第二篇代謝篇第10章核酸及蛋白質(zhì)的生物合成10.1DNA的生物合成10.2RNA的生物合成10.3蛋白質(zhì)的生物合成生物親代與子代之間，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上常常相似，這就是遺傳現(xiàn)象。生物的遺傳特性，使生物界的物種能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)代細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)的研究得知，控制生物性狀的主要遺傳物質(zhì)是脫氧核糖核酸（DNA）。金絲猴的后代仍然是金絲猴牛的后代仍然是牛生物的各項(xiàng)生命活動(dòng)都有它的物質(zhì)基礎(chǔ)。生物遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)是什么呢？轉(zhuǎn)錄—在DNA分子上合成出與其核苷酸順序相對(duì)應(yīng)的RNA的過(guò)程。復(fù)制—遺傳物質(zhì)從親代DNA傳遞到子代DNA分子上，合成出與原來(lái)DNA相同分子的過(guò)程。翻譯—在RNA的指導(dǎo)下，根據(jù)核酸鏈上每三個(gè)核苷酸決定一個(gè)氨基酸的三聯(lián)體密碼規(guī)則，合成出具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)肽鏈的過(guò)程。Reversetranscription10.1DNA的生物合成

復(fù)制過(guò)程可分為：起始、延長(zhǎng)和終止3個(gè)階段。一、DNA的半保留復(fù)制

通過(guò)堿基配對(duì)(A-T,C-G),兩條鏈連在一起，成為互補(bǔ)鏈。一條鏈上核苷酸排列順序決定了另一條鏈上的核苷酸排列順序，每一條鏈都含有合成它的互補(bǔ)鏈所必需的全部遺傳信息。

DNA復(fù)制過(guò)程中，首先堿基間氫鍵斷裂并使雙鏈解旋和分開，然后每條鏈可作為模板在其上合成新的互補(bǔ)連，新形成的兩個(gè)DNA分子與原來(lái)DNA分子的堿基順序完全一樣。在此過(guò)程中，每個(gè)子代分子的一條鏈來(lái)自親代DNA，另一條鏈子是新合成的。這種方式稱為半保留復(fù)制。DNA復(fù)制（一）半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)依據(jù)1958年，Messelson和Stahl用實(shí)驗(yàn)加以證實(shí)。細(xì)菌可利用NH4Cl作氮源合成DNA。普通DNA的沉降位置含15N-DNA的細(xì)菌第一代第二代培養(yǎng)于含14N-DNA的普通培養(yǎng)液重DNA的沉降位置細(xì)菌的DNA雙鏈含15N-DNA鏈含14N-DNA鏈密度梯度離心結(jié)果普通DNA的沉降位置實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:子一代DNA雙鏈中有一股是15N單鏈，而另一股是14N單鏈，前者是從親代接受和保留下來(lái)的，后者則是完全新合成的。（二）半保留復(fù)制的意義半保留復(fù)制的意義：

按半保留復(fù)制的方式，子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)在親代與子代之間DNA堿基序列的一致性上。體現(xiàn)了遺傳過(guò)程的相對(duì)保守性（不是絕對(duì)的）。是物種穩(wěn)定的分子基礎(chǔ)。ATGCATATCGATGCATATCGATGCATATCG親鏈子鏈子鏈親鏈DirectionofDNAreplication原核生物的染色體和質(zhì)粒，真核生物的細(xì)胞器DNA都是環(huán)狀的雙鏈分子，都在一個(gè)固定的起點(diǎn)開始復(fù)制，復(fù)制的方向是雙向的。即形成2個(gè)復(fù)制叉。復(fù)制叉—親代鏈分開及新生DNA開始復(fù)制處形成的Y形結(jié)構(gòu)。細(xì)菌DNA復(fù)制叉移動(dòng)的速度大約50000bp/min，真核生物染色體DNA復(fù)制叉移動(dòng)的速度大約1000~3000bp/min，高等真核生物一般復(fù)制子為100~200kb。DNA新起始方式（denovoinitiation）復(fù)制的基本模式ParentalD.S,DNAUnwindingproteinRNApolymerasePrimaseDNApolymeraseleadingStrandlaggingStrandElongationoflag.&lea.strandsDNApolymerasePoly(dNt)ligaseReplicationloopRNAprimerRNA-primedDNApieces(1kb)Continuous5’to3’inLeadingS.Discontinuous3’to5’inlaggingS.TwolongDNApiecesManyshorterDNApieces(1-2kb)Repair&fillingin5’to3’Bidirectionallengtheningofnewstands眼形結(jié)構(gòu)（一）復(fù)制中解鏈和DNA分子拓?fù)鋵W(xué)變化拓?fù)洹矬w或圖像做彈性位移而又保持物體不變的性質(zhì)。核酸的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)—核酸分子結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系。共同起解開、理順DNA鏈，維持DNA在一定時(shí)間內(nèi)處于單鏈狀態(tài)的作用。解螺旋酶（DNAhelicase)

解開雙鏈。同樣功能的還有Rep蛋白。DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶（TopI、TopII）改變DNA分子拓?fù)錁?gòu)象。單鏈DNA結(jié)合酶（SSB)維持模板的單鏈狀態(tài)并保持單鏈的完整。解旋、解鏈酶TopICutD.S.DNAATPLigateTopIITopI在DNA的一股鏈上產(chǎn)生缺口，使另一條鏈得以穿越。TopII則在DNA的雙鏈上產(chǎn)生缺口，使另一雙鏈DNA片段得以穿越。（二）引物酶（Primase)和引發(fā)體(Primosome)引物酶(DnaG)：催化引物合成的一種RNA聚合酶。引物酶在模板的復(fù)制起始部位催化互補(bǔ)堿基的聚合，形成短片斷的RNA。引物酶和解螺旋酶共同起作用。引發(fā)體：DnaA蛋白、DnaB蛋白、DnaG蛋白、DnaC及其他復(fù)制因子，一起形成復(fù)合體，結(jié)合引物酶，形成較大的聚合體，再結(jié)合到模板DNA上。引發(fā)體的下游解開雙鏈，再由引物酶催化引物的合成。解螺旋辨認(rèn)起點(diǎn)引物酶Primosome（consistsofsixproteins）

PriA(dualrole)displaceSSBfromS.SDNAandhelicase

DnaT

requiredatpreprimingstage

DnaBiscentralcomponent,actionwithDnaC

DnaC

iscentralcomponent,actionwithDnaBPriB

functionisunknown

PriC

functionisunknownDnaGprimase①反應(yīng)需要接受模板的指導(dǎo)

②引物：反應(yīng)需要有引物3′羥基存在。③底物：4種脫氧核糖核苷三磷酸（dNTP）④產(chǎn)物DNA的性質(zhì)與模板相同。⑤復(fù)制在5’-3’方向延伸DNA聚合酶的反應(yīng)特點(diǎn):2、DNA聚合酶(DNApol)DNA聚合酶Ⅰ(pol-Ⅰ,Konberg)：由一條單一多肽鏈組成，分子形狀呈球體。當(dāng)有底物和模板存在時(shí)，可使脫氧核糖核苷酸逐個(gè)加到具有3`-OH末端的多核苷酸鏈上。和其他的DNA聚合酶一樣，只能延長(zhǎng)多核苷酸鏈，即要有引物的存在。而不能從無(wú)到有開始DNA鏈的合成?？纱呋姆磻?yīng)：A:核苷酸聚合反應(yīng)，使DNA鏈延5`3`方向延長(zhǎng)（聚合酶活性—填補(bǔ)缺口）。B:由3`端水解DNA。（3`5`核酸外切酶活性—校正錯(cuò)誤）。C:由5`端水解DNA。（5`3`核酸外切酶活性—切除引物）。D:由3`端使DNA鏈發(fā)生焦磷酸解。E:無(wú)機(jī)焦磷酸鹽與脫氧核糖核苷三磷酸之間的焦磷酸基交換。每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞約有400個(gè)分子的DNA聚合酶Ⅰ。

DNA聚合酶Ⅰ不是復(fù)制酶，而是修復(fù)酶，起著去除RNA引物的作用，只是參與局部修復(fù)。（DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）（2）DNA聚合酶Ⅱ（pol-Ⅱ）,

DNA聚合酶Ⅱ?yàn)槎鄟喕?。作用：A:從5`3`方向合成DNA，并需要帶有缺口的雙鏈DNA作為模板，缺口不能過(guò)大。B:3`5`核酸外切酶活性，但無(wú)5`3`核酸外切酶活性。不是復(fù)制酶，而是修復(fù)酶。每分子每分鐘催化2400個(gè)dNTP的聚合。每個(gè)大腸桿菌細(xì)胞約有100個(gè)分子DNA聚合酶Ⅱ。pol-Ⅲ異二聚體結(jié)構(gòu)核心酶DNA聚合酶Ⅲ全酶亞基組成亞基亞基數(shù)亞基功能α2聚合活性。催化從5`3`方向合成DNA。ε23'→5'外切酶活性，校對(duì)功能核心酶θ2組建核心酶τ2核心酶二聚化γ2依賴DNA的ATP酶，形成γ復(fù)合物δ1可與β亞基結(jié)合，形成γ復(fù)合物δ'1形成γ復(fù)合物χ1形成γ復(fù)合物φ1形成γ復(fù)合物β4兩個(gè)β亞基形成滑動(dòng)夾子，以提高酶的持續(xù)合成能力。夾子裝配器pol-Ⅲ異二聚體結(jié)構(gòu)DNA聚合酶酶作用DNA聚合酶Ⅰ不能從無(wú)到有開始DNA合成，要有引物鏈。5'3'聚合酶及外切酶作用，3'5'外切酶酶作用，可校正/修復(fù)DNA鏈，還可切除引物。DNA聚合酶Ⅱ5'3'聚合酶及3'5'外切酶酶作用，可校正/修復(fù)DNA鏈。DNA聚合酶Ⅲ與酶Ⅰ作用類似，酶活高，是主要的鏈延伸酶（聚合酶replicase）。DNA聚合酶Ⅳ涉及DNA的錯(cuò)誤傾向修復(fù)。DNA受到嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)，可誘導(dǎo)產(chǎn)生，使修復(fù)缺乏準(zhǔn)確性。DNA聚合酶Ⅴ同上。（四）DNA連接酶DNA聚合酶只能催化DNA鏈的延長(zhǎng)反應(yīng)，不能使鏈之間連接。DNA連接酶催化雙鏈DNA切口處的5‘磷酸基和3’羥基生成磷酸二酯鍵。DNA連接酶在DNA的復(fù)制、修復(fù)和重組等過(guò)程均起重要的作用。反應(yīng)分三步進(jìn)行：第一步：NAD或ATP+DNA連接酶酶-AMP復(fù)合物第二步：酶將AMP轉(zhuǎn)移給DNA切口處的5′磷酸，形成AMP-DNA。第三步：通過(guò)相鄰鏈的3′-OH對(duì)活化的磷原子發(fā)生親核攻擊，生成3′，5′磷酸二酯鍵。同時(shí)釋放出AMP。Nick：指斷裂的磷酸二酯鍵。Gap：指缺失核苷酸四、原核生物DNA生物合成過(guò)程TopI,TopIIHelicase(repprotein)SingleStrandBindingprotein(SSB)Helixdestabilizingprotein(HDP)DnaBpriteinDnaCproteinPrimaseUng-aseDNAPolymeraseIIIDNAPolymeraseILigaseforprimosome復(fù)制體進(jìn)化中形成了活的多酶復(fù)合體replisome包括起始、延伸和終止三個(gè)階段。1、起始階段復(fù)制的起始階段主要是引發(fā)體的形成。(1)DnaA蛋白識(shí)別并結(jié)合于起始點(diǎn)oriC。(2)DnaＢ、PriA、引物酶等相繼結(jié)合，組成復(fù)制引發(fā)體。（3）拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ引入負(fù)超螺旋，促進(jìn)DnaA的結(jié)合，同時(shí)消除扭曲張力。（４）ＤＮＡ聚合酶Ⅲ結(jié)合到模板上，在引物的３′－ＯＨ后面合成新的ＤＮＡ鏈。解螺旋水解ATP推動(dòng)DNA解鏈合成引物半不連續(xù)復(fù)制：在復(fù)制叉上前導(dǎo)鏈連續(xù)合成子代鏈，而滯后鏈不連續(xù)合成子代鏈。2、延伸階段前導(dǎo)鏈—以走向3’5’的親代鏈為模板，連續(xù)合成子代鏈。滯后鏈—以走向5’3’的親代鏈為模板，不連續(xù)合成子代鏈。岡崎片斷—滯后鏈側(cè)的較小的DNA片斷。每一個(gè)復(fù)制叉上只有一個(gè)DNA聚合酶Ⅲ全酶的二聚體。同時(shí)在前導(dǎo)鏈和滯后鏈上完成復(fù)制任務(wù)。（滯后鏈）（前導(dǎo)鏈）DNA生物合成過(guò)程單鏈DNA結(jié)合蛋白（DNA聚合酶）（DNA聚合酶）DNA生物合成過(guò)程（DNA聚合酶）(DNA引物酶)（岡崎片斷)（RNA引物）（解螺旋酶）（DNA聚合酶）（滯后模板）復(fù)制叉上蛋白質(zhì)的協(xié)作（前導(dǎo)模板）兩個(gè)復(fù)制叉在oriC約180度的對(duì)面相遇，在這一區(qū)域有幾個(gè)終止子的位點(diǎn)，它們與tus基因產(chǎn)物即DnaＢ解旋酶的抑制劑結(jié)合，從而阻止復(fù)制叉的前進(jìn)。復(fù)制終止后，由DNA聚合酶Ⅰ填補(bǔ)空隙，最后由連接酶封口。3、復(fù)制的終止DNA復(fù)制的要點(diǎn)是：1）在復(fù)制開始階段，DNA的雙螺旋拆分成兩條單鏈。2）以DNA單鏈為模板，按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則,在DNA聚合酶催化下，合成與模板DNA完全互補(bǔ)的新鏈，并形成一個(gè)新的DNA分子。3)通過(guò)DNA復(fù)制形成的新DNA分子,與原來(lái)的DNA分子完全相同。經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)制周期后，子代DNA分子的兩條鏈中，一條來(lái)自親代DNA分子，另一條是新合成的，所以又稱為半保留復(fù)制。五、真核生物DNA的復(fù)制合成真核DNA的合成的基本過(guò)程類似于原核DNA，不同之處：復(fù)制速度慢，多復(fù)制起點(diǎn)。全部復(fù)制完之前起點(diǎn)不再重新開始復(fù)制。至少有五種聚合酶αβγδε。

DNA聚合酶α（Ⅰ）DNA聚合酶β（Ⅳ）DNA聚合酶γ（M)DNA聚合酶δ（Ⅲ）DNA聚合酶ε（Ⅱ）亞基數(shù)4122>1分子量（KD)＞25036-38160-300170256細(xì)胞內(nèi)定位核核線粒體核核引物合成酶活性＋————3′→5′外切活性－－+++功能引物合成修復(fù)線粒體DNA合成核DNA合成修復(fù)端粒的復(fù)制依賴于端粒酶。端粒--每一線性DNA末端含有多拷貝的富含G的六核苷酸重復(fù)序列。真核生物染色體DNA末端補(bǔ)齊模式●端粒的發(fā)現(xiàn)1938MullerX-ray四膜蟲Drosophila末端極少發(fā)生缺失和倒位推測(cè)染色體兩端存在特殊結(jié)構(gòu)，使染色體趨于穩(wěn)定.并定名為Telomere1938B.McClintock頂端缺失染色體易于融合，而正常染色體不易連接。推測(cè)染色體末端具有特殊端粒結(jié)構(gòu)。1970s分子生物學(xué)發(fā)展端粒研究獲得突破●端粒DNA(Telomer)

TTGGGG(T2G4)序列高度重復(fù)的末端

5’TTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGG3’(richGchain)

3’AACCCCAACCCCAACCCC5’(richCchain)

●1985.CarolGreider&Blackburn,

1986.Gottchling尖毛蟲telomerebindingprotein–155kdtelomerebindingprotein–226kd四膜蟲telomerase將T2G4末端重復(fù)延伸游撲蟲Telomerase=RNACAAAACCCC鏈+

末端結(jié)合蛋白（TBP）+100bptelomere長(zhǎng)短細(xì)胞分裂次數(shù)與端粒長(zhǎng)短呈正比細(xì)胞分裂端粒閾值端粒長(zhǎng)短端粒酶活

Harley(1989)端粒的重復(fù)片段為探針檢測(cè)胎兒細(xì)胞株嬰兒細(xì)胞株青年細(xì)胞株老年細(xì)胞株年齡小大端粒長(zhǎng)度早老性侏儒癥的端粒明顯較正常人短“多莉”的衰老＞研究端粒（記時(shí)器）丟失的速率/年，預(yù)測(cè)人類的壽命XXXYwhy?PCD機(jī)制、癌細(xì)胞的無(wú)限繁殖六、DNA的損傷及其修復(fù)DNA的損傷形式包括：堿基修飾、堿基改變、核苷酸刪除和插入、DNA鏈的交聯(lián)、磷酸二酯鍵骨架的斷裂。

損傷可造成突變或致死。許多DNA損傷可修復(fù)。只有逃過(guò)修復(fù)的損傷才會(huì)造成突變。

突變（mutation）：指一種遺傳狀態(tài)，可以通過(guò)復(fù)制而遺傳的DNA結(jié)構(gòu)的任何永久性改變。攜帶突變基因的生物稱為突變體。未突變的稱為野生型。DNA是細(xì)胞內(nèi)唯一可以修復(fù)的大分子。（一）誘發(fā)突變的原因物理（紫外、高能射線、電離輻射）化學(xué)（烷基化試劑、亞硝酸鹽、堿基類似物）生物因素（堿基對(duì)置換、堿基的插入/缺失造成移碼）光聚合反應(yīng)

胸腺嘧啶堿基在紫外光照射下，可以發(fā)生二聚加成反應(yīng)：

在DNA分子中，如果兩個(gè)胸腺嘧啶堿基相鄰，在紫外光照射下，可能發(fā)生上述聚合反應(yīng)，其結(jié)果是破壞了正常復(fù)制或轉(zhuǎn)錄。物理因素當(dāng)DNA受到大劑量紫外線（波長(zhǎng)260nm附近）照射時(shí)，可引起DNA鏈上相鄰的兩個(gè)嘧啶堿基共價(jià)聚合，形成二聚體，例如嘧啶二聚體（TT二聚體）。化學(xué)因素化學(xué)因素是引起DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的最常見因素，主要包括：烷基化試劑，亞硝酸鹽以及堿基類似物等。烷基化試劑能夠與DNA分子中的氨基或氧作用，生成烷基化DNA。除了堿基上有多個(gè)位置可被烷基化外，DNA鏈上磷酸二酯鍵中的氧也容易被烷基化，從而導(dǎo)致DNA鏈的斷裂。烷基化反應(yīng)由于含氧堿基存在酮式和烯醇式的互變異構(gòu)，烯醇式中的羥基可以被烷基化轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的烯醇醚。鳥嘌呤核苷烷基化形成6-甲氧基鳥嘌呤核苷后，不再與C配對(duì)，而與T配對(duì)。這種情況將引起DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及信息表達(dá)出現(xiàn)錯(cuò)誤。環(huán)外氨基的反應(yīng)

環(huán)外氨基在適當(dāng)條件下，也可以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。胞嘧啶核苷在亞硝酸作用下，可以形成重氮鹽，再轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ず塑?。因此生物體內(nèi)亞硝酸的存在有可能改變DNA的堿基組成。腺嘌呤核苷和鳥嘌呤核苷也能發(fā)生類似的反應(yīng)，分別形成次黃嘌呤核苷（I）和黃嘌呤核苷（X）。這種變化，將影響或改變堿基形成氫鍵的能力和方向，導(dǎo)致DNA復(fù)制錯(cuò)誤，是引起基因突變的重要原因之一。堿基類似物是一類結(jié)構(gòu)與核酸堿基相似的人工合成或天然化合物，由于它們的結(jié)構(gòu)與核酸的堿基相似，當(dāng)這些物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞后能夠摻入到DNA鏈中，干擾DNA的正常復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。常見的有堿基衍生物及稠環(huán)、稠雜環(huán)類化合物。例如5-溴尿嘧啶（5-BU），它與胸腺嘧啶堿基的結(jié)構(gòu)相似，能取代T與A配對(duì)。又如一種稱為二惡英的含氯芳香雜三環(huán)化合物（2,3,7,8-四氯-二苯-二惡英，簡(jiǎn)稱TCDD），是一種具有強(qiáng)烈致癌和致畸物質(zhì)。它能夠進(jìn)入細(xì)胞并與DNA結(jié)合，導(dǎo)致DNA復(fù)制發(fā)生錯(cuò)誤，從而可能誘發(fā)癌變。（二）突變分子改變的類型措配、缺失、插入、重排。堿基順序顛倒，如TA被顛倒成AT某個(gè)堿基被調(diào)換，如AT換成GC（二）突變分子改變的類型胞嘧啶核苷在亞硝酸作用下，可以形成重氮鹽，再轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ず塑?。因此生物體內(nèi)亞硝酸的存在有可能改變DNA的堿基組成。（二）突變分子改變的類型少了或多了一對(duì)或幾對(duì)堿基，例如：5’ATGGCTATGC3’變成5’ATGGTATGC3’3’TACCGATACG5’3’TACCATACG5’（二）突變分子改變的類型遺傳變異的化學(xué)本質(zhì)DNA結(jié)構(gòu)的改變將導(dǎo)致相應(yīng)蛋白質(zhì)一級(jí)結(jié)構(gòu)（氨基酸順序）的變化，從而引起生物特征或性狀發(fā)生變異。所以，一切生物的變異和進(jìn)化都可以認(rèn)為是由于DNA結(jié)構(gòu)的改變而引起蛋白質(zhì)組成和性質(zhì)變化的結(jié)果。（三）DNA損傷的修復(fù)DNA修復(fù)——指針對(duì)已發(fā)生了的缺陷而實(shí)行的補(bǔ)救機(jī)制，主要有光修復(fù)、切除修復(fù)、重組修復(fù)和SOS修復(fù)。1、光修復(fù)（photoreactivation）可見光（最有效波長(zhǎng)400nm）激活生物界廣泛分布（高等哺乳動(dòng)物除外）的光復(fù)活酶，該酶分解嘧啶二聚體。是一種高度專一的修復(fù)形式，只分解由于UV照射而形成的嘧啶二聚體。光修復(fù)酶2、切除修復(fù)（excisionrepair）是細(xì)胞內(nèi)最重要的修復(fù)機(jī)制在一系列酶（DNA聚合酶Ⅰ、連接酶、解旋酶）的作用下，將DNA分子中受損傷的部分切除掉，并以完整的那一段為模板，合成出切去的部分，從而使DNA恢復(fù)正常。這是一種比較普遍的修復(fù)機(jī)制。細(xì)胞的修復(fù)功能對(duì)于保護(hù)遺傳物質(zhì)DNA不受破壞有重要意義。3、重組修復(fù)（recombinationrepair）又稱復(fù)制后修復(fù)（postreplicationrepair）受損傷的DNA在進(jìn)行復(fù)制時(shí)，跳過(guò)損傷部位，在子代DNA鏈與損傷相對(duì)應(yīng)部位出現(xiàn)缺口。通過(guò)分子間重組，從完整的母鏈上將相應(yīng)的堿基順序片段移至子鏈的缺口處，然后再用合成的多核苷酸來(lái)補(bǔ)上母鏈的空缺，此過(guò)程即重復(fù)修復(fù)。并非完全校正。4、SOS修復(fù)指DNA受到嚴(yán)重?fù)p傷、細(xì)胞處于危急狀態(tài)時(shí)所誘導(dǎo)的一種DNA修復(fù)方式，修復(fù)結(jié)果只是能維持基因組的完整性，提高細(xì)胞的生成率，但留下的錯(cuò)誤較多，又稱傾錯(cuò)性修復(fù)（Error-ProneRepair）。基因重組與DNA克?。ɑ蚬こ蹋┫拗菩詢?nèi)切酶

能識(shí)別DNA特定核苷酸序列的核酸內(nèi)切酶分布：主要在微生物中。特點(diǎn)：特異性，即識(shí)別特定核苷酸序列，切割特定切點(diǎn)。結(jié)果：產(chǎn)生黏性未端（堿基互補(bǔ)配對(duì)）。舉例：大腸桿菌的一種限制酶能識(shí)別GAATTC序列，并在G和A之間切開。一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列，并在特定的切割點(diǎn)上將DNA分子切斷。目前已發(fā)現(xiàn)的限制酶有400～500多種。運(yùn)載體種類：質(zhì)粒、噬菌體和動(dòng)植物病毒。質(zhì)粒的特點(diǎn):細(xì)胞染色體外能自主復(fù)制的小型環(huán)狀DNA分子；質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體；最常用的質(zhì)粒是大腸桿菌的質(zhì)粒；存在于許多細(xì)菌及酵母菌等生物中；質(zhì)粒的存在對(duì)宿主細(xì)胞無(wú)影響；質(zhì)粒的復(fù)制只能在宿主細(xì)胞內(nèi)完成。

DNA重組與克?、?gòu)募?xì)胞中分離出DNA①②③④⑤⑥②限制酶截取DNA片斷③分離大腸桿菌中的質(zhì)粒④DNA重組⑤用重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化大腸桿菌⑥培養(yǎng)大腸桿菌克隆大量基因⑦重組體的篩選PCR(polymeraseChainreaction)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)PCR也稱體外酶促基因擴(kuò)增，原理類似天然DNA復(fù)制。靶DNA分子變性后解鏈，兩條單鏈DNA分別與兩條引物互補(bǔ)結(jié)合，在4種dNTP存在和合適和條件下，由耐熱的TaqDNA聚合酶催化引物由5’－3’擴(kuò)增延伸，形成兩條新的雙鏈DNA分子，并作為下一循環(huán)的模板。每經(jīng)過(guò)一個(gè)變性、復(fù)性、延伸循環(huán)，模板DNA增加一倍。經(jīng)過(guò)30～50個(gè)循環(huán)，可使原DNA量增加106～109倍。PCR的主要步驟：?模板DNA的變性一般選用95℃左右1min，使DNA雙鏈解為單鏈?復(fù)性按引物實(shí)際情況確定適當(dāng)溫度，時(shí)間一般30s至1.5min?延伸一般72℃1min?循環(huán)數(shù)按初始模板濃度確定，一般25－45之間PCR的引物設(shè)計(jì)

PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的特異性主要由引物決定，引物的設(shè)計(jì)是PCR成功的關(guān)鍵，?引物位置和產(chǎn)物長(zhǎng)度根據(jù)不同目的和要求確定，長(zhǎng)度一般在200～800bp之間?引物的長(zhǎng)度一般為18～25bp?末端核苷酸3’端不得有任何修飾?G＋C含量和Tm值一般在40－60%之間，兩條相差2－3℃10.2RNA的生物合成DNA攜帶的遺傳信息傳遞給RNA分子的過(guò)程稱轉(zhuǎn)錄（transcription

）。在生物界，RNA合成有兩種方式：一是DNA指導(dǎo)的RNA合成，此為生物體內(nèi)的主要合成方式。另一種是RNA指導(dǎo)的RNA合成，此種方式常見于病毒。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的初級(jí)轉(zhuǎn)錄本是RNA前體（RNAprecursor），需經(jīng)加工過(guò)程（processing）方具有生物學(xué)活性。

一、原核生物中的基因轉(zhuǎn)錄合成方向：

5‘→3’從頭合成。連接方式：

3‘,5’磷酸二酯鍵。5′-末端的起始核苷酸常為GTP或ATP。合成過(guò)程:連續(xù)轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)：不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄--DNA片段轉(zhuǎn)錄時(shí)，雙鏈DNA中只有一條鏈作為轉(zhuǎn)錄的模板，這種轉(zhuǎn)錄方式稱作不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄。模板鏈(templatestrand)及反義鏈(antisensestrand):指導(dǎo)RNA合成的DNA鏈為模板鏈，又稱反義鏈。

編碼鏈(codingstrand)及有義鏈(sensestrand)：不作為轉(zhuǎn)錄的另一條DNA鏈為編碼鏈，又稱有義鏈。由于基因分布于不同的DNA單鏈中，即某條DNA單鏈對(duì)某個(gè)基因是模板鏈，而對(duì)另一個(gè)基因則是編碼鏈。原料：四種三磷酸核苷NTP,DNA中的T在RNA合成中變?yōu)閁。轉(zhuǎn)錄基本特點(diǎn)調(diào)節(jié)基因啟動(dòng)子操縱基因lacZlacYlacACAPcAMPCAP-cAMP復(fù)合物mRNA+-半乳糖苷酶-半乳糖苷透過(guò)酶-半乳糖苷乙?；D(zhuǎn)移酶酶“轉(zhuǎn)錄單位”（transcriptionunit）：以操縱子（operon）為轉(zhuǎn)錄的功能單位,結(jié)構(gòu)上包括四個(gè)功能區(qū)：多順?lè)醋樱ńY(jié)構(gòu)基因區(qū)）、啟動(dòng)子、操作子、終止子和調(diào)節(jié)基因。識(shí)別解鏈起始延伸終止終止位點(diǎn)起始位點(diǎn)大腸桿菌的RNA聚合酶

全酶由5種亞基α2ββ’σ組成。σ因子與其它部分的結(jié)合不是十分緊密，它易于與β’βα2分離。

沒(méi)有σ亞基的酶稱為核心酶——只催化鏈的延長(zhǎng)，對(duì)起始無(wú)作用。只有全酶能夠找到轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)并起始。

五種亞基的功能分別為：

α亞基：與啟動(dòng)子結(jié)合功能，決定轉(zhuǎn)錄的基因類型。

β亞基：含催化部位，起催化作用，催化形成磷酸二酯鍵，參與轉(zhuǎn)錄的全過(guò)程。亞基：在全酶中存在，功能不清楚。

β’亞基：與DNA模板結(jié)合功能。參與轉(zhuǎn)錄的全過(guò)程。

σ亞基：識(shí)別起始位點(diǎn)，轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)時(shí)脫落。1.啟動(dòng)子和起始啟動(dòng)子是基因起始處的DNA序列。

σ識(shí)別正確的啟動(dòng)位點(diǎn)，啟動(dòng)子的結(jié)構(gòu)至少由三部分組成：-35序列提供了RNA聚合酶全酶識(shí)別的信號(hào)；-10序列是酶的緊密結(jié)合位點(diǎn)（富含AT堿基，利于雙鏈打開）；第三部分是RNA合成的起始點(diǎn)。解旋從RNA聚合酶結(jié)合的啟動(dòng)子部位開始，然后從起始位點(diǎn)的核苷酸處起始RNA鏈的合成。第一位點(diǎn)被定義為基因序列的+1位置。5’3’+1轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)AACTGTATATTATTGACATATAAT5’3’－35序列Sextama框－10序列Pribnow框+1對(duì)解旋很重要最保守2.轉(zhuǎn)錄起始

加入的第一個(gè)核苷三磷酸常是GTP或ATP。所形成的啟動(dòng)子、全酶和核苷三磷酸復(fù)合物稱為三元起始復(fù)合物，第一個(gè)核苷三磷酸一旦摻入到轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，σ亞基就會(huì)被釋放脫離核心酶。-35-10pppG或pppA5‘5‘3‘3‘模板鏈E3.鏈的延伸

以NTP為原料和能量,DNA模板鏈為模板，靠核心酶的催化，核苷酸間通過(guò)3′,5′-磷酸二酯鍵成核糖核酸鏈(RNA)。轉(zhuǎn)錄的第一個(gè)核苷酸總是pppG或pppA。4.轉(zhuǎn)錄終止轉(zhuǎn)錄終止在特殊的終止子序列。轉(zhuǎn)錄終止信號(hào)分兩類：一類是不依賴ρ因子(即ρ蛋白)，另一類是依賴ρ因子。不依賴于ρ因子的這一類，其DNA鏈的3′端附近有富含GC的回文區(qū)域和隨后的一段富含AT的序列。當(dāng)以這段終止信號(hào)為模板轉(zhuǎn)錄出的RNA即形成具有莖環(huán)的發(fā)夾形結(jié)構(gòu)(hairpinstructure)，其3′端含有一串UUUU……的尾巴（圖8.40），這種發(fā)夾結(jié)構(gòu)阻礙了聚合酶的進(jìn)一步延伸，RNA鏈的合成即終止。另一類依賴因子的終止，其DNA鏈的3′端附近的回文序列沒(méi)有富含G-C堿基的區(qū)域，后面也沒(méi)有連續(xù)的A存在，需ρ因子的參與才能完成鏈的終止。ρ因子是由ρ基因編碼的相對(duì)分子質(zhì)量為55000的蛋白質(zhì)?，F(xiàn)在一般認(rèn)為ρ因子是與正在合成的RNA鏈相結(jié)合，并利用水解ATP或其他核苷三磷酸釋出的能量從5′-3′端移動(dòng)，當(dāng)聚合酶遇到終止信號(hào)時(shí)，聚合酶移動(dòng)速度減慢，ρ因子就很快追趕上來(lái)，使轉(zhuǎn)錄終止，釋放RNA，并使RNA聚合酶與ρ因子一起從DNA上脫落下來(lái)。二、真核生物的轉(zhuǎn)錄作用酶類分布產(chǎn)物活性分子量(KDa)反應(yīng)條件Ⅰ核仁rRNA（5.8S、18S、28S）50～70％500低離子強(qiáng)度要求Mg2+或Mn2+Ⅱ核質(zhì)mRNA、snRNA20～40％～700高離子強(qiáng)度Ⅲ核質(zhì)tRNA、5SrRNA、snRNA、7sRNA10％～700高M(jìn)n2+濃度1.真核RNA聚合酶2.轉(zhuǎn)錄真核RNA轉(zhuǎn)錄基本過(guò)程與原核類似，但其產(chǎn)生的mRNA為“單順?lè)醋印?，只編碼一條肽鏈。轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的“加工”（成熟過(guò)程）在細(xì)胞內(nèi)，由RNA聚合酶合成的原初轉(zhuǎn)錄物（primarytranscript）往往需要一系列的變化，包括鏈的裂解、5和3末端的切除和特殊結(jié)構(gòu)的形成、核苷的修飾、以及拼接和編輯等過(guò)程，才轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腞NA分子。此過(guò)程總稱為RNA的成熟或稱為RNA的轉(zhuǎn)錄后加工。原核生物的mRNA轉(zhuǎn)錄后一般不需要加工，轉(zhuǎn)錄的同時(shí)即進(jìn)行翻譯（半壽期短）。rRNA前體的轉(zhuǎn)錄后加工tRNA前體的加工真核mRNA前體的加工

rRNA前體的加工

rRNA基因之間以縱向串聯(lián)的方式重復(fù)排列。

加工過(guò)程：

1、剪切作用：需核酸酶參與。

2、甲基化修飾：修飾在堿基上。

3、自我剪接：一種核酶的作用。

原核rRNA加工：rRNA含非轉(zhuǎn)錄的間隔區(qū)，其產(chǎn)物中含tRNA真核rRNA加工：1.5S自成體系加工少無(wú)修飾和剪接。

2.45S加工中含剪切和甲基化修飾，需核酸酶。tRNA前體的加工tRNA前體在tRNA剪切酶的作用下，切成一定在小的tRNA分子

3’末端加上CCA堿基的修飾：甲基化、脫氨和還原作用真核mRNA前體的加工剪接（Splicing）

去除內(nèi)含子，連接外顯子5’帽端結(jié)構(gòu)的生成（5’端加7-甲基化鳥苷，防止外切酶的攻擊）3’端多聚A（polyA）的附加RNA的復(fù)制合成（RNA指導(dǎo)的RNA合成）噬菌體Qβ的RNA復(fù)制兩階段（1）其單鏈RNA可充當(dāng)mRNA，利用寄主中的核糖體合成外殼蛋白和RNA復(fù)制酶的β亞基。（2）復(fù)制酶的β亞基可與來(lái)自寄主細(xì)胞的亞基αδ自動(dòng)裝配成RNA復(fù)制酶，可進(jìn)行RNA的復(fù)制，以分子中單鏈RNA為模板（正鏈），復(fù)制出一條新的RNA鏈（負(fù)鏈），再?gòu)?fù)制出正鏈，與外殼蛋白組裝成新的噬菌體顆粒。某些RNA病毒可以以自身RNA為模板進(jìn)行復(fù)制。不同的RNA病毒復(fù)制方式不同5RNA-533RNA+釋放釋放353355RNA+RNA+RNA-RNA-及RNA+的合成方向均為5‘3’核酶

1982年Cech發(fā)現(xiàn)四膜蟲rRNA前體自我剪接作用，RNA有催化作用;1983年發(fā)現(xiàn)RNaseP中的RNA可催化tRNA前體的加工。

核酶自我切割區(qū)內(nèi)有錘頭結(jié)構(gòu)（hammer-headstructure），其中的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：

（1）三個(gè)莖區(qū)形成局部的雙鏈結(jié)構(gòu)；其中含13個(gè)保守的核苷酸，N代表任何核苷酸。

（2）圖中的箭頭表示自我切割位點(diǎn)，位于GUX的X外側(cè)，X可表示為C、U或A，不能是G。

核酶的生物學(xué)意義1.RNA為生物催化劑，具有重要生物學(xué)意義。

2.打破了酶是蛋白質(zhì)的傳統(tǒng)觀念。

3.在生命起源問(wèn)題上，為先有核酸提供了依據(jù)。

4.為治療破壞有害基因，腫瘤等疾病提供手段?；虮磉_(dá)轉(zhuǎn)錄調(diào)控方式基因表達(dá)調(diào)控概述原核生物以操縱子為單元進(jìn)行表達(dá)和調(diào)控，特異的阻遏蛋白是控制原核啟動(dòng)序列活性的重要因素。乳糖操縱子的調(diào)節(jié)機(jī)制色氨酸操縱子的調(diào)節(jié)機(jī)制I－調(diào)節(jié)基因P－啟動(dòng)子O－操作子（操作基因）Z、Y、A－三種結(jié)構(gòu)基因阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié)

當(dāng)無(wú)誘導(dǎo)物乳糖存在時(shí)，調(diào)節(jié)基因編碼的阻遏蛋白（repressorprotein）處于活性狀態(tài)，阻止RNA聚合酶與啟動(dòng)基因的結(jié)合，則無(wú)法啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。當(dāng)有乳糖存在時(shí)，lac操縱子（元）即可被誘導(dǎo)。乳糖進(jìn)入細(xì)胞，經(jīng)β－半乳糖苷酶催化，轉(zhuǎn)變?yōu)榘肴樘恰：笳咦鳛橐环N誘導(dǎo)劑分子結(jié)合阻遏蛋白，使蛋白構(gòu)象變化，導(dǎo)致阻遏蛋白與O序列解離、轉(zhuǎn)錄發(fā)生。異丙基硫代半乳糖苷（IPTG）是一種作用極強(qiáng)的誘導(dǎo)劑，不被細(xì)菌代謝而十分穩(wěn)定，因此被實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用。

CAP（代謝產(chǎn)物活化蛋白）的正性調(diào)節(jié)

當(dāng)沒(méi)有葡萄糖及cAMP濃度較高時(shí)，cAMP與CAP結(jié)合，這時(shí)CAP結(jié)合在lac啟動(dòng)序列附近的CAP位點(diǎn)，可刺激RNA轉(zhuǎn)錄活性。葡萄糖的分解代謝產(chǎn)物能抑制腺苷酸環(huán)化酶活性并活化磷酸二酯酶，從而降低了cAMP的濃度，CAP不能被活化形成CAP－cAMP復(fù)合物，則不能轉(zhuǎn)錄。lac阻遏蛋白負(fù)性調(diào)節(jié)與CAP正性調(diào)節(jié)兩種機(jī)制協(xié)調(diào)合作：當(dāng)Lac阻遏蛋白封閉轉(zhuǎn)錄時(shí)，CAP對(duì)該系統(tǒng)不能發(fā)揮作用；但是如果沒(méi)有CAP存在來(lái)加強(qiáng)轉(zhuǎn)錄活性，即使阻遏蛋白從操縱序列上解聚仍幾無(wú)轉(zhuǎn)錄活性。

lac操縱子強(qiáng)的誘導(dǎo)作用既需要乳糖存在又需缺乏葡萄糖。10.3蛋白質(zhì)的生物合成Reversetranscription遺傳信息基因的遺傳信息在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中從DNA轉(zhuǎn)移到mRNA，再由mRNA將這種遺傳信息表達(dá)為蛋白質(zhì)中氨基酸順序的過(guò)程叫做翻譯。合成體系：20種氨基酸,mRNA、tRNA、核蛋白體、酶和因子,以及無(wú)機(jī)離子、ATP、GTP合成方向：N→C端。

翻譯過(guò)程分為：起始、延長(zhǎng)、終止3個(gè)階段。真核細(xì)胞一、遺傳密碼密碼子（Codon）或三聯(lián)體密碼——為一個(gè)氨基酸編碼進(jìn)入蛋白質(zhì)多肽鏈特定線性位置的三個(gè)核苷酸單位。遺傳密碼——規(guī)定著多肽鏈氨基酸序列的mRNA上核苷酸序列。（一）遺傳密碼是三聯(lián)體密碼起始密碼子：AUG，編碼甲硫氨酸。終止密碼子：UAG、UGA、UAA，不編碼氨基酸。密碼子的發(fā)現(xiàn)

統(tǒng)計(jì)學(xué)方法人工合成僅由一種核苷酸組成的多聚核苷酸，推測(cè)由哪一種氨基酸合成的多肽核糖體結(jié)合試驗(yàn)1965年，Nirenberg用polyu加入C14標(biāo)記的20種aa,僅有苯丙氨酸的寡肽,UUU=苯丙氨酸,用此法破譯了全部密碼，編出遺傳密碼表。（二）遺傳密碼子的特點(diǎn)：1、無(wú)標(biāo)點(diǎn)、不重疊

每個(gè)三聯(lián)體中的三個(gè)核苷酸只編碼一個(gè)氨基酸。2、簡(jiǎn)并(degeneracy)

和擺動(dòng)

43=64種密碼子決定20種氨基酸。幾種密碼子對(duì)應(yīng)于同一種氨基酸。這些密碼子為同義密碼子。密碼子的第三個(gè)位置稱為擺動(dòng)位置。3、普遍性

絕大多數(shù)密碼子對(duì)各種生物都適用，某些線粒體中遺傳密碼有例外。4、終止密碼子

UAG、UAA、UGA。5、起始密碼子

AUG（真核中起始為Met、原核中起始為fMet,翻譯中間為Met）。6、閱讀框架閱讀框架15'3'閱讀框架25'UUAUGAGCG

CUA

AAULeu

終止

Ala

Leu

AsnUUAU

GAG

CGCUAA

AUTyrGlu

Arg

終止UUAUG

AGC

GCU

AAA

UMet

Ser

Ala

Lys3'閱讀框架35'3'3種可能的閱讀框架起始密碼子遺傳密碼以mRNA為模板，氨基酸經(jīng)活化獲得的氨酰tRNA為原料，GTP、ATP供能，在核糖體中完成。3個(gè)階段：起始、延長(zhǎng)、終止。（二）氨酰tRNA的合成tRNA在氨基酰-tRNA合成酶的幫助下，能夠識(shí)別相應(yīng)的氨基酸，并通過(guò)tRNA氨基酸臂的3'-OH與氨基酸的羧基形成活化酯－氨基酰-tRNA。氨基酰-tRNA的形成是一個(gè)兩步反應(yīng)過(guò)程：第一步是氨基酸與ATP作用,形成氨基酰腺嘌呤核苷酸；第二步是氨基?；D(zhuǎn)移到tRNA的3'-OH端上,形成氨基酰-tRNA。二、蛋白質(zhì)合成-翻譯（一）概述氨基酸活化圖示氨基酸活化的總反應(yīng)式是：

氨基酰-tRNA合成酶氨基酸+ATP+tRNA+H2O

氨基酰-tRNA+AMP+PPi每一種氨基酸至少有一種對(duì)應(yīng)的氨基酰-tRNA合成酶。它既催化氨基酸與ATP的作用,也催化氨基?；D(zhuǎn)移到tRNA。氨基酰-tRNA合成酶具有高度的專一性。每一種氨基酰-tRNA合成酶只能識(shí)別一種相應(yīng)的tRNA。tRNA分子能接受相應(yīng)的氨基酸,決定于它特有的堿基順序,而這種堿基順序能夠被氨基酰-tRNA合成酶所識(shí)別。氨基酸的活化（三）參與蛋白質(zhì)合成的三類RNA及核糖體1.rRNA

與蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核糖體——蛋白質(zhì)合成“工廠”核糖體結(jié)構(gòu)組成

核糖體的基本功能結(jié)合mRNA，在mRNA上選擇適當(dāng)?shù)膮^(qū)域開始翻譯密碼子（mRNA）和反密碼子（tRNA）的正確配對(duì)肽鍵的形成

存在

核糖體可游離存在，真核中，也可同內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成粗糙的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。原核中，與mRNA形成串狀——多核糖體核糖體由大（50S)、小(30S)兩個(gè)亞基組成。核糖體上有兩個(gè)tRNA結(jié)合位點(diǎn)：氨酰tRNA接受位（A位）和肽鏈結(jié)合位（P位）。核糖體移動(dòng)方向P位點(diǎn)A位點(diǎn)原核生物核糖體組成真核生物核糖體組成2.tRNA結(jié)合氨基酸：一種氨基酸有幾種tRNA攜帶，結(jié)合需要ATP供能,氨基酸結(jié)合在tRNA3‘-CCA的位置。反密碼子：每種tRNA的反密碼子，決定了所帶氨基酸能準(zhǔn)確的在mRNA上對(duì)號(hào)入座。反密碼子與mRNA的第三個(gè)核苷酸配對(duì)時(shí)，不嚴(yán)格遵從堿基配對(duì)原則

3.mRNA攜帶著DNA的遺傳信息，是多肽鏈的合成模板在原核細(xì)胞內(nèi)，存在時(shí)間短，在轉(zhuǎn)錄的同時(shí)翻譯在真核細(xì)胞內(nèi)，較穩(wěn)定蛋白質(zhì)合成時(shí)，mRNA結(jié)合于核糖體小亞基上，大亞基結(jié)合帶氨基酸的tRNA，tRNA的反密碼子與mRNA密碼子配對(duì)，ATP供能，合成蛋白質(zhì)。(四）在核糖體上合成肽鏈氨基酰-tRNA通過(guò)反密碼臂上的三聯(lián)體反密碼子識(shí)別mRNA上相應(yīng)的遺傳密碼，并將所攜帶的氨基酸按mRNA遺傳密碼的順序安置在特定的位置，最后在核糖體中合成肽鏈。肽鏈的合成過(guò)程（以原核為例）起始延伸終止與釋放1、肽鏈合成的起始起始密碼的識(shí)別首先辨認(rèn)出mRNA鏈上的起始點(diǎn)（AUG），核糖體小亞基上的16SrRNA和mRNA的SD序列結(jié)合。在原核生物中,核糖體中與mRNA結(jié)合位點(diǎn)位于16SrRNA的3‘端,mRNA中與核糖體16SrRNA結(jié)合的序列稱為SD序列(SDsequence),它是1974年由J.Shine和L.Dalgarno發(fā)現(xiàn)的,故此而命名。SD序列是mRNA中5’端富含嘌呤的短核苷酸序列,一般位于mRNA的起始密碼AUG的上游5～10個(gè)堿基處,并且同16SrRNA3‘端的序列互補(bǔ)。（5′-AAACAGGAGG-3′）起始復(fù)合物的形成E.coli蛋白質(zhì)合成起始所需的三種起始因子因子質(zhì)量（KDa）因子/核糖體功能IF32325%亞基解離與mRNA的結(jié)合IF297.3?起始tRNA的結(jié)合與GTP水解IF1915%循環(huán)因子？B.Lewin:《GENES》Ⅳ.1990,table7.2肽鏈的延長(zhǎng)進(jìn)位（氨酰tRNA進(jìn)入A位點(diǎn)）參與因子：延長(zhǎng)因子EFTu（Tu）、EFTs（Ts）、GTP、氨酰tRNA肽鏈的形成肽?；鶑腜位點(diǎn)轉(zhuǎn)移到A位點(diǎn)，形成新的肽鏈移位（translocase）在移位因子（移位酶）EF－G的作用下，核糖體沿mRNA（5’-3’）作相對(duì)移動(dòng)，使原來(lái)在A位點(diǎn)的肽酰－tRNA回到P位點(diǎn)進(jìn)位核糖體移位肽鏈的形成延長(zhǎng)過(guò)程中肽鏈的生成肽基轉(zhuǎn)移酶肽鏈合成的終止與釋放3種終止密碼：UAG、UAA、UGA。肽鏈合成的終止與釋放識(shí)別mRNA的終止密碼子，水解所合成肽鏈與tRNA間的酯鍵，釋放肽鏈RF1識(shí)別UAA、UAGRF2識(shí)別UAA、UGARF3與RF1或RF2結(jié)合形成異二聚體幫助P位點(diǎn)的tRNA殘基脫落，而后核糖體脫落解離。蛋白質(zhì)合成結(jié)構(gòu)圖ProteinsynthesisoccursinthreesubcellularcompartmentseachcontaindifferentmachineryinplantMorethan20,000proteins50-10030-40多核糖體在細(xì)胞內(nèi)一條mRNA鏈上結(jié)合著多個(gè)核糖體，甚至可多到幾百個(gè)。蛋白質(zhì)開始合成時(shí)，第一個(gè)核糖體在mRNA的起始部位結(jié)合，引入第一個(gè)蛋氨酸，然后核糖體向mRNA的3’端移動(dòng)一定距離后，第二個(gè)核糖體又在mRNA的起始部位結(jié)合，現(xiàn)向前移動(dòng)一定的距離后，在起始部位又結(jié)合第三個(gè)核糖體，依次下去，直至終止。每個(gè)核糖體都獨(dú)立完成一條多肽鏈的合成，所以這種多核糖體可以在一條mRNA鏈上同時(shí)合成多條相同的多肽鏈，這就大大提高了翻譯的效率。

（五）真核細(xì)胞蛋白質(zhì)合成的特點(diǎn)核糖體為80S，由60S的大亞基和40S的小亞基組成起始密碼AUG起始tRNA為Met－tRNA起始復(fù)合物結(jié)合在mRNA5’端AUG上游的帽子結(jié)構(gòu)，真核mRNA無(wú)富含嘌呤的SD序列（除某些病毒mRNA外）已發(fā)現(xiàn)的真核起始因子有近9種（eukaryoteInitiationfactor,eIF）eIF4A.eIF4E.P220復(fù)合物稱為帽子結(jié)構(gòu)結(jié)合蛋白復(fù)合物（CBPC）肽鏈終止因子（EF1αEF1βγ

）及釋放因子（RF）線粒體、葉綠體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成同于原核細(xì)胞

因子分子量（Kda）結(jié)構(gòu)功能起始eIF-3550多聚體40S三元復(fù)合體和mRNA結(jié)合，和Cap有強(qiáng)的親和力eIF-4F(CBP-Ⅱ)220多聚體5’帽結(jié)合蛋白，具有解鏈酶活性eIF-4E(CBP-Ⅰ)24單體結(jié)合mRNA5’端，解鏈eIF-115單體幫助mRNA的結(jié)合，形成40S起始復(fù)合物eIF-4B80單體結(jié)合mRNA，解鏈酶eIF-4A44.4單體結(jié)合mRNA和ATP,水解ATP，解鏈eIF-623單體阻止40S和60S亞基結(jié)合eIF-5150單體介導(dǎo)eIF-2和eIF-3從起始復(fù)合體中釋放出來(lái)eIF-4C

單體40S和60S亞基結(jié)合eIF-2α35三體結(jié)合GTP，由磷酸化控制eIF-2β38可能是循環(huán)因子eIF-2γ55結(jié)合Met-tRNAfeIF-1A17.5單體核糖體解聚，結(jié)合60S亞基eIF-3A25單體核糖體解聚，結(jié)合60S亞基延伸eIF-5A16.7單體促進(jìn)第一個(gè)肽鏈的形成eEF-1α51單體結(jié)合aa-tRNA,GTPaseeEF-1β23單體與eEF-1α的GTP：GDP交換eEF-1γ49單體GTP：GDP交換eEF-2100單體依賴于GTP水解的移位酶，相當(dāng)于原核的EF-G終止eRF54單體識(shí)別3種終止密碼，促進(jìn)脫酰-tRNAd的釋放真核生物蛋白質(zhì)合成中涉及的各種輔助因子蛋白質(zhì)合成過(guò)程小結(jié)肽鏈合成方向NC（同位素證明）以mRNA的5’-3’方向閱讀遺傳密碼該合成過(guò)程是一個(gè)耗能過(guò)程

肽鏈的起始需要5ATP，延長(zhǎng)時(shí)只需4ATP，合成一個(gè)n肽所需能量4×n＋1ATP，原核生物中，肽鏈的終止不需GTP，則合成n肽所需能量3×n＋1三、肽鏈合成后的“加工處理”翻譯后加工——從核蛋白體釋放的多肽鏈，不一定具備生物活性。肽鏈從核蛋白體釋放后，經(jīng)過(guò)細(xì)胞內(nèi)各種修飾處理過(guò)程，成為有活性的成熟蛋白質(zhì)。翻譯后加工高級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾一級(jí)結(jié)構(gòu)的修飾亞基聚合：肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵聚合，形成寡聚體。輔基連接：輔基與肽鏈結(jié)合。

去除N-甲?；?/p>

N端改造

fMet的切除個(gè)別氨基酸修飾：肽鏈內(nèi)或肽鏈間的二硫鍵的形成、乙?；?、甲基化。水解修飾愿生物化學(xué)為你插上翅膀在生命科學(xué)世界里展翅翱翔TRANSCRIPTIONTCATGATTAAG

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