生物化学的生物合成和加工课件.ppt

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1、关于生物化学的生物合成和加工第1页，此课件共90页哦转录转录 (transcription)生物体以生物体以DNA为模板合成为模板合成RNA的过程的过程 。转转录录RNADNA 经转录生成的经转录生成的RNA有多种，主要的是有多种，主要的是rRNA，tRNA，mRNA，snRNA 和和 hnRNA第2页，此课件共90页哦参与转录的物质参与转录的物质原料原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)模板模板:DNA酶酶:RNA聚合酶聚合酶(RNA-pol)其他蛋白质因子其他蛋白质因子第3页，此课件共90页哦主要内容主要内容第一节 模板和酶第二节 转录过程第三节 转录后加工第四节 RNA复制和逆转

2、录第4页，此课件共90页哦模板和酶模板和酶第一节第一节第5页，此课件共90页哦一、转录模板一、转录模板 DNA分子上转录出分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。的区段，称为结构基因。DNA双双链链中中按按碱碱基基配配对对规规律律能能指指引引转转录录生生成成RNA的的一一股股单单链链，称称为为模模板板链链(templatestrand)，也也称称作作负负链链。相相对对的的另另一一股股单单链链是是编编码码链链(codingstrand)，也也称称为为正链。正链。第6页，此课件共90页哦5GCAGTACATGTC33cgtgatgtacag55GCAGUACAUGUC3NAlaValHisValC

3、编码链编码链模板链模板链mRNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译第7页，此课件共90页哦5 5 3 3 3 3 5 5 模板链模板链编码链编码链编码链编码链模板链模板链结构基因结构基因转录方向转录方向转录方向转录方向第8页，此课件共90页哦不对称转录不对称转录 在在DNA分子双链上某一区段，一股链用作模板分子双链上某一区段，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录指引转录，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条单链上。模板链并非永远在同一条单链上。5335模板链（含结构基因）模板链（含结构基因）编码链编码链第9页，此课件共90页哦二、二、RNA聚合酶聚合酶（一）原核生物的（一）原核生物的RNA聚合酶

4、聚合酶第10页，此课件共90页哦核心酶核心酶全酶全酶 此外，每个此外，每个RNARNA聚合酶还含有聚合酶还含有2 2个个ZnZn离子。离子。第11页，此课件共90页哦f亚亚基基由由基基因因rpoZrpoZ编编码码，MrMr为为1.10101.10104 4，曾曾长长期期被被忽忽略略，甚甚至至许许多多人人不不把把它它作作为为聚聚合合酶酶的的组组分分。然然而而，现现在在已已经经肯肯定定，亚亚基基是是嗜嗜热热水水生生菌菌RNA RNA polpol必必不不可可少少的的组组分分，也也是是体体外外变变性性的的RNA RNA polpol成成功功复复性性所所必必需需的的，它它与与亚亚基基一一起起构构成成催

5、催化化中心，稳定其与中心，稳定其与 亚基的结合。亚基的结合。第12页，此课件共90页哦E.coliE.coli不同不同因子的性质与功能比较因子的性质与功能比较第13页，此课件共90页哦（二）真核生物的（二）真核生物的RNA聚合酶聚合酶(458)(458)第14页，此课件共90页哦三、启动子和转录因子三、启动子和转录因子原原核核生生物物一一个个转转录录区区段段可可视视为为一一个个转转录录单单位位，称称为为操操纵纵子子(operon)，包包括括若若干干个个结结构构基基因因及及其其上上游游的调控序列。的调控序列。5 3 3 5 结构基因结构基因调控序列调控序列RNA-polRNA聚合酶识别聚合酶识别

6、、结合和开始转录的一段结合和开始转录的一段DNA序列，称为启动子序列，称为启动子(promoter)。第15页，此课件共90页哦RNA聚合酶聚合酶保护法保护法第17页，此课件共90页哦开始转录开始转录TTGACAAACTGT-35区区(Pribnowbox)TATAATPuATATTAPy-10区区1-30-5010-10-40-205 3 3 5 原核生物启动子保守序列原核生物启动子保守序列RNA-pol辨认位点辨认位点(recognitionsite)5 5 RNA聚合酶保护区聚合酶保护区结构基因结构基因3 3 RNARNA聚合酶全酶结合位点聚合酶全酶结合位点第19页，此课件共90页哦第2

7、0页，此课件共90页哦转录过程转录过程 第二节第二节 第21页，此课件共90页哦大肠杆菌RNA聚合酶的作用起始阶段起始阶段：在在DNA分子上搜索启动子，并将分子上搜索启动子，并将DNA双螺旋解开一小段。双螺旋解开一小段。延伸阶段延伸阶段：选择正确的核苷三磷酸（选择正确的核苷三磷酸（NTP），催化磷），催化磷酸二酯键的形成。酸二酯键的形成。终止阶段终止阶段：检测检测RNA合成的终止信号，停止合成的终止信号，停止RNA的的合成。合成。特点：不需引物；无核酸外切酶活性。特点：不需引物；无核酸外切酶活性。错误率高：错误率高：1/104105核苷酸核苷酸,是是DNA复制的复制的105倍。倍。第22页，此

8、课件共90页哦（一）转录起始（一）转录起始转录起始需解决两个问题：转录起始需解决两个问题：1.RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。始区域。2.DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。模板。一、原核生物的转录过程一、原核生物的转录过程第23页，此课件共90页哦RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合聚合酶全酶在转录起始区的结合第24页，此课件共90页哦2.DNA双链解开，约解开双链解开，约解开17个碱基对。（酶与启动个碱基对。（酶与启动子结合的部位是子结合的部位是AT富集区，有利于解链）富集区，有利于解链）1.RNA

9、聚合酶全酶聚合酶全酶(2)与模板结合与模板结合5-pppG-OH+NTP5-pppGpN-OH3+ppi转录起始过程转录起始过程 3.3.第第一一个个核核苷苷三三磷磷酸酸(常常常常是是GTPGTP或或ATP)ATP)结结合合到到全全酶酶上上，形形成成“启启动动子子-全全酶酶-核核苷苷三三磷磷酸酸”三三元元起始复合物。起始复合物。4.4.第二个核苷酸参入，连结到第一个核苷酸的第二个核苷酸参入，连结到第一个核苷酸的33羟基上，形成了第一个磷酸二酯键。羟基上，形成了第一个磷酸二酯键。第25页，此课件共90页哦因子从全酶上掉下，又去结合其它的核心酶。因子从全酶上掉下，又去结合其它的核心酶。RNApol

10、(2)-DNA-pppGpN-OH3 转录起始复合物转录起始复合物:第26页，此课件共90页哦（二）转录延长（二）转录延长1.亚基脱落，亚基脱落，RNApol聚合酶核心酶变构，与模聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着板结合松弛，沿着DNA模板前移；模板前移；2.在在核心酶核心酶作用下，作用下，NTP不断聚合，不断聚合，RNA链不链不断沿断沿53方向方向延长。延长。(NMP)n+NTP(NMP)n+1+PPi第27页，此课件共90页哦 DNADNA上上的的解解螺螺旋旋区区：在在RNARNA链链延延伸伸的的同同时时，RNARNA聚聚合合酶酶继继续续解解开开它它前前方方的的DNADNA双双螺螺旋旋

11、，暴暴露露出出新新的的模模板板链链，而而后后面面被被解解开开的的两两条条DNADNA单单链链又又重重新新形形成成双双螺螺旋，旋，DNADNA上的解螺旋区保持约上的解螺旋区保持约1717个碱基对的长度。个碱基对的长度。第28页，此课件共90页哦转录空泡转录空泡(transcriptionbubble)：RNA-pol（核心酶）（核心酶）DNARNA第29页，此课件共90页哦RNA链的延伸图解35RNA-DNA杂交螺旋杂交螺旋聚合酶的移动方向聚合酶的移动方向新生新生RNA复链复链解链解链编码链编码链模板链模板链延长部位延长部位第30页，此课件共90页哦5 3 DNA原核生物转录过程中的羽毛状现象原

12、核生物转录过程中的羽毛状现象核糖体核糖体RNARNA聚合酶聚合酶第32页，此课件共90页哦f依赖依赖Rho()因子的转录终止因子的转录终止f不依赖不依赖Rho因子的转录终止因子的转录终止（三）转录终止（三）转录终止指指RNA聚聚合合酶酶在在DNA模模板板上上停停顿顿下下来来不不再再前进，转录产物前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。链从转录复合物上脱落下来。分类分类第33页，此课件共90页哦A T P1.依赖依赖Rho因子的转录终止因子的转录终止第34页，此课件共90页哦因子是因子是基因编码的蛋白质，是一种酶，基因编码的蛋白质，是一种酶，在水解在水解ATP的情况下，它沿着的情况下，它沿

13、着53方向转录物的方向转录物的3端前端前进，直到遇到暂停在终止点位置的进，直到遇到暂停在终止点位置的RNA聚合酶。聚合酶。随后随后因子通过解链酶的活性解开转录泡因子通过解链酶的活性解开转录泡（transcription bubble）上的）上的RNA/DNA形成的形成的杂交双螺旋，使杂交双螺旋，使RNA转录物得到释放，从而终止转录物得到释放，从而终止转录。转录。依赖因子（rho factor）的终止子第35页，此课件共90页哦2.不依赖不依赖Rho因子的转录终止因子的转录终止DNA模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序模板上靠近终止处，有些特殊的碱基序列，转录出列，转录出RNA后，后，RNA产物形

14、成特殊的结构来产物形成特殊的结构来终止转录。终止转录。第36页，此课件共90页哦这类终止子结构上有这类终止子结构上有2个特征个特征（2）发夹结构末端紧跟）发夹结构末端紧跟6个连续的个连续的U，这，这发夹发夹结构阻碍了聚合酶的进一步延伸，结构阻碍了聚合酶的进一步延伸，RNA链的合链的合成就终止，酶和成就终止，酶和mRNA就从模板就从模板DNA上释放。上释放。（1）DNA链的链的3端附近有回文结构，富端附近有回文结构，富含含G-C碱基，随后紧跟的是碱基，随后紧跟的是A-T碱基，碱基，转录而形成转录而形成的的RNA具有茎环的发夹具有茎环的发夹形结构形结构。不依赖于因子的终止第37页，此课件共90页哦

15、回文结构回文结构AT富集区富集区GC富集区富集区不依赖不依赖因子的终因子的终止子结构止子结构第38页，此课件共90页哦茎环结构使转录终止的机理茎环结构使转录终止的机理使使RNA聚合酶变构，转录停顿；聚合酶变构，转录停顿；使转录复合物趋于解离，使转录复合物趋于解离，RNA产物释放。产物释放。5pppG5 3 3 5 RNA-pol第39页，此课件共90页哦RNARNA合成过程合成过程起始起始双链双链DNA局部解开局部解开磷酸二酯磷酸二酯键形成键形成终止阶段终止阶段解链区到达基解链区到达基因终点因终点延长阶段延长阶段5 3 RNA启动子启动子（promoter)终止子终止子(terminator)

16、5 RNA聚合酶聚合酶 5 3 5 3 5 5 3 离开离开第40页，此课件共90页哦二、真核生物的转录过程二、真核生物的转录过程（一）转录起始（一）转录起始真真核核生生物物的的转转录录起起始始上上游游区区段段比比原原核核生生物物多多样样化化，转转录录起起始始时时，RNA-pol不不直直接接结结合合模模板板，其起始过程比原核生物复杂。其起始过程比原核生物复杂。第41页，此课件共90页哦TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒增强子增强子顺式作用元件顺式作用元件结构基因结构基因-GCGC-CAAT-TATA转录起始转录起始真核生物启动子保守序列真核生物启动子保守序列1.转录起始前的上游区段转录起始前的上

17、游区段 第42页，此课件共90页哦转录起始点转录起始点TATA盒盒CAAT盒盒GC盒盒 增强子增强子顺式作用元件顺式作用元件(cis-actingelement)AATAAA切离加尾切离加尾 转录终止点转录终止点 修饰点修饰点 外显子外显子 翻译起始点翻译起始点内内含含子子 OCT-1OCT-1：ATTTGCAT八聚体八聚体第43页，此课件共90页哦2.转录因子转录因子 能直接、间接辨认和结合转录上游区段能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，或具有识别的蛋白质，或具有识别RNA聚合酶的作用，现已聚合酶的作用，现已发现数百种，统称为反式作用因子发现数百种，统称为反式作用因子(tran

18、s-actingfactors)。又称为转录因子。又称为转录因子(transcriptionalfactors,TF)。第44页，此课件共90页哦3.转录起始前复合物转录起始前复合物(PIC)真核生物真核生物RNA-pol不与不与DNA分子直接结合，分子直接结合，而需依靠众多的转录因子帮助间接结合到而需依靠众多的转录因子帮助间接结合到DNA分子分子上。上。第45页，此课件共90页哦（二）转录延长（二）转录延长真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。第47页，此课件共90页

19、哦5-AAUAAA-5-AAUAAA-核酸酶核酸酶-GUGUGUGRNA-polAATAAAGTGTGTG转录终止的修饰点转录终止的修饰点5 5 3 3 3 3 加尾加尾AAAAAAA3 mRNA（三）转录终止（三）转录终止 和转录后修饰密切相关。和转录后修饰密切相关。第48页，此课件共90页哦DNA复制与转录的比较复制与转录的比较性性质质复复制制转转录录相相同同点点模模板板两股两股DNA单链均作为模板单链均作为模板为模板链为模板链原原料料dNTPNTP合成方式合成方式半保留复制半保留复制不对称转录不对称转录聚合酶种类聚合酶种类DNA聚合酶聚合酶RNA聚合酶聚合酶RNA引物引物需要需要不需要不

20、需要产产物物半保留的双链半保留的双链DNA单链单链RNA不不同同点点需要需要DNA为模板为模板需要核苷三磷酸为原料需要核苷三磷酸为原料遵循碱基配对原则遵循碱基配对原则新链合成方向均为新链合成方向均为53第49页，此课件共90页哦1.1.嘌呤和嘧啶类似物嘌呤和嘧啶类似物 核酸代谢的拮抗物：抑制核酸合成有关的酶酶 掺入核酸分子形成异常核酸异常核酸如：6-巯基嘌呤、硫鸟嘌呤、2.6二氨基嘌呤、8-氮鸟嘌呤、5-氟尿嘧啶、6-氮尿嘧啶 进入体内变成相应的核苷酸表现抑制作用 三、三、RNARNA生物合成的抑制剂生物合成的抑制剂 P469P469第50页，此课件共90页哦2.DNA2.DNA模板功能的抑制

21、物模板功能的抑制物（1 1）烷化剂）烷化剂（2 2）放线菌素）放线菌素D（actinomycin D）与与DNADNA形成非共价复合物形成非共价复合物 其作用如同阻遏蛋白抑制其作用如同阻遏蛋白抑制DNADNA转录和复制。转录和复制。色霉素色霉素A A3 3、橄榄霉素、光神霉素、橄榄霉素、光神霉素（3 3）嵌入染料）嵌入染料 使使DNADNA在复制时缺失或增添一个核苷酸，在复制时缺失或增添一个核苷酸，导致移码突变，并能抑制导致移码突变，并能抑制RNARNA链的起始。链的起始。第51页，此课件共90页哦利福平利福平利福平利福平抑制细菌抑制细菌RNA聚合酶活性聚合酶活性第52页，此课件共90页哦某些

22、常用的转录抑制剂某些常用的转录抑制剂抑制剂抑制剂靶酶靶酶抑制作用抑制作用利福霉素利福霉素细菌的全酶细菌的全酶与与亚基结合阻止起始亚基结合阻止起始利链霉素利链霉素细菌的核心酶细菌的核心酶与与亚基结合阻止延长亚基结合阻止延长放线菌素放线菌素D真核真核DNA与与DNA结合并阻止延长结合并阻止延长-鹅膏蕈碱鹅膏蕈碱真核真核RNAPol与与RNA聚合酶聚合酶结合结合第53页，此课件共90页哦转录后加工转录后加工第三节第三节第54页，此课件共90页哦几种主要的修饰方式几种主要的修饰方式1.拼接拼接(splicing)2.剪切剪切(cleavage)3.修饰修饰(modification)4.添加添加(ad

23、dition)第55页，此课件共90页哦tRNA和和rRNA被加工的证据被加工的证据 rRNA和tRNA有以下三点特性：1）所有RNA初级转录产物的5末端均是5-三磷酸，而成熟rRNA和tRNA分子的5末端是5单磷酸；2）rRNA和tRNA分子比初级转录产物小很多；3）所有tRNA含有稀有碱基。第56页，此课件共90页哦（一）rRNA的加工原核生物原核生物rRNArRNA转录初始物转录初始物:frRNArRNA基因和基因和tRNAtRNA基因组成混合操纵子：基因组成混合操纵子：16SrDNA 23SrDNA 5SrDNA tDNA16SrDNA 23SrDNA 5SrDNA tDNA加工加工f

24、RNARNA酶酶对转录初始物切割对转录初始物切割f再加工成熟再加工成熟原核生物的转录后加工原核生物有原核生物有7个个rRNArRNA转录单位转录单位第57页，此课件共90页哦RNaseRNaseRNaseE甲基化碱基甲基化碱基甲基化核糖甲基化核糖第58页，此课件共90页哦(二)tRNA的加工大肠杆菌染色体有大肠杆菌染色体有tRNAtRNA基因约基因约6060个个f原核生物原核生物tRNAtRNA转录初始物转录初始物:ftRNAtRNA基因基因:型型-tRNA-tRNA 有有 3-CCA-OH3-CCA-OH型型-tRNA-tRNA 无无 3-CCA-OH3-CCA-OHftRNAtRNA转录初

25、始物转录初始物:与与rRNArRNA相连相连几个相同几个相同(不同不同)tRNA)tRNA连在一起连在一起多顺反子转录单位多顺反子转录单位第59页，此课件共90页哦加工RNARNA酶酶RNARNA酶酶F FRNARNA酶酶D DRNARNA酶酶P PtRNAtRNA核苷转移酶核苷转移酶切开切开rDNArDNA、tDNAtDNA转录产物转录产物 间隔序列间隔序列从从33端切断前体分子端切断前体分子核核酸酸外外切切酶酶,切切除除型型tRNA tRNA 3-3-CCA-OHCCA-OH下游序列下游序列（核酸（核酸+蛋白）蛋白）（M1RNAM1RNA）内切酶，内切酶，tRNA5tRNA5端成熟酶端成熟

26、酶 催催化化型型tRNAtRNA形形 成成稳稳定定的的3-3-CCA-OHCCA-OH“斩头斩头”，去尾，剪接，去尾，剪接，3-末端添加，化学修饰末端添加，化学修饰第60页，此课件共90页哦原核生物原核生物tRNA前体分子的加工前体分子的加工b、末端添加：、末端添加：3-端添加端添加CCA序列。序列。c、修饰：形成稀、修饰：形成稀有有碱基如碱基如DH2。RNAasePRNAaseFRNAasePRNAaseFRNAaseDRNAaseDACC表示核酸内切酶的作用表示核酸内切酶的作用 表示核苷酸转移酶的作用表示核苷酸转移酶的作用 表示核酸外切酶的作用表示核酸外切酶的作用 表示异构化酶的作用表示异

27、构化酶的作用 第61页，此课件共90页哦（三）三）mRNA的加工的加工 原核细胞的原核细胞的mRNA通常没有转录后的加工过程。通常没有转录后的加工过程。第62页，此课件共90页哦真核生物的转录后加工真核生物的转录后加工第63页，此课件共90页哦f4种种rRNA，是两个转录单位。，是两个转录单位。f18S、5.8S和和28SrRNA的前体是的前体是45S（一个转录单位）。（一个转录单位）。f5SrRNA是单独的一个转录单位。是单独的一个转录单位。f核仁是其转录、加工和装配成核糖体的场所。核仁是其转录、加工和装配成核糖体的场所。一、一、rRNA的转录后加工的转录后加工第64页，此课件共90页哦40

28、S亚基亚基60S亚基亚基大多数真核细胞大多数真核细胞为成熟的为成熟的28S18S5.8SrRNA的共同前体的共同前体rRNA由核酶催化进行自身剪接由核酶催化进行自身剪接第65页，此课件共90页哦转录转录45S-rRNA剪接剪接18S-rRNA5.8S和和28S-rRNArDNA内含子内含子内含子内含子28S5.8S18S32S多数真核生物的多数真核生物的rRNA基因不存在内含子，基因不存在内含子，有些含有内含子但并不转录，如果蝇。有些含有内含子但并不转录，如果蝇。四膜虫可以自动切去内含子四膜虫可以自动切去内含子第66页，此课件共90页哦tRNA前体前体RNA pol TGGCNNAGTGCGG

29、TTCGANNCCDNA二、二、tRNA的转录后加工的转录后加工RNA聚合酶聚合酶催催化合成化合成第67页，此课件共90页哦RNAaseP、内切酶内切酶第68页，此课件共90页哦tRNA核苷酸转移酶、核苷酸转移酶、连接酶连接酶ATPADP第69页，此课件共90页哦碱基修饰碱基修饰（2）还原反应）还原反应如：如：UDHU（3）核苷内的转位反应）核苷内的转位反应如：如：U（4）脱氨反应）脱氨反应如：如：AI如：如：AAm（1）甲基化）甲基化（1 1）（1 1）（3 3）（2 2）（4 4）约有约有10%需要酶促修饰需要酶促修饰第70页，此课件共90页哦三、真核生物三、真核生物mRNA的转录后加工的

30、转录后加工核内的初级核内的初级mRNA称为称为核不均一核不均一RNA(hnRNA)定义：定义：mRNA的原初转录物是相对分子量极大的前提，在核内的原初转录物是相对分子量极大的前提，在核内加工过程中形成大小不等的中间体，即加工过程中形成大小不等的中间体，即hnRNA特点：特点：平均分子长度为平均分子长度为8-10Kb左右。比左右。比mRNA的平均长度的平均长度(1.8-2Kb）要大）要大4-5倍。倍。hnRNA仅有总量的仅有总量的1/2转移到细胞质内，其余的都在核内被转移到细胞质内，其余的都在核内被降解掉。降解掉。第71页，此课件共90页哦LOREM IPSUM DOLORhnRNA是mRNA的

31、前体，证据是：(1)hnRNA和mRNA有相同的序列；(2)hnRNA在体外能作为模板翻译蛋白；(3)两者5端都有帽子结构，表明二者为相同的聚合酶所合成；(4)两者的3端都有多聚腺苷有尾巴。第72页，此课件共90页哦（一）首、尾的修饰（一）首、尾的修饰5 端形成端形成帽子结构帽子结构(m7GpppGp)3 端加上端加上多聚腺苷酸尾巴多聚腺苷酸尾巴(polyAtail)加工过程包括：加工过程包括：首、尾、剪接、甲基化首、尾、剪接、甲基化第73页，此课件共90页哦帽子结构(m7GpppGp)第74页，此课件共90页哦5 pppGp5 GpppGppppGppi鸟苷酸鸟苷酸转移酶转移酶5 m7Gpp

32、pGp甲基转移酶甲基转移酶SAM帽帽子子结结构构的的生生成成5 ppGp磷酸酶磷酸酶Pi以以5-5三磷酸相连三磷酸相连作用作用:稳定稳定mRNA 5端端和翻译的起始有关和翻译的起始有关第75页，此课件共90页哦步骤步骤1步骤步骤2作用位置作用位置加尾:3端加上多聚腺苷酸尾巴(poly A tail)作用：稳定作用：稳定mRNAmRNA，mRNAmRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式由细胞核进入细胞质所必需的形式第76页，此课件共90页哦四、四、RNA生物功能的多样性（核酶）生物功能的多样性（核酶）具有酶促活性的具有酶促活性的RNA称为核酶。称为核酶。核酶核酶(ribozyme)Cech和和Al

33、tman获得了获得了1989年度的诺贝尔化学奖年度的诺贝尔化学奖第77页，此课件共90页哦四膜虫四膜虫rRNA内含子的二级结构内含子的二级结构四膜虫四膜虫rRNA的剪接采用的剪接采用自我剪接自我剪接方式方式5-端核苷酸序列端核苷酸序列第78页，此课件共90页哦最简单的核酶二级结构最简单的核酶二级结构锤头状结构锤头状结构(hammerheadstructure)底物部分底物部分通常为通常为60个核苷酸左右个核苷酸左右同同一一分分子子上上包包括括有有催催化化部部份和底物部份份和底物部份催催化化部部份份和和底底物物部部份份组组成锤头结构成锤头结构除除rRNA外，外，tRNA、mRNA的加工也可采用自

34、我的加工也可采用自我剪接方式。剪接方式。第79页，此课件共90页哦核酶研究的意义核酶研究的意义f核酶的发现，对中心法则作了重要补充；核酶的发现，对中心法则作了重要补充；f核酶的发现是对传统酶学的挑战；核酶的发现是对传统酶学的挑战；f利用核酶的结构设计合成人工核酶利用核酶的结构设计合成人工核酶 。第80页，此课件共90页哦第四节第四节 RNA复制和逆转录复制和逆转录(P491)第81页，此课件共90页哦-RNA的复制是指的复制是指病毒基因组病毒基因组RNA的复制的复制(真核生真核生物物RNA的复制只是极个别的现象的复制只是极个别的现象)-概念概念:由由RNA复制酶复制酶(RNAreplicase

35、)催化催化,以病毒以病毒RNA为模板的为模板的RNA合成合成。-RNA病毒在宿主细胞内繁殖时病毒在宿主细胞内繁殖时,即进行即进行RNA复复制。制。一、RNA的复制第82页，此课件共90页哦 以四种以四种NTPNTP为底物；为底物；专一性地选择病毒专一性地选择病毒RNARNA为模板；为模板；按按5 35 3的方向的方向合成病毒合成病毒RNARNA；无外切酶活性（即无校对功能）。无外切酶活性（即无校对功能）。RNA复制酶的催化性质第83页，此课件共90页哦 病毒RNA的复制方式:1 1、病毒含正链、病毒含正链RNARNA：进入宿主细胞后先进行病毒进入宿主细胞后先进行病毒RNARNA复制酶和复制酶和

36、有关病毒蛋白质的合成（借助于宿主细胞的蛋白质合成体系）有关病毒蛋白质的合成（借助于宿主细胞的蛋白质合成体系），然后进行，然后进行RNARNA的复制，再装配病毒颗粒。如：噬菌体的复制，再装配病毒颗粒。如：噬菌体QQ和和灰质炎病毒灰质炎病毒。2 2、病毒含负链、病毒含负链RNARNA和复制酶：和复制酶：这类病毒进入宿主细胞后，这类病毒进入宿主细胞后，先进行先进行RNARNA的复制合成正链的复制合成正链RNARNA，再以正链，再以正链RNARNA为模板合成病为模板合成病毒蛋白质毒蛋白质RNARNA，然后装配病毒颗粒。，然后装配病毒颗粒。如：狂犬病病毒、马水如：狂犬病病毒、马水苞性口炎病毒。苞性口炎病

37、毒。3 3、病毒含双链、病毒含双链RNARNA和复制酶：和复制酶：这类病毒进入宿主细胞后，以双这类病毒进入宿主细胞后，以双链链RNARNA为模板，通过不对称复制产生正链为模板，通过不对称复制产生正链RNARNA，并以正链，并以正链RNARNA为为模板合成病毒蛋白质，然后再合成负链模板合成病毒蛋白质，然后再合成负链RNARNA并形成双链并形成双链RNARNA，再装配病毒颗粒。如呼肠病毒。再装配病毒颗粒。如呼肠病毒。第84页，此课件共90页哦二二 、逆转录逆转录第85页，此课件共90页哦逆转录酶逆转录酶(reversetranscriptase)逆转录逆转录(reversetranscriptio

38、n)逆转录逆转录酶酶（一）逆转录病毒和逆转录酶（一）逆转录病毒和逆转录酶 第86页，此课件共90页哦DNA转录转录RNARNA(病毒病毒)反转录反转录概念概念 以以RNA为模板，为模板，dNTP为原料，逆转录酶催化，为原料，逆转录酶催化，按碱基配对规律合成按碱基配对规律合成DNA的过程。的过程。逆转录酶逆转录酶,又称为又称为依赖依赖RNA的的DNA聚合酶聚合酶RNA-dependent DNA polymerase,(RDDP)第87页，此课件共90页哦逆转录病毒细胞内的逆转录现象逆转录病毒细胞内的逆转录现象RNA模板模板逆转录酶逆转录酶DNA-RNA杂杂化双链化双链RNA酶酶单链单链DNA逆转录酶逆转录酶双链双链DNA第88页，此课件共90页哦逆转录酶逆转录酶 AAAA TTTTAAAASISI核酸酶核酸酶DNA聚合酶聚合酶碱水解碱水解 TTTT分子生物学研究可应用逆转录分子生物学研究可应用逆转录酶，作为获取基因工程目的基因的酶，作为获取基因工程目的基因的重要方法之一，此法称为重要方法之一，此法称为cDNA法。法。以以mRNA为模板，经逆转录合为模板，经逆转录合成的与成的与mRNA碱基序列互补的碱基序列互补的DNA链。链。试管内合成试管内合成cDNAcDNA第89页，此课件共90页哦2022/10/7感谢大家观看第90页，此课件共90页哦