛋白质合成模板 成熟 mRNA 前体参与 hnRNA 剪接蛋白质质网定位合成信号识别体的组成成分对基因表达起调剂作用有酶活性的 RNAmRNA 直接负责蛋白质的生产,翻译完成后即可降解；rRNA 参与核糖体组装,是一个相对稳固的构造； tRNA 携带氨基酸到核糖体,完成一次携带后连续下一轮氨基酸转运工作,所以 mRNA 不如其

34、他两者稳固多聚 A 尾的生成是在多聚A 聚合酶的催化下,由ATP 聚合而成,需要镁离子或锰离子及蛋白质参与作用封闭复合物： RNA 聚合酶全酶与DNA 组成的复合物, DNA 仍处于双链状态, 不能起始 RNA的合成；开放复合物： RNA 聚合酶全酶所结合的 DNA 序列中有一小段双链被解开, 形成转录泡, 酶的构象也发生转变,这种由启动子与 RNA 聚合酶的复合物在这里能进展 RNA 的起始合成； 三元复合物：由开放复合物与最初的两个 NTP 结合并在两个核苷酸之间形成磷酸二酯键后所形成的包括 RNA 聚合酶、 DNA 和新生 RNA 的复合物原始转录产物 RNA 转录后的加工有三种形式：

35、1、削减局部片段,如切除 5端前导序列, 3端拖尾序列和中部的含子； 2、增加局部片段： 5端加帽； 3端加 PolyA,通过归巢和编辑参与一些碱基； 3、修饰,对某些碱基进展甲基化等核酶构造特点： 1、三个茎区形成局部的双链构造,其中含一个由1113 个保守的核苷酸构成的催化中心； 2、具有催化中心的核酶和含有剪切位点的底物局部共同构成锤头构造,底物局部是切割区部位两端的核苷酸,与核酶茎和茎结合核酶的生物学意义： 1、RNA为生物催化剂,具有重要的生物学意义；2、打破了酶是蛋白质的传统观念； 3、在生命起源上,为先有核酸供应了依据；4、为治疗有害基因、肿瘤等供应了手段生物信息的传递下遗传密码

36、三联子性质 ：1、遗传密码的连续性,即密码子间没有空格,阅读mRNA 时是以密码子为单位,连续阅读,一次阅读三个核苷酸,不能跳过任何mRNA 中的核苷酸； 2、遗传密码的简并性, 除 AUG Met 和 UGG Try外,每个氨基酸都有一个以上的密码子,同一氨基酸的不同密码子称为同义密码子；3、遗传密码的通用性与特殊性,全部生物都有一样的遗传语言,遗传密码子是通用的,但也有少数例外；如支原体中终止密码子被用来编码色氨酸；4、密码子与反密码子的相互作用,在密码子与反密码子的配对中,前两对严格遵守碱基配对原那 么,第三对碱基有肯定自由度,可以摇摆,当反密码子第一位 是 A 或 C 时只能识别一种密

37、码子, 为 GC/U 或 UA/G 时,能识别 2 种密码子, 为 IA/U/C时,能识别三种密码子;5、密码子有起始密码子和终止密码子,起始密码子 AUG Met和 GUG 缬氨酸,终止密码子又称无义密码子, UAA 赭石密码、UAG 琥珀密码、UGA 蛋白石密码 ,它们没有相应的 tRNA 存在, 只供释放因子识别来实现翻译终止；eg.反密码子 GCU 可以识别的密码子是AGU 或 AGCtRNA共性 ：存在经过特殊修饰的碱基,tRNA 的 3端都以 CCA-OH 完毕,该位点是 tRNA 与相应氨基酸结合的位点,稀有碱基丰富；二级构造 ： 1、受体臂 ,主要由链两端序列碱基配对形成的杆状

38、构造和3端未配对的34 个碱基组成,其3端的最终 3 个碱基序列永久是CCA,最终一个碱基的3或 2自由羟基连接氨基酸的部位可以被氨酰化；其余手臂均由碱基配对产生的杆状构造和无法配对的套索状构造所组成 2、TC 臂是依据 3 个核苷酸命名的, 其中 表示拟尿嘧啶, 是 tRNA分子所拥有不常见核苷酸；3、反密码子臂 是依据位于套索中心的三联反密码子命名的；4、D 臂是依据它含有二氢鸟嘧啶命名的；三级构造 ：呈 L 形折叠,靠氢键维护, T C 和受体臂是倒 L 的一横,反密码子臂和 D 臂是倒 L 的一竖, 其中受体臂顶端的碱基位于 L 的一个端点, 反密码子臂的套索状构造生成了 L 的另一个

39、端点； 由于 tRNA 上所运载的氨基酸必需靠近位于大亚基上的多肽合成位点, 而反密码子必需与小亚基上的 mRNA 相配对,所以分子中两个不同的功能基团是最大程度别离的；功能 ：运输的工具,运载氨基酸,mRNA 只能特异识别 tRNA 而不是氨基酸；解读mRNA的遗传信息种类 ：1、起始 tRNA 和延长 tRNA ,能特异地识别mRNA 上起始密码子的 tRNA 叫起始 tRNA ,其他的统称为延长tRNA ；原核生物的起始tRNA 携带甲酰甲硫氨酸, 真核生物的起始 tRNA 携带甲硫氨酸；2、同工 tRNA ,代表同一种氨基酸的tRNA 为同工 tRNA ；3、校正 tRNA ,校正 t

40、RNA 分为无义突变及错义突变校正；无义突变：一个核苷酸的转变使某个氨基酸的密码子变成终止密码子,使蛋白质合成提前终止； 错义突变： 某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种氨基酸的密码；酰胺 -tRNA 合成酶催化氨基酸与tRNA 结合,既能识别 tRNA ,又能识别氨基酸；副密码子打算tRNA 上所携带的氨基酸种类；核糖体核糖体构造核糖体蛋白 ：核糖体上有不止一个的活性中心,每个活性中心都有一组特殊的核糖体蛋白质 构成； 蛋白质本身具有催化功能,但假设将它们从核糖体上别离出来,催化功能就会完全消逝；核糖体RNA ： 1、 5SrRNA ,有两个保守序列,CGAAC是其与 tRNA相互识

41、别的序列； GCGCCGAAUGGUAGU与 23SrRNA 的一段序列互补, 是 5SrRNA 与 50S 核糖体大亚基相互作用的位点； 2、16SrRNA,有两个保守序列, ACCUCCUUA 是与 mRNA 的 5端 SD 序列互补的序列； 在靠近 3端处有一段识别23SrRNA 的序列, 在 30S与 50S 亚基的结合中起作用； 3、23SrRNA ,大亚基 23SrRNA 可能与 tRNA Met 的结合有关； 4、5.8SrRNA ,是真核生物特有的 rRNA ,可能与原核生物的5SrRNA 有相像的功能； 5、18SrRNA 及 28SrRNA核糖体功能 ：1、合成蛋白质的场所

42、,挑选对信息专一的 AA-tRNA ,容纳另一种携带肽链的RNA ,即肽酰 tRNA ； 2、核糖体至少包括 5 个活性中心,即 mRNA 结合部位、结合或承担AA-tRNA 部位 A 位、结合或承担肽酰 tRNA 的部位 P 位、肽酰基移部位、形成肽键的部位转肽酶中心 ；此外,仍有负责肽链延长的各种延长因子的结合位点；核糖体小亚基负责对模板 mRNA 进展序列特异性识别, 如起始局部的识别、密码子与反密码子的作用等, mRNA 的结合位点也位于小亚基上；核糖体大亚基负责携带氨基酸及tRNA 的功能, 肽键的形成、 AA-tRNA 、肽酰 -tRNA 的结合等, A 、P 位点、转肽酶中心也主

43、要位于大亚基上；蛋白质的生物合成机制氨基酸的活化氨基酸必需在氨酰 -tRNA 合成酶 AARS的作用下生成活化氨基酸AA-tRNA ,活化的场所是细胞质, 其中 AARS 具有三个位点, 分别是 tRNA 识别位点、 氨基酸识别位点、 校正位点；翻译的起始作为多肽合成起始信号的密码子有两个,即甲硫氨酸的密码子和缬氨酸的密码子,在大肠杆菌中,起始密码子AUG 编码的氨基酸并不是甲硫氨酸本身,而是甲酰甲硫氨酸, 起始 tRNA 为 fMet-tRNAf Met；真核生物无甲酰化,起始氨基酸是Met,起始 tRNA 是 Met-tRNA Met；第一步, 30S 小亚基与翻译起始因子IF-1 和 I

44、F-3 结合,通过SD 序列与 mRNA 模板结合；其次步,在 IF-2 起始因子和 GTP 的帮忙下, fMet-tRNAf Met 进入小亚基的 P 位, tRNA 上的反密码子与 mRNA 上的密码子配对； 3、带有 tRNA 、mRNA 和三个翻译起始因子的小亚基复合物与 50S大亚基结合, GTP 水解,释放翻译起始因子；肽链的延长三个延长因子1、 后续 AA-tRNA 与核糖体结合：起始复合物形成以后,其次个氨酰 -tRNA 第一与EF-Tu GTP 形成复合物,进入核糖体 A 位,水解产生 GDP 并在 EF-Ts 的作用下释放GDP 并使 EF-Tu 结合另一分子 GTP ,进入新一轮的循环；2、 肽键的生成： 在 mRNA 、氨酰 tRNA 、核糖体复合物中, 氨酰 tRNA 占据 A 位,fMet-tRNAf Met 占据 P 位,在肽基转移酶的催化下, A 位上的氨酰 tRNA 转移到 P 位,与 fMet-tRNAf Met 上的氨基酸生成肽键,起始 tRNA 离开核糖体 P 位；3、 移位：核糖体通过 EF-G 起移