第九章基因信息的傳遞與表達(dá)的復(fù)制和的轉(zhuǎn)錄詳解演示文稿目前一頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)優(yōu)選第九章基因信息的傳遞與表達(dá)的復(fù)制和的轉(zhuǎn)錄目前二頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)（一）.核酸的消化吸收目前三頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)（二）.核苷酸的分解代謝嘌呤核苷酸的分解代謝嘌呤核苷酸主要在肝、小腸及腎中分解。目前四頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)尿酸與痛風(fēng)癥嘌呤核苷酸分解代謝的終產(chǎn)物尿酸經(jīng)腎臟排泄，但尿酸溶解性較差，易形成尿酸鈉結(jié)晶，沉積于關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨甚至腎臟等處，也可形成尿酸的尿路結(jié)石。沉積于關(guān)節(jié)腔的尿酸鈉結(jié)晶被吞噬細(xì)胞吞噬，尿酸鈉通過氫鍵與溶酶體膜作用，破壞溶酶體，釋放的水解酶及蛋白因子使局部生成較多致炎物質(zhì)，引起痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎—痛風(fēng)。*痛鳳的治療藥：別嘌呤醇目前五頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)**別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的原理鳥嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸別嘌呤醇目前六頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)嘧啶核苷酸主要在肝中分解。所生成的嘧啶水解脫氨基轉(zhuǎn)變成尿嘧啶，尿嘧啶分解成NH3、CO2以及B-丙氨酸；胸腺嘧啶則分解成NH3、CO2以及B-氨基異丁酸。嘧啶堿的分解產(chǎn)物易溶于水，可直接隨尿排除，也可進(jìn)一步分解?！む奏ず塑账岬姆纸獯x目前七頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)嘧啶核苷酸分解過程目前八頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)（三）核苷酸的合成代謝可以通過兩條完全不同的途徑進(jìn)行：利用氨基酸，一碳基團(tuán)，CO2及磷酸戊糖等簡(jiǎn)單原料，進(jìn)過一系列的酶促反應(yīng)，從嘌呤及嘧啶的合成開始進(jìn)行的核苷酸的合成——從頭合成途徑**由現(xiàn)成的嘌呤，嘧啶，核苷及磷酸核糖焦磷酸（PRPP）在酶的作用下直接合成核苷酸——補(bǔ)救合成途徑目前九頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)嘌呤核苷酸的合成從頭合成途徑·原料：①甘氨酸，天冬氨酸，谷氨酰胺，一碳基團(tuán)②5-磷酸核糖·反應(yīng)部位：細(xì)胞漿中·關(guān)鍵反應(yīng)：磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的生成·關(guān)鍵酶：磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶目前十頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)嘌呤環(huán)合成的原料目前十一頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)目前十二頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)AMP、GMP的生成目前十三頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)嘧啶核苷酸的合成從頭合成途徑原料：CO2，谷氨酰胺，天冬氨酸，PRPP合成部位：細(xì)胞漿中目前十四頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)尿嘧啶的合成目前十五頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)補(bǔ)救合成途徑原料：嘌呤堿（A、G、I）、PRPP部位：骨髓、腦組織反應(yīng)酶：腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT)腺嘌呤+PRPPAMP+PPi次黃嘌呤+PRPPIMP+PPi鳥嘌呤+PRPPGMP+PPiAPRTHGPRTHGPRT目前十六頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)補(bǔ)救合成途徑的生理意義：·節(jié)省能量和氨基酸消耗·某些無法從頭合成核苷酸的器官的核苷酸合成途徑自毀容貌癥——HGPRT遺傳缺陷癥，見于男性，臨床癥狀為尿酸增高，神經(jīng)異常，腦發(fā)育不全，智力低下，攻擊和破壞性行為，常咬傷自己的嘴唇，手足目前十七頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)三、DNA的生物合成—復(fù)制DNA是遺傳信息的攜帶者。DNA分子中能編碼生物活性產(chǎn)物的片段成為基因。基因鎖攜帶的遺傳信息能通過自我復(fù)制傳遞給子代，實(shí)現(xiàn)基因的遺傳；通過轉(zhuǎn)錄傳遞給RNA，再通過翻譯傳遞給蛋白質(zhì)，以蛋白質(zhì)的活性體現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)基因的表達(dá)。目前十八頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)DNA轉(zhuǎn)錄RNA翻譯蛋白質(zhì)逆轉(zhuǎn)錄中心法則遺傳信息的流動(dòng)（傳遞）方式復(fù)制復(fù)制復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯是基因信息傳遞的經(jīng)典方式；復(fù)制是合成DNA的主要方式，轉(zhuǎn)錄是合成RNA的主要方式。目前十九頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)復(fù)制(replication)是指遺傳物質(zhì)的傳代，以母鏈DNA為模板合成子鏈DNA的過程。復(fù)制親代DNA子代DNA目前二十頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)復(fù)制的方式——半保留復(fù)制(semi-conservativereplication)復(fù)制的高保真性(highfidelity)雙向復(fù)制(bidirectionalreplication)半不連續(xù)復(fù)制(semi-discontinuousreplication)目前二十一頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)一、半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和意義DNA生物合成時(shí)，母鏈DNA解開為兩股單鏈，各自作為模板(template)按堿基配對(duì)規(guī)律，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的DNA，一股單鏈從親代完整地接受過來，另一股單鏈則完全從新合成。兩個(gè)子細(xì)胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致。這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。半保留復(fù)制的概念目前二十二頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈DNA

復(fù)制過程中形成的復(fù)制叉子代DNA

目錄目前二十三頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)子鏈繼承母鏈遺傳信息的幾種可能方式

全保留式半保留式混合式目前二十四頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)密度梯度實(shí)驗(yàn)

——實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持半保留復(fù)制的設(shè)想。含重氮-DNA的細(xì)菌培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液

第一代繼續(xù)培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液第二代梯度離心結(jié)果目前二十五頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)按半保留復(fù)制方式，子代DNA與親代DNA的堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性。半保留復(fù)制的意義遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，但不是絕對(duì)的。目前二十六頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

DNA合成期

人為分成起始、延長(zhǎng)、終止三個(gè)階段目前二十七頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

一、復(fù)制的起始幾個(gè)相關(guān)概念： 1.復(fù)制起始點(diǎn)(origin,ori)

原核生物只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)； 真核生物染色體DNA有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，同時(shí)形成多個(gè)復(fù)制單位，兩個(gè)起始點(diǎn)之間的DNA片段稱為復(fù)制子(replicon)。目前二十八頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

復(fù)制子目前二十九頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

2.復(fù)制叉(replicationfork)

復(fù)制時(shí)雙鏈打開，分開成兩股，新鏈沿 著張開的模板生成，復(fù)制中形成的這種Y 字形的結(jié)構(gòu)稱為復(fù)制叉。目前三十頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

復(fù)制起始的解鏈需要多種蛋白質(zhì)參與。這些蛋白質(zhì)與復(fù)制起始點(diǎn)的特有序列結(jié)合，促使其鄰近的DNA解鏈。目前三十一頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

(二)引物合成引發(fā)體引導(dǎo)引物酶到達(dá)適當(dāng)?shù)奈恢煤铣梢?。目前三十二頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

引物長(zhǎng)度約為十幾個(gè)到幾十個(gè)核苷酸不等。引物的合成方向也是5′→3′方向。DNA的聚合就是在引物的3′－OH上進(jìn)行的。目前三十三頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

二、復(fù)制的延長(zhǎng)

在DNA聚合酶催化下，以解開的單鏈為模板，以四種dNTP為原料，進(jìn)行聚合作用。即新進(jìn)入的dNTP與引物3′－OH形成磷酸二酯鍵，由5′3′方 向延長(zhǎng)子鏈。目前三十四頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

(一)半不連續(xù)復(fù)制

領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)

順著解鏈方向生成的子鏈，其復(fù)制是 連續(xù)進(jìn)行的，得到一條連續(xù)的子鏈。目前三十五頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

隨從鏈(laggingstrand)

復(fù)制方向與解鏈方向相反，須等解開足夠長(zhǎng)度的模板鏈才能繼續(xù)復(fù)制，得到的子鏈由不連續(xù)的片段所組成。岡崎片段(Okazakifragment)目前三十六頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

岡崎片段：

1968年日本生化學(xué)者岡崎用電鏡及放射自顯影技術(shù)，觀察到DNA復(fù)制中出現(xiàn)一些不連續(xù)的片段，因而將這些不連續(xù)的片段稱為岡崎片段。

原核生物的岡崎片段為一至二千個(gè)核苷酸，真核生物約為數(shù)百個(gè)核苷酸。目前三十七頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

目前三十八頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

(二)滾環(huán)復(fù)制

(rollingcirclereplication)

一些簡(jiǎn)單低等生物或染色體以外的DNA復(fù)制的特殊形式。目前三十九頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

三、復(fù)制的終止

1.隨從鏈不連續(xù)片段的連接 2.原核生物在復(fù)制終止點(diǎn)的匯合 3.真核生物端粒的合成目前四十頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

(一)不連續(xù)片段的連接目前四十一頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)RNA的生物合成—轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：以DNA為模板合成RNA的過程。目前四十二頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)（一）轉(zhuǎn)錄的方式及機(jī)理機(jī)理：堿基互補(bǔ)配對(duì)原則方式：不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄（RNA轉(zhuǎn)錄是，雙鏈DNA分子中只有一條鏈具有轉(zhuǎn)錄功能）目前四十三頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄

1、在DNA雙鏈分子上，僅一股鏈可轉(zhuǎn)錄2、模板鏈并非總在同一鏈上為編碼鏈codingstrand（有意義鏈sensestrand，Crick鏈）——結(jié)構(gòu)基因?yàn)槟０彐渢emplatestrand（反義鏈antisensestrand

，Watson鏈,非編碼鏈）不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄3′3′5′5′（箭頭表示轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物生成方向）目前四十四頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)模板鏈(templatestrand)：

指DNA分子中可轉(zhuǎn)錄成RNA的一股鏈。編碼鏈(codingstrand)：

指與模板鏈互補(bǔ)的一股鏈。

其與產(chǎn)物RNA的關(guān)系：用T代替RNA分子中U外，其余都相同。（二）模板鏈（非編碼鏈）和編碼鏈（有意義鏈）目前四十五頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)TTTUUUDNA模板、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物和肽的序列比較目前四十六頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)（二）轉(zhuǎn)錄所需條件模板：攜帶有需要合成蛋白質(zhì)的基因之雙鏈DNA原料：四種核苷三磷酸，即ATP、GTP、CTP、UTP主要催化酶：RNA聚合酶，又稱DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶（DDRP），也叫轉(zhuǎn)錄酶目前四十七頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)

RNA聚合酶

1、催化53的合成方向2、底物——NTP3、模板——DNA

4、不需要引物5、產(chǎn)物——RNA特點(diǎn)：目前四十八頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄延長(zhǎng)轉(zhuǎn)錄終止

（三）轉(zhuǎn)錄的基本過程目前四十九頁\總數(shù)五十四頁\編于七點(diǎn)1、轉(zhuǎn)錄起始DNA雙鏈解開，RNA聚合酶辨認(rèn)（亞基），并與啟動(dòng)序列結(jié)合，第1個(gè)NTP加入，并生成第一個(gè)5，3-磷酸二酯鍵，轉(zhuǎn)錄啟始復(fù)合物形成。此時(shí)，亞基脫落，起始轉(zhuǎn)錄。

（RNA-pol-DNA-pppN-OH3′）目前五十頁\總