藥學(xué)分子生物學(xué)重點(diǎn)

1、藥學(xué)分子生物學(xué) 緒論基因診斷：應(yīng)用分子生物學(xué)技術(shù)，檢測(cè)人體某些基因結(jié)構(gòu)或表達(dá)的變化，或檢測(cè)病原體基因組在人體內(nèi)的存在，從而達(dá)到診斷或監(jiān)控療效的目的基因治療：通過特定的分子生物學(xué)技術(shù)，關(guān)閉或降低異常表達(dá)的基因；或?qū)⒄５耐庠椿驅(qū)塍w內(nèi)特定的靶細(xì)胞以彌補(bǔ)缺陷基因；或?qū)⒛撤N特定基因?qū)塍w細(xì)胞表達(dá)一產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)因子，實(shí)現(xiàn)對(duì)疾病的治療作用藥物基因組學(xué)：研究遺傳變異對(duì)藥物效能和毒性的影響，開辟藥物研發(fā)的領(lǐng)域、促進(jìn)合理用藥的發(fā)展、加強(qiáng)臨床前及臨床藥理的研究并對(duì)藥物經(jīng)濟(jì)學(xué)產(chǎn)生重要影響。第一章 核酸的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)DNA分子是由兩條互補(bǔ)的多核苷酸鏈組成的。兩條鏈以一定的空間距離，在同

2、一軸上相互盤旋起來(lái)構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)。 DNA雙鏈呈反向平行。一條鏈的走向從5到3，另一條鏈的走向從3到5。AT，GC各對(duì)堿基上下之間的距離為3.4Å，每個(gè)螺距的距離34 Å，包括10對(duì)堿基。中心法則DNA是自身復(fù)制的模板DNA通過轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給中間物質(zhì)RNARNA通過翻譯將遺傳信息表達(dá)為蛋白質(zhì)在某些病毒中，RNA可以自我復(fù)制，并且在某些病毒蛋白質(zhì)合成中，RNA可以在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA DNA的結(jié)構(gòu)與功能一級(jí)結(jié)構(gòu)：DNA分子中脫氧核苷酸連接及其排列順序，是物種間差異的根本原因1為RNA和蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)編碼的信息2基因選擇性表達(dá)的調(diào)控信息二級(jí)結(jié)構(gòu)：是指通過分子間相互

3、作用形成的雙鏈DNA或稱為雙螺旋DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)：雙螺旋DNA進(jìn)一步扭曲盤繞則形成其三級(jí)結(jié)構(gòu)，超螺旋是DNA三級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式三鏈DNA: DNA分子中的單鏈與雙鏈相互作用形成的三鏈結(jié)構(gòu)1基因表達(dá)抑制物：選擇性阻斷靶基因，抑制其轉(zhuǎn)錄2阻斷序列專一性蛋白質(zhì)的結(jié)合，影響DNA與蛋白質(zhì)結(jié)合及DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄RNA的結(jié)構(gòu)與功能mRNA是蛋白質(zhì)合成的直接模板，將細(xì)胞核內(nèi)DNA的堿基順序按互補(bǔ)配對(duì)原則，抄錄并轉(zhuǎn)送到胞質(zhì)的核糖體，用以決定蛋白質(zhì)合成的氨基酸序列核內(nèi)不均一RNA(hnRNA)：真核生物mRNA的原始轉(zhuǎn)錄物是分子量極大的前體，在核內(nèi)加工過程中形成分子大小不等的中間產(chǎn)物，被稱為hnRNA開放閱讀框（

4、ORF）：mRNA分子上從起始密碼（AUG）開始到終止密碼子結(jié)束這一段連續(xù)的核苷酸序列，即mRNA分子上的編碼區(qū)。是一個(gè)特定蛋白質(zhì)多肽鏈的編碼序列特點(diǎn) 原核生物 真核生物 半衰期 數(shù)分鐘 數(shù)小時(shí)/天 翻譯模板 多順反子 單順反子 5'帽子 無(wú) 有，保護(hù)mRNA及蛋白合成正確起始 3'尾巴 無(wú) poly A，與mRNA半衰期及核到漿轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān) 內(nèi)含子 無(wú) 有 SD序列 有（AGGAGG） 無(wú) 稀有堿基 無(wú) 有，但極少 生成方式 邊轉(zhuǎn)錄邊翻譯 前體hnRNA修飾后轉(zhuǎn)入胞質(zhì) tRNA 1、含有稀有堿基 2、3末端含有CCA序列 3、二級(jí)結(jié)構(gòu)呈三葉草形 4、三級(jí)結(jié)構(gòu)呈倒L型 5、蛋白質(zhì)生

5、物合成中識(shí)別密碼子，特異性搬運(yùn)氨基酸的作用二級(jí)結(jié)構(gòu) 三級(jí)結(jié)構(gòu)單鏈、 三葉草葉形、 四臂四環(huán) 在二級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)一折疊扭曲形成倒L型rRNA與核糖體蛋白構(gòu)成核糖體，是蛋白生物合成的場(chǎng)所mRNA結(jié)合位點(diǎn)、起始部分的識(shí)別、密碼子與反密碼子的相互作用肽鍵形成、AA-tRNA、肽基-tRNA的結(jié)合核小RNA和胞漿小RNA（snRNA/scRNA） snRNA核內(nèi)、與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起形成小分子核內(nèi)蛋白顆粒，參與mRNA的剪切加工 scRNA蛋白質(zhì)定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的信號(hào)肽識(shí)別 粒子的組成成分起始RNA作為DNA生物合成的通用引物指導(dǎo)RNA RNA編輯的模板端粒酶RNA和核酶端粒：短而數(shù)目精確的串聯(lián)重復(fù)DNA小片

6、段與蛋白質(zhì)夠成的特殊結(jié)構(gòu)端粒酶(telomerase):自身攜帶RNA模板的逆轉(zhuǎn)錄酶，催化端粒DNA合成端粒酶RNA：形成端粒重復(fù)序列的模板RNA核酶(ribozyme)：具有酶作用特征的一類RNA,無(wú)需能量可以自我催化和切割，使RNA被降解而無(wú)法進(jìn)行轉(zhuǎn)錄和翻譯RNA種類 功 能 mRNA 轉(zhuǎn)錄自編碼蛋白質(zhì)基因的RNA，攜帶翻譯信息。 hnRNA mRNA剪接前體。 tRNA 在翻譯過程中的轉(zhuǎn)接分子。在反轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制的過程中，tRNA可以作為DNA復(fù)制的引物 rRNA 是核糖體的主要結(jié)構(gòu)組成部分，蛋白質(zhì)合成過程所必需 iRNA(起始RNA） 在DNA合成中作為后滯鏈合成引物的短RNA片段 sn

7、RNA(核內(nèi)小RNA) 參與內(nèi)含子的剪切及其他加工過程 scRNA(胞質(zhì)內(nèi)小RNA)是信號(hào)肽識(shí)別顆粒的組成部分端粒酶RNA 作為形成端粒重復(fù)序列的模板的核RNA，是端粒的組成部分gRNA(指導(dǎo)RNA)在錐蟲動(dòng)基粒中合成的RNA種類，可作為RNA編輯過程的模板反義RNA 反義RNA與mRNA互補(bǔ)，可與其形成雙螺旋結(jié)構(gòu)阻斷蛋白質(zhì)的合成。核酶指具有化學(xué)催化功能的RNA分子（RNA酶）。它通常具有自我催化功能 DNA的變性：維持雙螺旋穩(wěn)定性的氫鍵和疏水鍵的斷裂，DNA分子由穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)松解為無(wú)規(guī)則線性結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。斷裂可以是部分的或全部的，是可逆的或是非可逆的，但不涉及DNA一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化核酸分子雜

8、交(hybridization):具有一定互補(bǔ)序列的不同來(lái)源的核苷酸單鏈在一定條件下，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)原則形成異源雙鏈的過程Southern blot=印跡: 檢測(cè)目標(biāo)DNANorthern blot=印跡: 定性分析mRNA原位雜交: 在組織或細(xì)胞水平，使用標(biāo)記探針與細(xì)胞內(nèi)DNA或RNA雜交Western檢測(cè)Protein生物芯片通過微電子、微加工技術(shù)在平方厘米大小的固相介質(zhì)表面構(gòu)建的微型分析系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)組織細(xì)胞中DNA、蛋白質(zhì)及其他生物組分的快速、高效敏感地處理分析反義核酸：是一段與靶基因的某段序列互補(bǔ)的天然存在或人工合成的核苷酸序列。通過堿基配對(duì)與細(xì)胞內(nèi)核酸特異結(jié)合形成雜交分子，從而在

9、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯水平調(diào)節(jié)靶基因的表達(dá)反義DNA：與DNA雙鏈中的有義鏈互補(bǔ)結(jié)合的短小DNA分子反義RNA：與mRNA完全互補(bǔ)的小分子RNA或寡聚核苷酸片段 RNAi在進(jìn)化過程中高度保守的、由雙鏈RNA誘發(fā)的、同源mRNA高效特異性降解的現(xiàn)象 1、長(zhǎng)雙鏈RNA被細(xì)胞源性的雙鏈RNA特異的Dicer成21-23個(gè)堿基對(duì)的短雙鏈RNA小干擾性RNA（small interfering RNA，siRNA）2、siRNA與細(xì)胞源性的酶和蛋白質(zhì)形成復(fù)合體RNA誘導(dǎo)的沉默復(fù)合體（RISC）識(shí)別與siRNA有同源序列的mRNA，并在特異的位點(diǎn)將該mRNA切斷。 DNA病毒多數(shù)動(dòng)物病毒、雙鏈DNA(環(huán)型或線型

10、)RNA病毒RNA攜帶全部遺傳信息。單鏈、雙鏈和逆轉(zhuǎn)錄病毒第二章 染色質(zhì)、染色體、基因和基因組染色質(zhì)(chromatin) ：是指細(xì)胞周期間期細(xì)胞核內(nèi)由DNA、組蛋白、非組蛋白和少量RNA組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)染色體(chromosome)：是指在細(xì)胞分裂期出現(xiàn)的一種能被堿性染料強(qiáng)烈染色，并具有一定形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征的物體。1染色單體：中期染色體由兩條染色單體組成，兩者在著絲粒的部位相互結(jié)合，每一條染色單體是由一條DNA雙鏈經(jīng)過螺旋和折疊而形成的。2著絲粒：兩條染色單體相連處染色較淺向內(nèi)凹陷的縊痕（主縊痕）3副縊痕：染色體臂上狹窄淺染的縊縮的部分4隨體：位于染色體末端的球形染色體節(jié)段5核仁組織區(qū) ：是核糖

11、體RNA基因所在的區(qū)域，位于副縊痕區(qū) 6復(fù)制子與復(fù)制起始點(diǎn)：7端粒 （telomere）：由端粒DNA與端粒結(jié)合蛋白形成的、染色體端部的特化部分。端粒的功能1防止染色體DNA降解、融合和缺失，維持染色體的穩(wěn)定性 2穩(wěn)定和保護(hù)染色體的完整性，確保遺傳信息完整復(fù)制3指導(dǎo)染色體與核膜相連4反映細(xì)胞分裂的能力染色質(zhì)和染色體的化學(xué)成分及組成化學(xué)組成(1)DNA：約占30%，每條染色體一個(gè)雙鏈DNA分子是遺傳信息的載體。(2)蛋白質(zhì)組蛋白(histone)：呈堿性，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；與DNA結(jié)合形成、維持染色質(zhì)結(jié)構(gòu)，與DNA含量呈一定的比例非組蛋白：呈酸性，種類和含量不穩(wěn)定；作用還不完全清楚，可能與染色質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)

12、有關(guān)，在DNA遺傳信息的表達(dá)中有重要作用(3)少量的RNA脫氧核糖核酸(DNA)1非重復(fù)序列：一個(gè)基因組中只有一個(gè)拷貝，是編碼蛋白質(zhì)和酶的結(jié)構(gòu)基因2輕度重復(fù)序列：一個(gè)基因組中有2-10個(gè)拷貝的序列3中度重復(fù)序列：重復(fù)數(shù)十至數(shù)萬(wàn)（<105）次的重復(fù)順序 ，在基因組中所占比例在不同種屬之間差異很大，一般約占10-40。大多不編碼蛋白質(zhì)，編碼各種rRNA和tRNA及結(jié)構(gòu)基因。4高度重復(fù)序列：在基因組中重復(fù)頻率高，可達(dá)百萬(wàn)(106)以上 ，不轉(zhuǎn)錄，多位于著絲粒處，是異染色質(zhì)組分，可能與染色體穩(wěn)定有關(guān)。有絲分裂細(xì)胞間接分裂的一種方式，由多種過程復(fù)合而成，藉此二子核接受原種屬體細(xì)胞的特征，即相等數(shù)的

13、染色體，得以有絲分裂，集體成長(zhǎng)并更新細(xì)胞減數(shù)分裂染色體復(fù)制一次而細(xì)胞連續(xù)分裂兩次的分裂方式 ，其二倍體的原始生殖細(xì)胞染色體復(fù)制一次之后，要經(jīng)過兩次細(xì)胞分裂，結(jié)果子細(xì)胞（即生殖細(xì)胞）所含的染色體數(shù)目比親代細(xì)胞減少一半。染色體畸變 是因?yàn)橄忍煨匀旧w數(shù)目異?；颍ê停┙Y(jié)構(gòu)畸變數(shù)目畸變：整倍體 ：增加或減少整套的染色體 多倍體 三倍體非整倍體：增加或減少一條或幾條染色體 缺體 單體 三體   結(jié)構(gòu)畸變：缺失、重復(fù)、倒位、易位 基因 (Gene) 是核酸分子中貯存遺傳信息的遺傳單位。是DNA長(zhǎng)鏈上一個(gè)由特定核苷酸組成并具有特定遺傳功能的片段，包括編碼蛋白質(zhì)或RNA的核酸序列和調(diào)控序列。特點(diǎn)：1

14、能忠實(shí)地復(fù)制自己，以保持生物的基本特征 2能夠“突變” ，致病或給自然選擇帶來(lái)原始材料1順反子:可以編碼一條多肽鏈的的一個(gè)遺傳功能單位。一個(gè)順反子決定一條多肽鏈 2重疊基因：是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列成為兩個(gè)或兩個(gè)以上基因的組成部分。3斷裂基因：真核生物的基因是不連續(xù)的，其編碼區(qū)（外顯子）,被一些非編碼區(qū)（內(nèi)含子）所隔斷4假基因：與有功能的基因在核苷酸順序的組成上非常相似，卻不具有正常功能的基因。5癌基因:人類或其他動(dòng)物細(xì)胞（以及致癌病毒）固有的一類基因，又稱轉(zhuǎn)化基因。是具有潛在的促發(fā)腫瘤發(fā)生活性的基因6抑癌基因：是指某種基因當(dāng)其受阻抑、失活、丟失、或其表

15、達(dá)產(chǎn)物喪失功能可導(dǎo)致細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化基因組單倍體細(xì)胞中所含有的全部遺傳信息，包括編碼和非編碼序列在內(nèi)的全部DNA分子。 原核生物基因組特征1基因組通常僅由一條雙鏈DNA組成。2基因組中只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)3基因是連續(xù)的，沒有內(nèi)含子4功能相關(guān)的基因高度集中構(gòu)成操縱子5DNA大部分是用于編碼蛋白質(zhì)6編碼蛋白質(zhì)的基因通常為單拷貝7結(jié)構(gòu)基因的重復(fù)序列少8基因組中存在可移動(dòng)的DNA序列 真核生物基因組特點(diǎn)1真核基因組的復(fù)雜性：基因組大、主要的遺傳物質(zhì)與組蛋白等構(gòu)成染色質(zhì)，被包裹在核膜內(nèi)，核外還有遺傳成分(如線粒體DNA等)2真核生物是一個(gè)結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄生成一條mRNA，即mRNA是單順反子，基本上沒有操縱子的結(jié)

16、構(gòu)3結(jié)構(gòu)基因所占區(qū)域遠(yuǎn)小于非編碼區(qū)4結(jié)構(gòu)基因大多為斷裂基因，即有外顯子(exon)和內(nèi)含子(intron)，轉(zhuǎn)錄后需經(jīng)剪接去除內(nèi)含子，才能翻譯獲得完整的蛋白質(zhì)5基因組中存在大量重復(fù)序列 高度重復(fù)序列：反向重復(fù)序列：兩個(gè)相同順序的互補(bǔ)拷貝在同一DNA鏈上反向排列而成，與復(fù)制、轉(zhuǎn)錄的調(diào)控有關(guān)。衛(wèi)星DNA：一般較短，采用密度梯度離心后，分布于DNA主帶的旁邊，參與復(fù)制水平的調(diào)節(jié)、表達(dá)的調(diào)控、參與染色體配對(duì)中度重復(fù)序列：重復(fù)次數(shù)在10105，散布于基因組中。一部分編碼rRNA、tRNA、組蛋白及免疫球蛋白，另一些與基因調(diào)控有關(guān) Alu家族：哺乳動(dòng)物中含量最豐富，有種屬特異性 KpnI家族：靈長(zhǎng)類所特有

17、，用作天然標(biāo)記6基因家族：來(lái)源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的基因構(gòu)成 串聯(lián)重復(fù)基因簇：編碼RNA的基因串聯(lián)排列 分散式基因簇：分布在不同部位，編碼干擾素、珠蛋白、 生長(zhǎng)激素等 假基因：不能產(chǎn)生有功能基因產(chǎn)物的基因病毒和噬菌體基因組特征1基因組很小，但是不同的病毒之間其基因組相差大2基因組可以由DNA或RNA組成，但只能是其中之一3 RNA病毒基因組可以由數(shù)條不相連的RNA鏈組成4含有啟動(dòng)子和操縱基因5存在基因重疊6可以形成多順反子mRNA7噬菌體基因是連續(xù)的，真核細(xì)胞病毒基因是不連續(xù)的 第三章 可移動(dòng)的遺傳因子（轉(zhuǎn)座子）和染色體外的遺傳因子轉(zhuǎn)座子：是基因組中一段可移動(dòng)的DNA序列，可以通過切割、重

18、新整合等一系列過程從基因組的一個(gè)位置“跳躍”到另一個(gè)位置。 轉(zhuǎn)座子的共同特點(diǎn)1都有一個(gè)保守結(jié)構(gòu)，有一個(gè)或多個(gè)ORF，兩端有末端反向重復(fù)序列2轉(zhuǎn)座后靶位點(diǎn)呈現(xiàn)正向重復(fù)3編碼與轉(zhuǎn)座有關(guān)的蛋白4可以在基因組中移動(dòng) 轉(zhuǎn)座子的分類1 DNA-DNA方式轉(zhuǎn)座：通過DNA復(fù)制或直接切除兩種方式獲得可移動(dòng)片段，重新插入基因組DNA中2逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座：由RNA介導(dǎo)轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座元件。結(jié)構(gòu)和復(fù)制上與逆轉(zhuǎn)錄病毒類似，但沒有病毒感染必須的env基因。通過轉(zhuǎn)錄合成mRNA，再逆轉(zhuǎn)錄合成新的元件整合到基因組中完成轉(zhuǎn)座 轉(zhuǎn)座子的分類和結(jié)構(gòu)特征1插入序列( insertion sequence，IS):最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子，不含有任何宿主

19、基因 （1）含短的末端反向重復(fù)序列; （2）含編碼轉(zhuǎn)座酶的基因; （3）靶位點(diǎn)存在 5-9 bp 的短正向重復(fù)序列 （4）作為一個(gè)整體進(jìn)行轉(zhuǎn)座2復(fù)合轉(zhuǎn)座子 (Composite transposon)：包含有轉(zhuǎn)座非必需基因的中央?yún)^(qū)和兩側(cè)兩個(gè)IS (1)中間區(qū)域含編碼轉(zhuǎn)座酶以外的標(biāo)記基因； (2)兩端具有插入序列； (3)兩末端是反向重復(fù)序列； (4)靶位點(diǎn)存在短正向重復(fù)序列 (5)可以作為一個(gè)整體進(jìn)行轉(zhuǎn)座；含有的一個(gè)或兩個(gè)IS元件也可進(jìn)行單獨(dú)轉(zhuǎn)座 3.真核生物中的轉(zhuǎn)座子家族（transposon A, Tn A）長(zhǎng)約5kb左右，兩端具有ITR，而不是IS，中部的編碼區(qū)不僅編碼抗性標(biāo)記，還編碼轉(zhuǎn)

20、座酶和解離酶4.轉(zhuǎn)座噬菌體：以溶菌和溶源周期性交替生長(zhǎng)的溫和噬菌體含有與轉(zhuǎn)座有關(guān)的基因和反向重復(fù)序列 能夠整合進(jìn)寄主染色體，催化一系列染色體的重新排列 轉(zhuǎn)座作用的機(jī)制1增殖：在基因組中增加轉(zhuǎn)座因子的拷貝數(shù)2步驟： 供體剪切：使轉(zhuǎn)座因子從宿主DNA中分離出來(lái) 鏈交換：轉(zhuǎn)座酶催化使轉(zhuǎn)座子與靶位點(diǎn)相連 修復(fù)：以DNA合成反應(yīng)填補(bǔ)缺口3靶位點(diǎn)的重復(fù)制：修復(fù)缺口的同時(shí)產(chǎn)生同向重復(fù)序列 轉(zhuǎn)座的三種類型知道1復(fù)制型轉(zhuǎn)座(replicative transposition)轉(zhuǎn)座因子在轉(zhuǎn)座期間先復(fù)制一份拷貝，而后拷貝轉(zhuǎn)座到新的位置，在原先的位置上仍然保留原來(lái)的轉(zhuǎn)座因子 有轉(zhuǎn)座酶和解離酶的參與 2非復(fù)制型轉(zhuǎn)座(N

21、onreplicative transposition)轉(zhuǎn)座因子直接從原來(lái)位置上轉(zhuǎn)座插入新的位置，并留在插入位置上轉(zhuǎn)座只需轉(zhuǎn)座酶的作用。結(jié)果是在原來(lái)的位置上丟失了轉(zhuǎn)座因子，而在插入位置上增加了轉(zhuǎn)座因子，可造成表型的變化。3保守型轉(zhuǎn)座(Conservative transposition)非復(fù)制轉(zhuǎn)座的一種 類似于入噬菌體的整合作用,轉(zhuǎn)座因子都比較大轉(zhuǎn)座的往往不只是轉(zhuǎn)座因子自身，而是連同宿主的一部分DNA一起轉(zhuǎn)座 轉(zhuǎn)座子從供體上切下然后插入靶位點(diǎn)，供體恢復(fù)原狀 逆轉(zhuǎn)錄病毒和逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子1逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA病毒。在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下首先將RNA轉(zhuǎn)變?yōu)閏DNA，并插入宿主的DNA中，進(jìn)行復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯達(dá)

22、到擴(kuò)增目的2三個(gè)結(jié)構(gòu)基因： gag-編碼核心蛋白、pol-編碼逆轉(zhuǎn)錄酶、env-編碼被膜糖蛋白 3整合的原病毒是雙鏈DNA序列g(shù)ag 基因編碼病毒的核心蛋白質(zhì)pol基因編碼與核酸合成以及重組相關(guān)的酶類env 基因編碼病毒外殼蛋白質(zhì) 逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子：以RNA為中介，反轉(zhuǎn)錄成DNA而進(jìn)行轉(zhuǎn)座的遺傳元件的轉(zhuǎn)座子1具有與逆轉(zhuǎn)錄病毒類似的長(zhǎng)末端重復(fù)結(jié)構(gòu)（LIT）2含gag和pol基因，但無(wú)被膜蛋白基因env3不具有LTR但有3polyA，其中心編碼區(qū)含有g(shù)ag和pol類似的序列，5端常被截短 逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子的類型1LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子 ：含有與逆轉(zhuǎn)錄病毒相類似的LTRS，編碼逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶，可自主地進(jìn)行轉(zhuǎn)錄

23、。但不能以自由感染的方式進(jìn)行傳播 2非LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子 ：包括LINES 和SINE 等。沒有LTR，自身也沒有轉(zhuǎn)座酶或整合酶的編碼能力，需要在細(xì)胞內(nèi)已有的酶系統(tǒng)作用下進(jìn)行轉(zhuǎn)座質(zhì) 粒(plasmid) 是染色體外能夠進(jìn)行自主復(fù)制的遺傳單位，包括真核生物的細(xì)胞器和細(xì)菌細(xì)胞中染色體以外的DNA分子。 1 F質(zhì)粒：攜帶有負(fù)責(zé)接合轉(zhuǎn)移的基因即編碼形成性纖毛的基因和 DNA 復(fù)制的基因 2 R質(zhì)粒(resistant plasmid )：由決定抗性轉(zhuǎn)移因子的DNA和決定抗性因子的DNA做成，含有對(duì)抗生素的抗性基因又稱抗藥性質(zhì)粒。3 col質(zhì)粒：攜帶有產(chǎn)生大腸桿菌素（colicin）酶系基因的質(zhì)粒4 質(zhì)

24、粒噬菌體(phagemid) : 質(zhì)粒DNA特性1. 質(zhì)粒DNA具有自我復(fù)制的能力，但要由細(xì)菌染色體多種酶系統(tǒng)來(lái)完成2質(zhì)粒DNA所編碼的基因產(chǎn)物賦予細(xì)菌某些性狀特征3質(zhì)?？勺孕衼G失與消除4質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性5質(zhì)粒具有不相容性 質(zhì)粒的復(fù)制有兩種1嚴(yán)緊型質(zhì)粒：當(dāng)細(xì)胞染色體復(fù)制一次時(shí)，質(zhì)粒也復(fù)制一次，每個(gè)細(xì)胞內(nèi)只有12個(gè)質(zhì)粒2松弛型質(zhì)粒：當(dāng)染色體復(fù)制停止后仍然能繼續(xù)復(fù)制，每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)一般有20個(gè)左右質(zhì)粒 質(zhì)粒的不相容性：當(dāng)某種質(zhì)粒在宿主細(xì)胞內(nèi)存在時(shí)，將阻止其他類質(zhì)粒進(jìn)入細(xì)胞寄宿質(zhì)粒的轉(zhuǎn)移性：質(zhì)粒通過細(xì)菌的結(jié)合作用，將質(zhì)粒復(fù)制子轉(zhuǎn)移到新的宿主細(xì)菌內(nèi) 質(zhì)粒中的選擇性標(biāo)記鑒定穩(wěn)定接受質(zhì)粒的細(xì)菌群，常用抗生素抗性

25、基因做標(biāo)記1，氨芐青霉素（ampr）2，四環(huán)素 （tetr）3，氯霉素（camr/cat）4，卡那霉素 (Kanr )第四章DNA的復(fù)制、突變、損傷和修復(fù)DNA的復(fù)制半保留復(fù)制：DNA復(fù)制過程中，兩條鏈分別做模板各自合成一條新的DNA鏈，子代DNA分子中一條鏈來(lái)自親代DNA，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻摹?.DNA復(fù)制的起始點(diǎn)：復(fù)制是從DNA分子上的特定部位開始的，這一部位叫做復(fù)制起點(diǎn)(ori ) 2.復(fù)制子：DNA復(fù)制從起始點(diǎn)開始直到終點(diǎn)為止，每個(gè)這樣的DNA單位稱為復(fù)制子 3.復(fù)制叉：DNA分子復(fù)制是復(fù)制起始點(diǎn)兩條鏈解開成單鏈，分別做模板各自合成其互補(bǔ)鏈所形成的Y形結(jié)構(gòu)4.復(fù)制方向：雙向復(fù)制：從原點(diǎn)

26、開始在兩個(gè)方向各有一個(gè)復(fù)制叉在延伸，直至與臨近的復(fù)制叉匯合單向復(fù)制：5.復(fù)制終點(diǎn)：環(huán)狀DNA復(fù)制終點(diǎn)：兩個(gè)復(fù)制叉進(jìn)行到特殊的終止位點(diǎn)復(fù)制終止。有兩個(gè)終止區(qū)域，需要tus基因的產(chǎn)物識(shí)別終止區(qū)信號(hào)序列，阻止復(fù)制叉繼續(xù)前進(jìn)線狀DNA分子的復(fù)制終點(diǎn)：串聯(lián)體模型 DNA復(fù)制的酶學(xué)1.使DNA鏈解離的酶： 解旋酶(helicase)：通過ATP獲能，沿53方向解開DNA雙鏈單鏈DNA結(jié)合蛋白（single-strand binding protein, SSB):單鏈DNA結(jié)合，阻止其再形成雙鏈體狀態(tài)拓?fù)洚悩?gòu)酶 （DNA Topisomerase ）：催化DNA拓?fù)洚悩?gòu)體相互轉(zhuǎn)換，松弛超螺旋2.DNA聚合

27、酶(DNA polymerase)大腸桿菌DNA聚合酶 I：三種活性5'3'DNA聚合酶活性；3'5'外切酶活性，去除錯(cuò)誤堿基，有校對(duì)作用 53外切酶活性，去除RNA引物及修正錯(cuò)誤堿基,可水解成klenow片段和一個(gè)小片段DNA的復(fù)制過程半不連續(xù)復(fù)制(semidiscontinuous replication) DNA復(fù)制過程中，先導(dǎo)鏈合成是連續(xù)的；后隨鏈合成是先形成小片段(岡崎片段 )，再連接而成大片段。岡崎片段：DNA合成過程中，后隨鏈的合成是不連續(xù)的進(jìn)行的，先合成許多片段，最后各段再連接成為一條長(zhǎng)鏈，這些小的片段稱為岡崎片段原核生物的DNA復(fù)制復(fù)制原點(diǎn)(O

28、ri C) 245bp的DNA序列 富含A-T 3個(gè)13聚體的回文結(jié)構(gòu) 4個(gè)9聚體的重復(fù)序列重復(fù)序列緊鄰啟動(dòng)子 起到轉(zhuǎn)錄激活作用 復(fù)制的延伸1. 先導(dǎo)鏈(leading strand) 合成：以3 5親本鏈為模板，由引發(fā)體合成引物，DNA聚合酶催化以53合成一條完整的新鏈2后隨鏈(lagging strand) 合成：引物RNA合成DNA pol 合成岡崎片段 DNA pol I切除岡崎片段上的RNA引物由DNA連接酶連接兩個(gè)岡崎片段形成完整的DNA后隨鏈 E.Coli DNA復(fù)制的終止E.Coli DNA具有終止位點(diǎn)(ter)，與蛋白質(zhì)Tus結(jié)合，阻止解鏈酶活性而終止復(fù)制真核生物DNA復(fù)制的

29、特點(diǎn)1DNA復(fù)制時(shí)要克服核小體結(jié)構(gòu)的空間阻礙，復(fù)制叉前進(jìn)速度慢2真核生物多起點(diǎn)復(fù)制3自主復(fù)制序列(ARS)，核心序列為： 5-ATTTATRTTA-34DNA聚合酶有5種，分別負(fù)責(zé)先導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成5真核細(xì)胞內(nèi)引物酶與polA緊密偶聯(lián)，原核細(xì)胞引發(fā)酶和解旋酶偶聯(lián)在一起形成復(fù)制體的一部分6真核細(xì)胞的復(fù)制起始點(diǎn)和復(fù)制子的大小在不同的發(fā)育時(shí)期會(huì)發(fā)生改變7真核生物在完成全部復(fù)制之前，各個(gè)起始點(diǎn)上DNA的復(fù)制不能再開始；8DNA的延長(zhǎng)取決于增殖細(xì)胞核抗原(PCNA) 真核細(xì)胞DNA復(fù)制的終止真核細(xì)胞DNA末端的復(fù)制即端粒結(jié)構(gòu)的形成端粒是一段DNA序列和蛋白質(zhì)形成的復(fù)合體端粒DNA由多個(gè)串聯(lián)的5-8bp

30、寡核苷酸序列組成端粒DNA的合成1端粒酶是反轉(zhuǎn)錄酶，由蛋白質(zhì)和RNA兩部分組成，它以自身的RNA為模板，在后隨鏈模板DNA的3OH末端延長(zhǎng)DNA2再以這種延長(zhǎng)的DNA為模板，繼續(xù)合成后隨連形成端粒結(jié)構(gòu)端粒的功能和特點(diǎn)1保證線性DNA的完整復(fù)制2保護(hù)染色體末端不受核酸酶水解和不發(fā)生染色體的異常重組3體細(xì)胞端粒酶活性低4隨著復(fù)制次數(shù)的增加端粒DNA逐步縮短，細(xì)胞組建停止分裂，進(jìn)而進(jìn)入凋亡5惡性腫瘤細(xì)胞可表達(dá)端粒酶，永生分裂單鏈環(huán)狀DNA的復(fù)制X174噬菌體由一個(gè)單鏈環(huán)狀DNA組成，這條鏈稱為正（+）鏈；合成的互補(bǔ)鏈稱為負(fù)（一）鏈。雙鏈體的復(fù)制以滾環(huán)復(fù)制方式進(jìn)行線狀DNA的復(fù)制過程1復(fù)制從DNA中間

31、開始T7噬菌體復(fù)制起始必需的三個(gè)酶：T7RNA聚合酶、T7DNA聚合酶和基因4蛋白(gene product 4, gp4)復(fù)制由轉(zhuǎn)錄開始必需以RNA為引物2復(fù)制從末端開始腺病毒, 以單鏈置換形式進(jìn)行復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制逆轉(zhuǎn)錄酶：1RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶（以RNA為模板合成DNA）2DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶（以DNA為模板合成DNA）3核糖核酸酶H (RNase H)活性基因突變突變(mutation)DNA堿基序列發(fā)生可遺傳的改變1堿基置換：指DNA分子中一個(gè)堿基對(duì)被另一個(gè)不同的堿基對(duì)取代所引起的突變，也稱為點(diǎn)突變（point mutation）。點(diǎn)突變分轉(zhuǎn)換和顛換兩種形式。 2移碼突變（

32、frameshift mutation）：指DNA片段中某一位點(diǎn)插入或丟失一個(gè)或幾個(gè)（非3或3的倍數(shù)）堿基對(duì)時(shí)，造成插入或丟失位點(diǎn)以后的一系列編碼順序發(fā)生錯(cuò)位的一種突變。引起該位點(diǎn)以后的遺傳信息出現(xiàn)異常。 1同義突變：突變沒有引起編碼氨基酸變化，不影響蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)2錯(cuò)義突變：堿基序列的改變引起表達(dá)產(chǎn)物蛋白質(zhì)氨基酸序列的改變3無(wú)義突變：指某個(gè)堿基的改變使編碼某種氨基酸的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，使肽鏈過早終止，蛋白產(chǎn)物一般沒有活性 突變的原因1自發(fā)突變（spontaneous mutation)：由于正常的細(xì)胞活動(dòng)，或細(xì)胞與環(huán)境的隨機(jī)相互作用的過程所引起的生物DNA序列的改變。原因：DNA復(fù)制錯(cuò)誤

33、、DNA自發(fā)的化學(xué)改變、堿基的互變異構(gòu)體導(dǎo)致錯(cuò)配、氧化作用損傷堿基2誘發(fā)突變（induced mutation): 特定的化學(xué)或物理因素引起的DNA序列改變。 原因：射線(紫外線和電離輻射)、化學(xué)誘變劑、堿基修飾、DNA插入劑DNA損傷的類型1各種射線 2化學(xué)誘變劑：堿基類似物、烷化劑、DNA插入劑等DNA的修復(fù)系統(tǒng)1復(fù)制修復(fù)：校正DNA復(fù)制過程中產(chǎn)生的堿基錯(cuò)誤連接尿嘧啶糖基酶系統(tǒng)：切除進(jìn)入DNA分子的尿嘧啶核苷酸錯(cuò)配修復(fù)：原核細(xì)胞內(nèi)存在Dam甲基化酶，能使位于5GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化。復(fù)制后DNA在短期內(nèi)（數(shù)分鐘）為半甲基化的GATC序列，一旦發(fā)現(xiàn)錯(cuò)配堿基，即將未甲基化鏈切除一段

34、包含錯(cuò)誤堿基的序列，并以甲基化的鏈為模板進(jìn)行修復(fù)2損傷修復(fù) 光復(fù)活修復(fù) 甲基轉(zhuǎn)移酶 切除修復(fù)3復(fù)制后修復(fù) (postreplication repair)大腸桿菌的重組修復(fù)系統(tǒng)SOS修復(fù)：DNA分子受損傷的范圍較大，在復(fù)制受到抑制時(shí)出現(xiàn)的一種應(yīng)急修復(fù)作用 第五章 轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工轉(zhuǎn)錄:生物體以DNA為模板,在RNA聚合酶催化下合成互補(bǔ)的RNA分子的過程轉(zhuǎn)錄單位(transcription unit):從啟動(dòng)子到終止子，被轉(zhuǎn)錄成單個(gè)RNA分子的一段DNA序列復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的相同點(diǎn)1都以DNA為模板2原料為核苷酸3合成方向均為53方向4都需要依賴DNA的聚合酶5遵守堿基互補(bǔ)配對(duì)規(guī)律6產(chǎn)物為多聚核苷酸鏈

35、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別作為RNA合成模板的鏈稱為反意義鏈(模板鏈/負(fù)鏈)；與其互補(bǔ)的鏈稱有意義鏈(編碼鏈/正鏈)原核生物RNA聚合酶(RNA polymerase )全酶 = 核心酶（2）+ 因子1, 亞基決定轉(zhuǎn)錄的基因2, 亞基在5 3方向上延長(zhǎng)多核苷酸鏈3, 亞基結(jié)合DNA模板4, 因子識(shí)別“啟動(dòng)子”并與之結(jié)合真核的RNA聚合酶酶轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物鵝膏蕈堿敏感性RNA聚合酶大部分rRNA不敏感RNA聚合酶hnRNA 敏感RNA聚合酶tRNA、5srRNA 、snRNA前體中度敏感啟動(dòng)子：RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合并起始轉(zhuǎn)錄的一段高度保守性DNA序列原核生物啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)Ø -10區(qū)：TATA區(qū)(Prib

36、now box)，RNA聚合酶的牢固結(jié)合位點(diǎn)Ø -35區(qū)：TTGACA區(qū)，與RNA聚合酶的因子相互識(shí)別-35 和-10區(qū)域之間的間隔17bp最佳。不影響轉(zhuǎn)錄起始但對(duì)轉(zhuǎn)錄效率十分重要(大腸桿菌RNA聚合酶全酶所識(shí)別的啟動(dòng)子區(qū)) 圖真核生物啟動(dòng)子RNA聚合酶I的啟動(dòng)子 1核心啟動(dòng)子（core promoter），由-45+20位核苷酸組成，單獨(dú)存在時(shí)就足以起始轉(zhuǎn)錄。2由-170 -107位序列組成，稱為上游調(diào)控元件，能有效地增強(qiáng)轉(zhuǎn)錄效率3轉(zhuǎn)錄成rRNA RNA聚合酶啟動(dòng)子1.負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的是5SrRNA、tRNA和某些snRNA2 .5S rRNA和tRNA基因的啟動(dòng)子是內(nèi)部啟動(dòng)子(inte

37、rnal promoter)位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的下游 ，都由兩部分組成3.第三類啟動(dòng)子由三個(gè)部分組成，位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游RNA聚合酶啟動(dòng)子1 起始子：轉(zhuǎn)錄起始的第一個(gè)堿基多為A,兩側(cè)各有若干嘧啶核苷酸2 TATA box： -25 -35區(qū)含TATA序列，是轉(zhuǎn)錄因子與DNA分子結(jié)合的部位，使轉(zhuǎn)錄精確地起始 3 CAAT 框：-70 -80區(qū)含CCAAT序列，控制轉(zhuǎn)錄起始的頻率 4 GC box：-80 -110區(qū)含有GCCACCC或GGGCGGG序列，控制轉(zhuǎn)錄起始的頻率增強(qiáng)子(enhancer)：使和它相連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列增強(qiáng)效應(yīng)明顯但與位置和取向無(wú)關(guān)核心序列：TGTGGG

38、TTTGG 沒有基因?qū)Ｒ恍缘袊?yán)密的組織和細(xì)胞特異性許多增強(qiáng)子還受外部信號(hào)的調(diào)控終止子(terminator) ：DNA分子中終止轉(zhuǎn)錄的核苷酸序列 。1.不依賴Rho ()因子的轉(zhuǎn)錄終止2.依賴Rho ()因子的轉(zhuǎn)錄終止依賴r因子的終止：有些終止位點(diǎn)不形成強(qiáng)的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，需用蛋白來(lái)幫助轉(zhuǎn)錄終止r因子：六聚體蛋白、水解各種核甘三磷酸促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來(lái)，從而終止轉(zhuǎn)錄。原核和真核生物轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子的比較1原核啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)類型少，真核生物每種類型的RNA聚合酶均有自己的啟動(dòng)子2原核啟動(dòng)子與真核生物RNA聚合酶II的啟動(dòng)子更接近，其基本功能單位由起始子和TATA保守區(qū)組成3原核與真核生物

39、RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)第一個(gè)堿基均為嘌呤堿4原核啟動(dòng)子范圍較小，真核生物RNA聚合酶II的調(diào)控區(qū)域較大5除Pribnow box外，原核啟動(dòng)子上游只有Sextama box，真核除含有CAAT box還有GC框、八聚體框和增強(qiáng)子等原核生物的轉(zhuǎn)錄1轉(zhuǎn)錄起始:核心酶在因子的參與下，與模板DNA接觸，生成非專一性的，不穩(wěn)定的復(fù)合物在模板上移動(dòng)起始識(shí)別：亞基發(fā)現(xiàn)識(shí)別位點(diǎn)后，與-35區(qū)序列結(jié)合形成一個(gè)封閉的啟動(dòng)子復(fù)合體“酶-啟動(dòng)子二元復(fù)合物”轉(zhuǎn)錄起始分為三步：RNA聚合酶結(jié)合到識(shí)別位點(diǎn)上移動(dòng)到起始位點(diǎn)上建立一個(gè)開鏈?zhǔn)絾?dòng)子復(fù)合物全酶緊密地結(jié)合在啟動(dòng)子的-10序列處，模板DNA局部變性，形成“開放的啟

40、動(dòng)子二元復(fù)合體”酶移動(dòng)到轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，第一個(gè)rNTP轉(zhuǎn)錄開始， 因子釋放，形成“酶-啟動(dòng)子-rNTP三元復(fù)合體”2 RNA鏈的延伸核心酶向前移動(dòng)， NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長(zhǎng)核心酶覆蓋雙鏈DNA和RNA復(fù)合物，向前推進(jìn)，邊解開螺旋邊釋放出新合成的RNA鏈，已經(jīng)轉(zhuǎn)錄的區(qū)域中分開的DNA鏈又重新形成雙螺旋RNA鏈延伸的暫停1 RNA聚合酶在DNA上的移動(dòng)速度不均勻，在經(jīng)過富含G.C 的序列 810個(gè)核苷酸后，發(fā)生暫停。2 在RNA鏈的終止和釋放過程中起重要作用3 轉(zhuǎn)錄終止酶停止向正在延伸的RNA鏈添加核苷酸，開放三元復(fù)合物解體。終止既需DNA上可識(shí)別的終止序列，也需RNA產(chǎn)物的發(fā)夾結(jié)構(gòu)兩類終止

41、子：依賴與不依賴因子的終止子真核生物的轉(zhuǎn)錄1 三種RNA pol識(shí)別不同啟動(dòng)子。2 轉(zhuǎn)錄起始過程需要很多轉(zhuǎn)錄因子（transcription factor, TF ）參與，按一定順序與DNA形成復(fù)合物，協(xié)助RNA pol定位于轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)3 RNA-pol前移處處都遇上核小體，轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)過程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象真核生物轉(zhuǎn)錄的終止爪蟾轉(zhuǎn)錄終止位點(diǎn)：T2、T3均含有7個(gè)堿基的保守序列5GACTTGG3T2是前體rRNA轉(zhuǎn)錄的初始終止位點(diǎn)T3是“失敗-保險(xiǎn)終止位點(diǎn)”轉(zhuǎn)錄的抑制作用 阻斷、抑制或干擾RNA的代謝過程，最終抑制轉(zhuǎn)錄的一類化合物1嘌呤或嘧啶類似物：巰基嘌呤、氟尿嘧啶2通過與DNA結(jié)

42、合改變模板的功能：烷化劑、放線菌素、溴乙錠3與RNA酶結(jié)合影響其活力： 利福平/利福霉素與原核細(xì)胞RNA聚合酶的亞基非共價(jià)結(jié)合，阻止RNA轉(zhuǎn)錄的起始 鵝膏蕈堿真核生物RNA聚合酶的抑制劑轉(zhuǎn)錄后加工及其機(jī)制轉(zhuǎn)錄后加工:將各種前體RNA分子加工為成熟的各種RNA順反子：與多肽鏈相對(duì)應(yīng)的DNA片段連同啟動(dòng)部位和終止部位原核生物mRNA為多順反子，即幾個(gè)結(jié)構(gòu)基因，利用共同的啟動(dòng)子和終止信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)錄成一條mRNA。真核生物mRNA為單順反子，即只含一個(gè)基因，一個(gè)mRNA分子編碼一種蛋白質(zhì)分子。原核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工1，mRNA: 轉(zhuǎn)錄生成的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本mRNA不需經(jīng)過復(fù)雜的加工過程即可表現(xiàn)功能。多順反子mR

43、NA在Rnase的催化下裂解為單個(gè)的順反子2，rRNA的加工： E.coli 的rRNA有三種：16S，23S和5S。初始轉(zhuǎn)錄物多為多順反子rRNA轉(zhuǎn)錄后加工包括:1剪切： 前體被RNase、RNaseR等剪切2修飾：修飾酶進(jìn)行堿基修飾3裝配： rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體的大、小亞基3，tRNA的加工 tRNA 初始轉(zhuǎn)錄本是多順反子加工包括：A核酸內(nèi)切酶在tRNA兩端切斷B核酸外切酶從3端逐個(gè)切去附加順序C在3端加上-CCA-OHD核苷酸的修飾參與tRNA后加工的酶1, RNAaseP：內(nèi)切核酸酶，負(fù)責(zé)切割所有tRNA分子的5端。識(shí)別tRNA的空間結(jié)構(gòu)2RNAaseD：外切核酸酶，使型 t

44、RNA露出CCA端。RNAaseP 存在時(shí) RNAaseD可達(dá)最大活性3tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶：以ATP和CTP為前體，催化 tRNA（型）的3端生成CCA；CCA末端常丟失，該酶有修復(fù)作用；識(shí)別tRNA的空間結(jié)構(gòu)，無(wú)種屬特異性4RNAase ：與RNAaseO、RNAaseP2的功能相似，負(fù)責(zé)切開間隔序列 真核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工1 mRNA前體的加工5端形成特殊的帽子結(jié)構(gòu)3端切斷一段序列并加上poly A尾巴通過剪切去除由內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來(lái)的序列鏈內(nèi)部核苷酸甲基化真核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工1） 5端加帽帽子的三種類型：帽子0（Cap-0） m7GpppX（共有） m7G；N7甲基鳥苷帽子1 （Cap-1

45、）m7GpppXm 第一個(gè)核苷酸的 2-O 位上產(chǎn)生甲基化帽子2（Cap-2） m7GpppXmYm 第二個(gè)核苷酸的 2-O 位上產(chǎn)生甲基化425端帽子結(jié)構(gòu)的重要性： a. 翻譯起始的必要結(jié)構(gòu)，為IF（起始因子）和核糖體對(duì)mRNA的識(shí)別提供信號(hào)b. 增加mRNA的穩(wěn)定性，保護(hù)mRNA 免遭5外切核酸酶的攻擊c. 運(yùn)輸，有助于mRNA越過核膜，進(jìn)入胞質(zhì)2） 3端加尾a、 大多數(shù)的真核mRNA 都有3端的多聚尾巴（polyA)，約為200bp。b、 AATAA序列是加polyA尾信號(hào)。3polyA尾巴的功能1與mRNA從細(xì)胞核轉(zhuǎn)送到細(xì)胞質(zhì)有關(guān)2穩(wěn)定mRNA結(jié)構(gòu)，保持生物半衰期3與真核mRNA的翻譯

46、效率有關(guān)：缺失可抑制體外翻譯的起始 含 poly(A) 的mRNA 失去 poly(A) 可減弱其翻譯2. rRNA前體的加工初始轉(zhuǎn)錄本為45S前體，18S，5.8S和28S 是一個(gè)轉(zhuǎn)錄本5sRNA前體獨(dú)立于其他三種rRNA的基因轉(zhuǎn)錄前體rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，然后再切割和甲基化 3. tRNA前體的加工真核的前體分子tRNA是單順反子，成簇排列，基因間有間隔區(qū)；前體分子兩端都有附加序列需核酸內(nèi)切酶和外 切酶切除；3端加CCA ；tRNA的前體分子中含有內(nèi)含子需切除；堿基修飾RNA的剪接RNA剪接(RNA splicing) ：一個(gè)基因的外顯子和內(nèi)含子共同轉(zhuǎn)錄在一條轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中，將內(nèi)含子去除而把外

47、顯子連接起來(lái)形成成熟RNA分子的過程1 內(nèi)含子(intron) 成熟RNA的序列中不出現(xiàn)的序列2 外顯子(exon) 在斷裂基因及其初級(jí)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達(dá)為成熟RNA的核酸序列內(nèi)含子的分類1.類內(nèi)含子 含有中部核心結(jié)構(gòu)（細(xì)胞器基因、核基因 ）2.類內(nèi)含子 不含有中部核心結(jié)構(gòu)（細(xì)胞器線粒體基因、核基因 ）3.類內(nèi)含子 具有 GUAG 特征的邊界序列（核基因mRNA前體 ）4.IV類內(nèi)含子 tRNA基因的內(nèi)含子（位于 tRNA 的反密碼環(huán)上） 第I類含子的剪接 rRNA的自我剪接1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 邊界序列 5U-G 3 有由保守序列形成的二級(jí)結(jié)構(gòu)2剪接特點(diǎn)：A自我剪接：主要由轉(zhuǎn)酯反應(yīng)構(gòu)成，完全由內(nèi)

48、含子自身完成B形成明顯的二級(jí)結(jié)構(gòu)：產(chǎn)生適于剪接反應(yīng)的構(gòu)象和活性位點(diǎn)，在G參與下完成剪接反應(yīng) 第類內(nèi)含子的剪接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1) 邊界序列 5 GU-AG；(2) 二級(jí)結(jié)構(gòu)：a. 有6個(gè)莖環(huán)結(jié)構(gòu)，b. 分支點(diǎn)序列剪接特點(diǎn) 1）自我剪接 2）反應(yīng)需要一價(jià)和二價(jià)離子，不需能量第類內(nèi)含子的剪接 hnRNA的剪接剪接特點(diǎn)：a. 剪切過程和類內(nèi)含子十分相似，b. 本身不能形成二級(jí)結(jié)構(gòu)，依賴于snRNPs進(jìn)行剪接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）邊界順序：符合GU-AG法則。2）分枝點(diǎn)順序：內(nèi)含子3端上游18-40nt處，Py80NPy87Pu75APy95，A具有2-OH。3）內(nèi)含子5端有一保守序列5GUAAGUA3，和剪接體中

49、U1 snRNA的5端的3CAUUUCAU5互補(bǔ)。第內(nèi)含子的剪接 tRNA的剪接結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 1）位置相同，都在反密碼子環(huán)的下游3； 2）內(nèi)含子和反密碼子配對(duì)形成莖環(huán)。 3）不同tRNA的內(nèi)含子長(zhǎng)度和序列各異，14-46bp剪接特點(diǎn)： (1) 沒有邊界序列，也沒有內(nèi)部引導(dǎo)序列； (2) 剪切反應(yīng)的識(shí)別信號(hào)是 “三葉草” 的二級(jí)結(jié)構(gòu)； (3) 不是轉(zhuǎn)酯反應(yīng)。 (4) RNase異體催化剪切內(nèi)含子1.前體tRNA在核酸酶作用下，切除內(nèi)含子序列，生成兩個(gè)半分子tRNA2.反密碼子環(huán)形成3.在RNA連接酶作用下生成成熟tRNA分子5.順式和反式剪接A順式剪接在同一個(gè)基因內(nèi)，切除內(nèi)含子，連接相鄰的外顯子B

50、反式剪接不同基因的外顯子剪接RNA編輯（RNA editing）在初級(jí)轉(zhuǎn)錄物上插入、剔除或置換一些核苷酸殘基而改變遺傳信息的基因調(diào)控方式，是轉(zhuǎn)錄后發(fā)生的另一個(gè)重要事件 第六章 蛋白質(zhì)生物合成 翻譯及翻譯后過程翻譯：將存在于mRNA上代表一個(gè)多肽的核苷酸殘基序列轉(zhuǎn)換為多肽鏈氨基酸殘基序列的過程遺傳密碼(genetic code)能編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的基因中的核苷酸體系密碼子：mRNA分子上從53¢方向，由起始密碼子AUG開始，每3個(gè)核苷酸組成的三聯(lián)體，決定肽鏈上某一個(gè)氨基酸或蛋白質(zhì)合成的起始、終止信號(hào)，稱為三聯(lián)體密碼。起始密碼： AUG終止密碼： UAA、UAG、UGA遺傳密碼的性質(zhì)

51、1. 簡(jiǎn)并性：指一個(gè)氨基酸具有2個(gè)或2個(gè)以上的密碼子2. 擺動(dòng)性：密碼子與反密碼子配對(duì)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不遵從堿基配對(duì)規(guī)律的情況，稱為遺傳密碼的擺動(dòng)現(xiàn)象3. 通用性：除個(gè)別細(xì)胞器的特殊密碼子外，蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從簡(jiǎn)單生物到人類都通用4. 偏愛性：密碼子使用頻率的差異5. 連續(xù)性：mRNA的讀碼方向從5'3'，兩個(gè)密碼子之間無(wú)任何核苷酸隔開開放閱讀框(ORF): 從起始密碼AUG到終止密碼處的正確可閱讀序列原核生物mRNA的特點(diǎn)S-D序列：原核生物mRNA起始密碼AUG上游813核苷酸處，存在一段5-UAAGGAGG-3的保守序列，稱為S-D序列。是mRNA與核蛋白體識(shí)別、結(jié)

52、合的位點(diǎn)真核生物mRNA的特點(diǎn)真核生物沒有S-D序列，靠帽子結(jié)構(gòu)識(shí)別核糖體真核生物的起始密碼位于Kozak序列（CCACCAUGG）中，增加翻譯起始的效率大亞基P位(peptidyl site) ：結(jié)合肽酰tRNA的部位A位(aminoacyl site) ：結(jié)合氨基酰tRNA的部位E位(exit site) ：排出位蛋白質(zhì)的生物合成的過程（一）原核生物翻譯起始 核蛋白體大小亞基分離起始因子 IF3 、IF1介導(dǎo)，利于小亞基與mRNA，fMet-tRNAfMet結(jié)合 mRNA在小亞基定位結(jié)合通過5端S-D序列(AGGA)配對(duì)結(jié)合到核蛋白體小亞基上的16S-rRNA近3-末端處(UCCU) 起始

53、氨基酰-tRNA的結(jié)合fMet-tRNAifMet和IF-2及GTP形成復(fù)合物 核蛋白體大亞基結(jié)合70S起始復(fù)合物形成起始因子IF和eIF原核：起始因子 三種； IF-l、2和3 真核：起始因子 十種； eIF 翻譯起始： 1）IF-3 結(jié)合核蛋白體30S亞基，使大、小亞基拆離 2）IF-1協(xié)助IF-3結(jié)合和亞基拆離 3）單獨(dú)的30S亞基易于與mRNA及起始tRNA結(jié)合 4）IF-2促進(jìn)fMet-tRNA結(jié)合mRNA及核蛋白體（二）真核生物翻譯起始復(fù)合物形成1. 起始因子eIF3結(jié)合到核糖體（80S）的小亞基（40S）上，使大亞基（60S）與小亞基解離2. 甲硫酰tRNA（ Met-tRNAimet ）結(jié)合3. mRNA結(jié)合（需帽結(jié)合蛋白CBP）肽鏈延長(zhǎng)在核蛋白體上連續(xù)性循環(huán)式進(jìn)行，又稱為核蛋白體循環(huán)，每次循環(huán)增加一個(gè)氨基酸l 進(jìn)位(entrance)/注冊(cè)（registration）l 成肽(peptide bond formation)l 轉(zhuǎn)位(translocation)延長(zhǎng)因子EFG有轉(zhuǎn)位酶活性，促進(jìn)mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位，促進(jìn)卸載tRNA釋放蛋白質(zhì)生物合成的調(diào)節(jié)1. 閱讀框架的漂移、重疊和5-AUG的作用2. 翻譯錯(cuò)誤：氨基酰合成酶校正3. RNA的結(jié)構(gòu)：帽子、poly (A)尾、空間結(jié)構(gòu)4.