第10章遺傳信息的傳遞.ppt

第10章遺傳信息的傳遞唐山職業(yè)技術(shù)學(xué)院范例 中心法則 centraldogma 遺傳信息傳遞方向的規(guī)律 第1節(jié)DNA的生物合成 在新合成的子代DNA分子中一條鏈來自親代 而另一條鏈則是新合成的產(chǎn)物 這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制 一 DNA的復(fù)制 一 DNA復(fù)制的方式 半保留復(fù)制semiconservativereplication AGAACTTAG TCTTGAATC AGAACTTAG TCTTGAATC AGAACTTAG TCTTGAATC 親代 子代 DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn) 二 參與DNA復(fù)制的物質(zhì) 解旋 解鏈酶類解鏈酶拓?fù)洚悩?gòu)酶單鏈DNA結(jié)合蛋白引物酶DNA聚合酶DNA連接酶 1 解旋 解鏈酶類 2 引物酶 primase DNA聚合酶合成新DNA時(shí)需要引物 一小段RNA 引物RNA3 OH末端作為DNA合成的起始點(diǎn)引物酶與多種起始蛋白結(jié)合形成引發(fā)體引物酶催化合成引物 primer 3 DNA聚合酶 DNApolymerase DNA聚合酶的作用特點(diǎn) 模板 解開的DNA雙鏈催化底物 dATP dGTP dCTP dTTP 聚合形成3 5 磷酸二酯鍵新鏈延長方向5 3 具核酸外切酶活性 原核DNA聚合酶 pol pol 生理功能尚不清楚 無酶 時(shí)起作用 pol 4 DNA連接酶 DNAligase 通過3 5 磷酸二酯鍵連接互補(bǔ)鏈中DNA片段不能連接單獨(dú)存在的DNA或RNA單鏈 三 DNA的復(fù)制過程 1 起始階段模板DNA解旋與解鏈 形成復(fù)制叉 形成引發(fā)體 合成RNA引物 三 DNA的復(fù)制過程 2 延長階段按A T G C堿基配對規(guī)則 合成DNA 切除引物 填補(bǔ)空隙 形成岡崎片段 三 DNA的復(fù)制過程 3 終止階段DNA連接酶連接封口 形成長鏈DNA 在Tus蛋白參與下 終止復(fù)制 DNA復(fù)制示意圖 拓?fù)洚悩?gòu)酶 解鏈酶 5 3 3 5 3 5 DNA聚合酶 單鏈DNA結(jié)合蛋白 DNA聚合酶 領(lǐng)頭鏈隨從鏈 DNA連接酶 岡崎片段 引物酶 RNA引物 二 反轉(zhuǎn)錄 reversetranscription 概念 以RNA為模板合成DNA的過程酶 反轉(zhuǎn)錄酶 依賴RNA的DNA聚合酶功能RNaseH功能 水解RNA DNA雜交鏈 依賴DNA的DNA聚合酶功能 反轉(zhuǎn)錄酶 RNaseH cDNA整合入宿主細(xì)胞DNA分子中 病毒RNA RNA cDNA雜交體 cDNA 雙股cDNA 宿主細(xì)胞DNA分子 整合了cDNA的宿主細(xì)胞DNA分子 反轉(zhuǎn)錄酶 意義 對中心法則的補(bǔ)充有助于基因工程的實(shí)施 反轉(zhuǎn)錄過程 三 DNA的修復(fù)合成 一 DNA損傷的類型 點(diǎn)突變 pointmutation 錯(cuò)配 轉(zhuǎn)換 transition A G或C T顛換 transversion 嘌呤堿 嘧啶堿框移突變 frameshiftmutation 缺失 插入1個(gè)堿基二聚體的形成 二 DNA損傷的修復(fù) 光修復(fù)切除修復(fù)重組修復(fù)SOS修復(fù) 光修復(fù) 紫外輻射DNA鏈上兩個(gè)胸腺嘧啶殘基間形成二聚體 光修復(fù)酶 切除修復(fù) 核酸內(nèi)切酶 DNApol DNAligase 重組修復(fù) 第2節(jié)RNA的生物合成 一 參與轉(zhuǎn)錄的主要物質(zhì) 轉(zhuǎn)錄模板RNA聚合酶底物終止因子 一 轉(zhuǎn)錄模板 轉(zhuǎn)錄的模板 DNA雙鏈中的一條模板鏈 DNA雙鏈中具有轉(zhuǎn)錄功能的一條鏈 templatestrand 編碼鏈 貯存有遺傳信息與模板鏈互補(bǔ)的一條鏈 codingstrand 5 3 3 5 不對稱轉(zhuǎn)錄 1 RNA分子上只有一條可轉(zhuǎn)錄2 模板鏈并不總是在同一單鏈上 RNA合成方向 5 3 不對稱轉(zhuǎn)錄 asymmetrictranscription DNA5 GGAGTACATGTC 3 編碼鏈 3 CCTCAUGUACAG 5 模板鏈 轉(zhuǎn)錄 5 GGAGUACAUGUC 3 mRNA 翻譯 N Ala Val His Val C多肽 二 RNA聚合酶 RNApolymerase 全酶 核心酶 2 起始因子 三 底物 RNA聚合酶的底物 RNA合成的原料 ATP GTP CTP UTP 二 轉(zhuǎn)錄過程 轉(zhuǎn)錄起始 2 轉(zhuǎn)錄延長 3 轉(zhuǎn)錄終止 原核生物 轉(zhuǎn)錄起始 transcriptioninitiation 核心酶催化 在模板指導(dǎo)下沿5 3 方向延伸RNA鏈 2 轉(zhuǎn)錄延長 transcriptionelongation 轉(zhuǎn)錄泡 終止子 非依賴于 因子的終止子依賴于 因子的終止子 terminator 3 轉(zhuǎn)錄終止 transcriptiontermination 非依賴 因子的終止1 GC豐富 重復(fù)序列2 形成發(fā)夾樣結(jié)構(gòu) 依賴與 因子的終止 三 轉(zhuǎn)錄后的加工 轉(zhuǎn)錄過程中的5 端加帽與3 端加尾的修飾 mRNA的前體 非均一核RNA hnRNA 2 切除內(nèi)含子 intron 拼接外顯子 exon 非編碼序列 編碼序列 DNA和RNA生物合成的比較 1 復(fù)制轉(zhuǎn)錄1 原料dNTPNTP2 模板DNA兩條鏈DNA一條鏈3 引物需要RNA引物不需引物4 新連延伸方向5 3 5 3 5 主要酶類DNA聚合酶RNA聚合酶解旋 解鏈酶類 2 引物酶終止因子 DNA連接酶 二 tRNA轉(zhuǎn)錄后的加工 1 剪切2 堿基的化學(xué)修飾3 添加氨基酸臂 三 rRNA前體的加工 第3節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成 一 參與蛋白質(zhì)生物合成的物質(zhì) mRNAtRNArRNA氨基酸蛋白質(zhì)因子ATPGTP無機(jī)離子 1 mRNA 翻譯的直接模板 CAACUGCAGACAUAUAUGAUACAAUUUGAUCAGUAU 5 3 Gln Leu Gln Thr Tyr Met Ile Gln Phe Asp Gln Tyr 一 RNA mRNA分子中 從5 3 每三個(gè)相鄰的堿基組成的三聯(lián)體 代表某個(gè)氨基酸共有64種 遺傳密碼 遺傳密碼表 方向性通用性簡并性連續(xù)性擺動性 遺傳密碼的特點(diǎn) 同一氨基酸具有多種密碼子 同義密碼 第1 2位 第3位 決定密碼的特異性 擺動 方向性 5 3 通用性 在線粒體或葉綠體中特殊 簡并性 沿5 3 方向連續(xù)閱讀 插入堿基 缺失堿基 移碼 突變 連續(xù)性 2 tRNA 轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具 密碼子與反密碼子的配對 IA C UUA GGC U 反密碼子 識別 密碼子 第1位 擺動配對 第3位 tRNA mRNA 3 核蛋白體 蛋白質(zhì)合成的場所 rRNA 蛋白質(zhì) 核糖體 核蛋白體 大亞基小亞基 真核細(xì)胞 5S 5 8S 28S 18S 蛋白質(zhì) 大亞基 60S 小亞基 40S 原核細(xì)胞 5S 23S 16S 蛋白質(zhì) 大亞基 50S 小亞基 30S 核糖體大小亞基的組成 80S 70S 小亞基與mRNA的結(jié)合 大亞基 P位 結(jié)合肽酰tRNA的部位A位 結(jié)合氨基酰tRNA的部位E位 排出卸載tRNA的排出位 二 蛋白質(zhì)合成的重要酶類 氨基酰tRNA合成酶轉(zhuǎn)肽酶轉(zhuǎn)位酶 三 其他因子 其他蛋白質(zhì)因子 起始因子 IF 延長因子 EF 釋放因子 RF Mg2 K 等無機(jī)離子 二 蛋白質(zhì)生物合成的過程 mRNA中堿基的排列順序 蛋白質(zhì)中的AA的排列順序 翻譯 起始 延長 終止 進(jìn)位成肽轉(zhuǎn)位 一 氨基酸的活化 氨基酸 ATP tRNA 氨基酰 tRNA合成酶 氨基酰 tRNA AMP PPi 二 核蛋白體循環(huán) 起始階段 起始復(fù)合體 大亞基 mRNA Met tRNA fMet tRNA 小亞基 IF 1 2 3GTP 二 核蛋白體循環(huán) 延長階段 進(jìn)位成肽轉(zhuǎn)位 1 延長因子 EF 條件 EF TEF G EF TuEF Ts 過程 2 GTP 二 核蛋白體循環(huán) 終止階段 A位上出現(xiàn)終止密碼子 在釋放因子RF 1 RF 2 RF 3 GTP及轉(zhuǎn)肽酶作用下 多肽鏈水解 三 蛋白質(zhì)生物合成后的加工 肽鏈N 端的切除加工個(gè)別氨基酸的化學(xué)修飾肽