核酸生物化学.ppt

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1、关于核酸的生物化学第一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月脱氧核糖核酸脱氧核糖核酸 DNA （细胞核中）（细胞核中）核糖体核糖体RNA（rRNA）核糖核酸核糖核酸 RNA 信使信使RNA （mRNA）转运转运RNA （tRNA）核酸的分类核酸核酸Deoxyribonucleic acidRibonucleic acid（细细胞胞质质中中）核酸分子的主要功能：遗传信息的贮存和传递。核酸分子的主要功能：遗传信息的贮存和传递。第二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月中心法则1.1957年年Crick最初提出的中心法则最初提出的中心法则3遗传信息在细胞内的生物大分子间转移的基本法则遗传

2、信息在细胞内的生物大分子间转移的基本法则2.1970年发现了逆转录现象后，年发现了逆转录现象后，Crick修改的中心法则。修改的中心法则。3.现在的中心法则现在的中心法则第三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月第二节 核酸的分子组成核糖核糖碱基碱基核苷酸核苷酸核糖核酸核糖核酸 RNA核苷核苷磷酸磷酸聚合聚合脱氧核糖脱氧核糖 碱基碱基 脱氧脱氧核苷酸核苷酸 脱氧脱氧核糖核酸核糖核酸 DNA脱氧脱氧核苷核苷磷酸磷酸聚合聚合（单体）（单体）（单体）（单体）（大分子聚合物）（大分子聚合物）（大分子聚合物）（大分子聚合物）第四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月碱基种类第五张，PPT共一

3、百零八页，创作于2022年6月碱基酮式和烯醇式的互变异构尿嘧啶尿嘧啶鸟嘌呤鸟嘌呤 酮式酮式 烯醇式烯醇式第六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月核糖和脱氧核糖结构式核糖（链式）核糖（链式）核糖（环式）核糖（环式）2-2-脱氧核糖（链式）脱氧核糖（链式）2-2-脱氧核糖（环式）脱氧核糖（环式）第七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月磷酸结构式第八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月核苷和脱氧核苷结构式糖糖 苷苷 键键第九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA和RNA中的各种碱基第十张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月3种磷酸位置不同的核苷酸磷酸酯键磷酸

4、酯键第十一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月一磷酸、二磷酸、三磷酸腺苷酸酐酸酐第十二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月第三节 核酸的分子结构核苷酸之间以磷酸二核苷酸之间以磷酸二酯键连接酯键连接5353第十三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月核酸序列简单表示法DNA 5 AGTCGACT 3RNA 5 AGUCGACU 3第十四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月由单链DNA形成双链DNA两条链反平行两条链反平行碱基之间形成氢键碱基之间形成氢键AT之间两个氢键之间两个氢键GC之间三个氢键之间三个氢键 一一个个与与电电负负性性高高的的原原子子X共共价价结结合合

5、的的氢氢原原子子（XH）带带有有部部分分正正电电荷荷，能能再再与与另另一一个个电电负负性性高高的的原原子子（如如Y）结结合合，形形成成一一个个聚聚集集体体XHY，这这种种化化学学结结合合作作用叫做氢键。用叫做氢键。第十五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月两条单链核酸分子碱基间氢键连接配对第十六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月核酸分子的空间结构一级结构：一级结构：碱基序列碱基序列二级结构：二级结构：各种螺旋各种螺旋三级结构：三级结构：空间上的各种弯曲空间上的各种弯曲第十七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA双螺旋模型和示意图（二级结构）（二级结构）（二级结构）

6、（二级结构）第十八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月碱基堆积力使DNA成为双螺旋 第十九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月B型DNA中大沟和小沟第二十张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月表1-2 DNA双螺旋结构类型及主要差别第二十一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月 左手螺旋DNA 右手螺旋DNADNA第二十二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA分子的三种形式 线状线状 DNA 共价闭合环状共价闭合环状DNA 开环开环DNA第二十三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月环状DNA分子的超螺旋（三级结构）（三级结构）有超螺旋有超螺旋无超

7、螺旋无超螺旋无超螺旋第二十四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月电话线的超螺旋第二十五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月连环数 连连环环数数是是环环状状DNA的的一一个个很很重重要要的的特特征征。连连环环数数指指的的是是在在双双螺螺旋旋DNA中中，一一条条链链以以右右手手螺螺旋旋绕绕另另一一条条链链缠缠绕绕的的圈圈数数，以以字字母母L表表示示。L值值不不同同但但其其他他方方面面结结构构相相同同DNA分分子子称称为为拓拓扑扑异异构构体体。拓拓扑扑异异构构酶酶可可以以催催化化拓拓扑扑异构体之间的转变。异构体之间的转变。第二十六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月拓扑异构酶

8、 拓拓扑扑异异构构酶酶可可以以改改变变DNA双双螺螺旋旋的的连连环环数数，其其功功能能是是引引入超螺旋或解开超螺旋。入超螺旋或解开超螺旋。拓拓扑扑异异构构酶酶可可分分为为两两类类：类类型型的的酶酶能能使使DNA的的一一条条链链发发生生断断裂裂和和再再连连接接，反反应应无无需需提提供供能能量量；类类型型的的酶酶能能使使DNA的的两两条条链链同同时时发发生生断断裂裂和和再再连连接接，当当它它引引入入超超螺螺旋时需要由旋时需要由ATP提供能量。提供能量。第二十七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月拓扑异构酶 拓拓扑扑异异构构酶酶属属于于类类型型。它它只只能能消消除除负负超超螺螺旋旋，对对正超

9、螺旋不起作用。正超螺旋不起作用。拓拓扑扑异异构构酶酶在在使使DNA的的一一条条链链断断裂裂时时，由由于于酶酶与与DNA结结合合，DNA链链不不能能自自由由转转动动，超超螺螺旋旋的的扭扭曲曲张张力力不不会会自自动动消消失失。但但是是酶酶分分子子可可牵牵引引另另一一条条链链通通过过切切口口，然然后后使使断断链链重重新连接起来，从而改变新连接起来，从而改变DNA的连环数和超螺旋数。的连环数和超螺旋数。第二十八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月拓扑异构酶 拓拓 扑扑 异异 构构 酶酶属属 于于 类类 型型，又又 叫叫 旋旋 转转 酶酶（gyrase）。它它可可连连续续引引入入负负超超螺螺旋旋

10、，反反应应需需要要消消耗耗ATP。在在无无ATP存存在在时时，它它可可以以松松弛弛负负超超螺螺旋旋，但但不不作作用于正超螺旋。用于正超螺旋。第二十九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月细菌中的细菌中的DNA第三十张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月细菌拟核的突环结构第三十一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月黑腹果蝇染色质的电镜照片第三十二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月真核生物染色体的核小体结构 染染色色质质的的基基本本结结构构单单位位是是核核小小体体（nucleosome），核核小小体体的的核核心心是是一一个个蛋蛋白白质质八八聚聚体体，由由组组蛋蛋白白H

11、2A、H2B、H3和和H4各各2个个组组成成，DNA以以左左手手螺螺旋旋在在组组蛋蛋白白核核心心上上盘盘绕绕1.8圈圈，共共146bp。核核小小体体之之间间连连接接DNA的的长长度度随随不不同同核核小小体体而而略略有有不不同同，平均每个核小体占平均每个核小体占DNA200bp。第三十三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月染色体的组装层次第三十四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月rRNA的二级结构原核原核原核原核16S rRNA 16S rRNA 真核真核真核真核18SrRNA18SrRNA第三十五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月酵母丙氨酸tRNA的三叶草样二级结构

12、双双HU环环反密码环反密码环反密码子反密码子额外环额外环TC环环氨基酸臂氨基酸臂氨基酸氨基酸腺嘌呤腺嘌呤35第三十六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月二氢尿嘧啶核苷和假尿嘧啶核苷结构式二氢尿嘧啶核苷二氢尿嘧啶核苷 假尿嘧啶核苷假尿嘧啶核苷DHU 第三十七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月tRNA三级结构示意图反密码环反密码环DHU环环TC环环5末端末端3末端末端第三十八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月第四节 核酸的理化性质核酸的酸碱性质 两性电解质，酸性较强两性电解质，酸性较强 加盐后可用乙醇或加盐后可用乙醇或 异丙醇沉淀异丙醇沉淀核酸的高分子性质 粘性粘性 D

13、NA粘性比粘性比RNA大大 线性分子粘性比环形分子大线性分子粘性比环形分子大 核酸分子变性后粘性变小核酸分子变性后粘性变小 第三十九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月核酸的紫外吸收 核酸的最大吸收波长为核酸的最大吸收波长为260nm 蛋白质的最大吸收波长为蛋白质的最大吸收波长为280nm 通过测定核酸溶液通过测定核酸溶液OD260的值可以测出核酸溶液的浓度。的值可以测出核酸溶液的浓度。50g/ml的双链的双链DNA溶液其溶液其OD260的值等于的值等于1 1。利用利用OD260/OD280的比值可鉴定提取核酸的纯度的比值可鉴定提取核酸的纯度核酸的变性 核酸双链间的氢键断裂、变成单链称

14、为变性核酸双链间的氢键断裂、变成单链称为变性 有热变有热变性，酸碱变性，变性剂（甲醛、尿素）变性等性，酸碱变性，变性剂（甲醛、尿素）变性等。核酸的理化性质第四十张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA分子的热变性和复性第四十一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月核酸的热变性增色效应与解链温度（熔点）第四十二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月退火、复性与杂交两条单链缓慢冷却形成双链的过程称为退火。两条单链缓慢冷却形成双链的过程称为退火。相同来源的两条单链形成双链叫复性。相同来源的两条单链形成双链叫复性。不同来源的两条单链形成双链叫杂交。不同来源的两条单链形成双链叫杂交

15、。带带有有标标记记的的一一条条单单链链与与待待检检测测的的单单链链形形成成双双链链叫叫杂杂交交，其其中中带带有有标标记记的的那那条条单单链链叫叫探探针针,探探针针是是人人造造的的一一种种工工具具，用用来来检检测测能能与与之之互互补补的的单单链链核核酸酸分分子子是是否否存存在在及及量量的多少。的多少。第四十三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月第五节 DNA的生物合成1.DNA指导的指导的DNA合成（复制）合成（复制）2.RNA指导的指导的DNA合成（反转录）合成（反转录）3.修复合成修复合成第四十四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA聚合酶催化的聚合反应5 端端3 端端第

16、四十五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA聚合酶的反应特点 以以4种种dNTP作底物；作底物；反应需要接受模板的指导；反应需要接受模板的指导；反应需要有引物反应需要有引物3-羟基存在；羟基存在；DNA链的延长方向为链的延长方向为53；产物产物DNA的性质与模板相同。的性质与模板相同。第四十六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月大肠杆菌DNA聚合酶 1955年年，Arthur Kornberg等等发发现现了了大大肠肠杆杆菌菌DNA聚聚合合酶酶，后后来来又又发发现现了了4种种DNA聚聚合合酶酶，分分别别称称为为DNA聚合酶聚合酶、和和，它们有各自不同的用途。，它们有各自不同的

17、用途。（DNA polymerase）第四十七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月大肠杆菌DNA聚合酶 大大肠肠杆杆菌菌DNA聚聚合合酶酶由由一一条条肽肽链链（928个个氨氨基基酸酸残残基基）组组成成，含含有有一一个个锌锌原原子子，分分子子量量103kD。它是一个多功能酶，具有以下活性：。它是一个多功能酶，具有以下活性：53聚合活性聚合活性 35外切活性（校对活性）外切活性（校对活性）53外切活性（只作用于双链外切活性（只作用于双链DNA）第四十八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月大肠杆菌DNA聚合酶 Klenow片段 用用枯枯草草杆杆菌菌蛋蛋白白酶酶裂裂解解完完整整的的大大

18、肠肠杆杆菌菌DNA聚聚合合酶酶，得得到到C端端324928氨氨基基酸酸残残基基的的片片段段，称称为为Klenow片片段段。1-323氨氨基基酸酸残残基基为为小小片片段段。小小片片段段具具有有53外外切切活活性性，Klenow片片段段具具有有聚聚合合酶酶活活性性和和35外切活性。外切活性。酶切位点酶切位点Klenow片段片段第四十九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA聚合酶的校对作用 在在正正常常聚聚合合条条件件下下，35外外切切活活性性不不能能作作用用于于生生长长链链；一一旦旦出出现现错错配配碱碱基基时时，聚聚合合反反应应立立即即停停止止，生生长长链链的的3末末端端核核苷苷酸酸落

19、落入入35外外切切活活性性位位点点，错错配配核核苷苷酸酸被被迅迅速速切切去去，然后继续进行聚合反应。然后继续进行聚合反应。35外切活性起着校对的作用。外切活性起着校对的作用。校校对对作作用用越越强强，DNA复复制制的的准准确确性性越越高高。适适当当的的错错配配有有利利于于发发生生突突变变，有有利利于于物物种种的的进进化化。突突变变率率太太高高也也不不利利于于保保持物种的稳定性。持物种的稳定性。第五十张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA聚合酶的切口平移作用第五十一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月关于大肠杆菌DNA聚合酶的研究 根根据据对对各各种种DNA聚聚合合酶酶在在大

20、大肠肠杆杆菌菌细细胞胞中中的的活活性性、合合成成DNA的的速速度度、该该酶酶基基因因突突变变对对DNA复复制制的的影影响响的的研研究究，发发现现DNA聚聚合合酶酶是是大大肠肠杆杆菌菌细细胞胞中中DNA复复制制的的主主酶酶，而而DNA聚合酶聚合酶和和的功能只是参与的功能只是参与DNA损伤的修复。损伤的修复。第五十二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月大肠杆菌中3种DNA聚合酶性质的比较第五十三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月大肠杆菌DNA聚合酶第五十四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA聚合酶全酶的结构与与结结合合两两个个亚亚基基各各催催化化复复制制叉叉处处一条

21、链的合成。一条链的合成。第五十五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月哺乳动物的DNA聚合酶PCNA：proliferating cell nuclear antigen，增殖细胞核抗原增殖细胞核抗原第五十六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA复制的几种类型单向复制单向复制双向复制双向复制第五十七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA的复制方式直线双向直线双向多起点双向多起点双向（真核细胞染色体）（真核细胞染色体）型双向型双向型单向型单向 大大肠肠杆杆菌菌染染色色体体DNA即即是是双双向向复复制制，噬噬菌菌体体的的早早期期复复制制也也是是双向复制。双向复制。第五

22、十八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA的复制方式滚环复制滚环复制噬菌体噬菌体DNA的后期复制即是此种方式。的后期复制即是此种方式。第五十九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月 先先以以轻轻链链为为模模板板复复制制一一条条重重链链，而而原原来来的的亲亲本本重重链链被被置置换换出出来来称称为为D loop。当当D loop扩扩大大到到整整个个线线粒粒体体DNA的的大大约约67%的的位位置置时时，被被置置换换出出来来的的亲亲本本重重链链上上的的轻轻链链复复制制原原点点OL才才暴暴露露出出来来，然然后后开开始始轻轻链链的的合成。合成。DNA的复制方式D环复制环复制 最最典典型型

23、的的D环环复复制制是是哺哺乳乳动动物物线线粒粒体体DNA的的复复制制。在在环环状状双双链链DNA的的特特定定位位点点即即重重链链的的复复制制原原点点OH附附近近，解解开开双双链链，形形成成一一个个复复制制泡。泡。第六十张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA的复制方式2D环环第六十一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月复制叉处的半不连续合成旧链旧链复制叉行进方向复制叉行进方向随从链随从链前导链前导链新新新新DNA链链合成的方向必须是合成的方向必须是53第六十二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月随从链的合成方式(a)以以DNA为模板为模板 合成合成RNA引物引物RNA

24、引物引物随从链模板随从链模板(b)在引物的在引物的3端端 合成新的合成新的DNA新新DNA 冈崎片段冈崎片段(c)DNA聚合酶去除聚合酶去除 引物并填补空隙引物并填补空隙(d)DNA连接酶连接酶 使片段连接使片段连接连接连接随随从从链链也也叫叫后后随随链链第六十三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA复制叉处的结构DNA ligase DNA polymeraseOld Okazaki fragmentOkazaki fragmentPrimerLagging strand templatePrimerHelicase/primaseNewly synthesized leadin

25、g strandDimeric replicative DNA polymerasesubunit“sliding clamp”SSBLeading strand templateDNA gyrasePrimer第六十四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月岗琦片段的连接DNA polymerase DNA ligase第六十五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月原核生物和真核生物的冈崎片段 细细菌菌的的冈冈崎崎片片段段长长度度为为10002000个个核核苷苷酸酸，相相当当于于一一个个顺顺反反子子（cistron）的的长长度度；真真核核生生物物的的冈冈崎崎片片段段长长度度为为10

26、0200个个核核苷苷酸酸，相相当当于于一一个个核小体核小体DNA的长度。的长度。第六十六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月E.coli 的主要复制蛋白第六十七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA复制的最基本条件单链单链DNA模板模板DNA聚合酶聚合酶引物（引物（RNA或或DNA）dATP、dGTP、dCTP、dTTP(简称简称 44dNTP）必要的无机离子必要的无机离子(Mg2+、K+）第六十八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA的反转录合成（RNA-directed DNA polymerase，RDDP）（DNA-dirceted DNA polyme

27、rase，DDDP）第六十九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA的人工反转录合成第七十张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月引起DNA损伤的因素DNA合成时碱基错配合成时碱基错配电离辐射电离辐射紫外线照射紫外线照射化学诱变剂化学诱变剂致癌病毒致癌病毒第七十一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA的损伤类型DNA的突变类型点突变点突变缺失突变缺失突变插入突变插入突变置换突变置换突变DNA的修复方式光复活光复活切除修复切除修复重组修复重组修复SOS修复修复DNA断链断链DNA链内交联链内交联DNA链间交联链间交联第七十二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月D

28、NA损伤的切除修复第七十三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月第六节 RNA的生物合成DNA指导的指导的RNA合成（转录）合成（转录）RNA指导的指导的RNA合成合成（复制）（复制）第七十四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月转录体系的组成DNA模板模板ATP、GTP、CTP、UTP 简称简称4NTPRNA聚合酶聚合酶一些蛋白因子一些蛋白因子必要的无机离子必要的无机离子第七十五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA上的基因在在DNA长链上，排列着许多基因长链上，排列着许多基因基因之间往往有间隔序列基因之间往往有间隔序列基因之间也有重叠的现象基因之间也有重叠的现象就一

29、个基因而言，就一个基因而言，DNA双链的一条链为模板双链的一条链为模板链，另一条链为编码链（意义链）链，另一条链为编码链（意义链）在一个在一个DNA长链上，不同基因的编码链可以长链上，不同基因的编码链可以位于不同的单链上位于不同的单链上描述一个基因的结构是描述其编码链描述一个基因的结构是描述其编码链第七十六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月模板链、编码链与RNA的关系第七十七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月DNA链上基因的排列第七十八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月断裂基因的发现断裂基因的发现 1977年年，当当时时在在纽纽约约冷冷泉泉港港实实验验室室从从事事

30、研研究究工工作作的的Richard Roberts发发现现，单单个个基基因因不不仅仅可可以以由由一一个个DNA片片段段组组成成，而而且且可可以以由由数数个个受受到到不不相相干干DNA片片段段隔隔离离的的DNA片片段段组组成成。生生物物体体内内存存在在的的这这种种间间断断的的基基因因，比比早早期期研研究究的的那那些些基基因因更更加加复复杂杂，从从而而使使上上述述有有关关遗遗传传物质及其功能的流行概念发生了彻底的改变。物质及其功能的流行概念发生了彻底的改变。第七十九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月断裂基因的发现 同同年年，Phillip Sharp在在研研究究腺腺病病毒毒时时，发发现现

31、腺腺病病毒毒的的基基因因组组由由一一条条很很长长的的DNA分分子子组组成成；在在DNA分分子子中中，至至少少有有4个个完完全全间间断断的的DNA片片段段与与1个个RNA分分子子相相对对应应。由由此此得得出出结结论论认认为为，基基因因遗遗传传信信息息在在基基因因组组内内是是间间断断编编码码的的。这这一一科科学学发发现现激激励励了了科科研研人人员员的的深深入入研研究究，不不久久便便证证实实断断裂裂的的基基因因结结构构事事实实上上是是高高等等生生物物最最常常见见的基因结构。的基因结构。第八十张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月断裂基因的外显子和内含子 我我们们把把一一个个基基因因中中最最终终

32、出出现现在在成成熟熟的的RNA中中的的序序列列称称为为外外显显子子（extron or exon），而而把把转转录录后后从从原原初初转转录本中去掉的序列称为内含子（录本中去掉的序列称为内含子（intron）。）。断断裂裂基基因因可可以以通通过过异异源源双双链链分分析析得得到到检检测测，即即把把克克隆了的基因组隆了的基因组DNA与与mRNA杂交，电镜观察未互补的环。杂交，电镜观察未互补的环。第八十一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月鸡卵清蛋白鸡卵清蛋白mRNA与与DNA杂交形成的异源杂交形成的异源双链产物的模式图双链产物的模式图第八十二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月启动子

33、与转录第八十三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月顺式作用元件与反式作用因子启启动动子子、上上游游调调节节元元件件、远远端端调调节节元元件件统统称称为为顺式作用元件顺式作用元件细细胞胞中中有有各各种种蛋蛋白白因因子子可可直直接接或或间间接接与与顺顺式式作作用用元元件件结结合合，起起着着调调节节基基因因转转录录的的作作用用（促进或抑制基因转录）（促进或抑制基因转录）这这些些蛋蛋白白因因子子统统称称为为反反式式作作用用因因子子 （也也叫转录因子）叫转录因子）第八十四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月几种原核基因的启动子第八十五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月增强子和沉

34、默子在在顺顺式式作作用用元元件件中中，有有些些与与相相应应的的反反式式作作用用因因子子结结合合后后，可可促促进进基基因因转转录录，如如增增强子强子在在顺顺式式作作用用元元件件中中，有有些些与与相相应应的的反反式式作作用用因因子子结结合合后后，可可阻阻碍碍基基因因转转录录，如如沉沉默子（抑制子）默子（抑制子）第八十六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月RNA聚合酶 原原核核细细胞胞中中只只有有一一种种RNA聚聚合合酶酶，它它催催化化所所有有种种类类RNA的的合合成成。真真核核细细胞胞中中有有三三种种RNA聚聚合合酶酶，分分别别称称为为RNA聚聚合合酶酶、，它它们们催催化化合合成的成的RN

35、A种类不同。种类不同。第八十七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月大肠杆菌RNA聚合酶 大大肠肠杆杆菌菌RNA聚聚合合酶酶通通常常认认为为由由5个个亚亚基基组组成成，即即2、及及，这这5个个亚亚基基组组成成的的酶酶叫叫全全酶酶，而而只只由由2、4个个亚亚基基组组成成的的酶酶叫叫做做核核心心酶酶。此此外外，还还可可以以看看到到一一个个相相对对分分子子量量在在10000左左右右的的亚亚基基，其其功功能能尚尚不不清清楚楚；后后来来又又发发现现一一个个分分子子量量为为69000的的酸酸性性蛋蛋白白，称称为为NusA蛋蛋白白，现现在在又又称称为为转转录录延延伸伸因因子子，其功能可能与其功能可能与

36、RNA转录的延伸和终止有关。转录的延伸和终止有关。第八十八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月大肠杆菌RNA聚合酶各亚基的功能 亚亚基基的的主主要要功功能能是是识识别别启启动动子子；亚亚基基的的主主要要功功能能是是参参与与和和启启动动子子的的结结合合、DNA双双链链的的解解链链和和恢恢复复双双螺螺旋旋；亚亚基基可可能能参参与与底底物物的的结结合合及及RNA合合成成时时磷磷酸酸二二酯酯键键的的形形成成；亚亚基基的的碱碱性性最强，可能起到与最强，可能起到与DNA模板结合的作用。模板结合的作用。第八十九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月真核生物RNA聚合酶第九十张，PPT共一百零八

37、页，创作于2022年6月原核生物转录起始RNA聚合酶全酶结合到启动子部位聚合酶全酶结合到启动子部位局部解开双链，形成转录泡局部解开双链，形成转录泡从从1 1位点开始，按碱基配对原则，合成位点开始，按碱基配对原则，合成RNA当当RNA链开始合成后，链开始合成后，因子脱落，核心酶继续催因子脱落，核心酶继续催化化RNA链的延长链的延长因子与另一核心酶结合成全酶，启动另一次转因子与另一核心酶结合成全酶，启动另一次转录录第九十一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月原核生物转录终止在在RNA链链延延长长的的过过程程中中，遇遇到到转转录录终终止止信信号号则则终终止止转转录录，RNA聚聚合合酶酶脱脱落

38、落，释释放放出出新新合合成成的的RNA转转录录终终止止序序列列分分为为两两种种，一一种种是是依依赖赖因因子子的的终终止序列，一种是不依赖止序列，一种是不依赖因子的终止序列因子的终止序列第九十二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月原核生物的两类终止子不依赖于不依赖于因子的终止子因子的终止子 依赖于依赖于因子的终止子因子的终止子第九十三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月-非依赖性终止机制 -非非依依赖赖性性终终止止子子不不是是在在DNA水水平平上上终终止止转转录录的的，而而是是在在已已转转录录产产生生的的RNA水水平平上上发发生生作作用用的的。终终止止子子序序列列从从DNA模模板

39、板上上转转录录后后，在在新新生生RNA链链中中产产生生发发卡卡结结构构，在在发发卡卡结结构构后后面面跟跟着着大大约约由由6个个U组组成成的的序序列列。这这两两种种结结构构都都为为转转录录终终止止所所必必需需。如如果果在在发发卡卡区区产产生生突突变变，破破坏坏其其发发卡卡结结构构，会会妨妨碍碍转转录录终终止止。RNA聚聚合合酶酶在在发发卡卡处处通通过过相相互互作作用用使使RNA转转录录停停滞滞，而而一一连连串串的的U提提供供了了使使RNA聚聚合合酶酶从从模模板板上上解解离离下下来来的的信信号号而而使使转转录终止。录终止。第九十四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月因子依赖终止序列 在在-

40、依依赖赖性性转转录录终终止止子子中中，转转录录终终止止点点前前也也有有发发卡卡结结构构，但但发发卡卡结结构构中中GC对对含含量量较较少少，发发卡卡结结构构的的下下游游序序列列没没有有固固定定的的特特征征，其其AT对对含含量量比比-非非依依赖赖性性转转录录终终止止子子低低。-因因子子利利用用其其NTP酶酶活活性性产产生生的的能能量量，结结合合到到RNA链链上上，然然后后沿沿着着RNA链链滑滑向向RNA聚聚合合酶酶，当当RNA聚聚合合酶酶在在发发卡卡结结构构处处停停滞滞时时，-因因子子与与RNA聚聚合合酶酶相互作用而终止转录。相互作用而终止转录。第九十五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月

41、依赖性终止机制RNA聚合酶正在转录聚合酶正在转录因子附着到因子附着到RNA的识别的识别位点上位点上因子沿因子沿RNA移动，追移动，追赶赶RNA聚合酶聚合酶在终止子处，在终止子处，因子与因子与RNA聚合酶相互作用聚合酶相互作用在转录泡处，在转录泡处，因子使因子使DNA-RNA杂交双链解旋杂交双链解旋转录终止转录终止第九十六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月真核细胞中mRNA前体的加工5端加帽端加帽3端加尾端加尾剪接（剪掉内含子、连接外显子）剪接（剪掉内含子、连接外显子）少量的碱基修饰（如甲基化）少量的碱基修饰（如甲基化）第九十七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月5端加帽 (m

42、7Gppp)大大约约转转录录出出30个个核核苷苷酸酸时时，在在鸟鸟苷苷转转移移酶酶催催化化下下，GTP与与新新生生RNA链链的的5端端的的三三磷磷酸酸发发生生缩缩合合反反应应，在在RNA的的5端端加加上上G残残基基的的帽帽子子，在在帽帽子子上上再再进进行行甲甲基基化化，通通常常甲甲基基化化的的位位点点是是碱碱基基上上的的7位位，核核糖糖的的2位位也也可可以以甲甲基基化化。帽帽子子结结构构将将在在其其后后的的翻翻译译中中发发挥挥重重要要作作用用；另另一一个个作作用用可可能能是是保护新生的保护新生的RNA，避免其在合成过程中被降解。，避免其在合成过程中被降解。第九十八张，PPT共一百零八页，创作于

43、2022年6月存在于所有存在于所有类型帽子中类型帽子中在在类型帽子中，类型帽子中，此位点也可被甲基化此位点也可被甲基化G通过通过55键加入键加入存在于存在于类型帽子中类型帽子中存在于存在于类型帽子中类型帽子中初级转录物初级转录物5端帽子结构(m7Gppp)第九十九张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月3端加尾(poly A尾)当当RNA转转录录通通过过了了加加poly A尾尾信信号号序序列列后后，在在此此信信号号序序列列AAUAAA下下游游10 30个个核核苷苷酸酸处处将将正正在在转转录录的的RNA切切断断，然然后后在在poly A聚聚合合酶酶催催化化下下，加上加上100200个腺苷酸组

44、成的个腺苷酸组成的poly A尾。尾。第一百张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月3端加尾机制5帽子5帽子mRNA在此处在此处被切断被切断poly A加加到到3末端末端继续转录继续转录第一百零一张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月真核生物mRNA前体的剪接第一百零二张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月原核生物和真核生物mRNA的比较第一百零三张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月tRNA前体的加工剪去两端的多余部分剪去两端的多余部分对对于于型型 tRNA来来说说，在在3端端加加上上CCA（原原核核生生物物中中的的 tRNA是是型型 tRNA，剪剪掉掉3端端的的多多余余部部分分后后，3末末端端正正好好是是CCA。真真核核生生物物 tRNA属属型型 tRNA，剪剪掉掉3末端的多余部分后，需要再加上末端的多余部分后，需要再加上CCA)少量碱基修饰少量碱基修饰第一百零四张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月tRNA的剪接第一百零五张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月大肠杆菌rRNA的转录后加工第一百零六张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月四膜虫35S rRNA的自我剪接Ribozyme 核酶核酶第一百零七张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月感谢大家观看第一百零八张，PPT共一百零八页，创作于2022年6月