上課-02、分子生物學基礎

一、遺傳信息傳遞的方向一、遺傳信息傳遞的方向―――學家特

逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)的生物活性氨基酸順特定的三維結構的完整遺傳信息從轉(zhuǎn)變成具有生物活性的功能蛋白質(zhì)是通過兩種“”介導：遺傳，通過傳將mRNA多核苷酸順序譯成線性多肽鏈；折疊（foldingcode）,其決定存在于氨基酸順中一維結構信息向蛋白質(zhì)特定的三維結構的轉(zhuǎn)變 多肽 蛋白二、DNADNA的特點ATTTATPuTTTATAAATAPyAAA2、半保3、半不連4、DNA具有高度的忠實DNA聚合酶的自我校正功5、多種酶和蛋白因子協(xié)同作1，起θ或重新起始（denovoinitiation）或叉式（replicationfork）單雙Dform）體DNA 方 或滾環(huán)（rollingcircle 、細菌因子，線性DNA雙鏈的復單一起點、雙向，如T7噬菌多個起點、雙2、半保1958年，Meselson和StahlDNA半保留 MeselsonDNA （okazaki1968年大腸桿菌的（OriCinE.colichromosomal三個13bp的重復序四個9bp的重復序dnaA結合位若干GATC位簡單過轉(zhuǎn)錄激DnaA識別并結合起點DnaC六聚體與oriC形成預引物合成后，DNApol組裝到的RNA 13bp

涉及轉(zhuǎn)錄激一分子DNApolIII.協(xié)同合成前導鏈和后隨終a、終止序E.coli有兩個終止區(qū)域，分別結合專一序列一 序列二 每個區(qū)域只對一個方向 叉起作b.專一性終止蛋E.colitusgene編通過抑制DNA螺旋酶而發(fā)揮終止作4、4、DNA?活切除修重組修SOS修（一）photoreactivation（活啶二聚

可見光激

bination又稱（postreplication受損傷的DNA在進行時，（四）、SOS修 旁路系較多，又稱傾錯性修復（Error-ProneRepair）原核1、功能相關的大多是以子結構出現(xiàn)2、蛋白質(zhì)通常以單拷貝的形式存在3、編碼RNA的通常是多拷貝的 真核2、DNA重復順3、的不連續(xù)（外顯子、內(nèi)含子 5、存在串聯(lián)重四、RNA的轉(zhuǎn)錄和RNA的加本相程與DNA本相1、RNA轉(zhuǎn)1、RNA轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)錄的延轉(zhuǎn)錄的終轉(zhuǎn)錄的起1、不需要引物，能發(fā)動新鏈，也能延長多核苷酸2、合成方向5‘→3’，按堿基配對原則（A-U,C-3、要求有完整的DNA雙鏈或單鏈為模4、需要4種三磷酸核苷 ATP,GTP,UTP及CTP為反應底5、能識別DNA鏈上起大腸桿菌RNA聚合 大腸桿菌RNA聚合 2+酶+分子功36決定轉(zhuǎn)錄150催化轉(zhuǎn)155結合DNA模(開鏈70辨認起始真核生物的RNA聚合酶ⅠⅡⅢ酶轉(zhuǎn)錄的起σ因子辨認起始RNA聚合酶全酶結合到起始打開雙RNA鏈合成開σ因子脫落，RNA鏈延、與轉(zhuǎn)錄調(diào)控有關的DNA序－1區(qū)pribow框（TATAAT）：RN聚合酶的牢固結合位點一般來說，對于給定的啟動子，其特異性序列趨于啟動子共有序列時－與－區(qū)之間的間距趨于17bp時，啟動子的轉(zhuǎn)錄效率可能就高天然啟動子中這段距離多為原核生物原核生物啟動子結啟動Pribnow盒編碼 模板

轉(zhuǎn)錄

轉(zhuǎn)錄起

與新生RNA鏈第一個核甘酸相對應DNA鏈上的堿轉(zhuǎn)錄起轉(zhuǎn)錄起5----16-16-真核生物的啟動①帽子位點及轉(zhuǎn)錄的起始位點，其堿基大多是②TATA框：處轉(zhuǎn)錄起始點上游－30區(qū)到－25框內(nèi)任何堿基的替代突變都使轉(zhuǎn)錄活性降低，是絕大多數(shù)真正確表達所必需③在起始位點的上游－、－、－0左右都存在與基因轉(zhuǎn)錄起始有關的序列：－區(qū)附近的AAT框可能控制著轉(zhuǎn)錄起始的頻率④增強⑤負控制序啟動子（core上游啟動子元件（upstreampromoter包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）CAAT：-70--80bpGGGCGG：-80--110bp作用：控制轉(zhuǎn)錄起始頻RNARNA聚合 出現(xiàn)延∞減少DNA序列中的G·C堿基對的含RNA聚合酶沒有校對能力，轉(zhuǎn)錄過程沒有 強終止子 終止弱終止需要ρ因子（rhofactor）（Rho-dependent不依賴Rho不依賴Rhoρ依賴Rhoρ依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終ATρ

依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終RNA合ρ因子附在RNA鏈RNA非依賴Rho因子的轉(zhuǎn)錄終 2、RNA加 原核生物RNA加工、真核生物RNA加原核生物中r原核生物中rRNA前體的加甲基化作專一核酸外切專一核酸外切

專一核酸外切 16S 23S tRNA前體分子的加a切除taseF兩端RAse序列RNAaseFC CC

帽子結構：7-甲基鳥核苷三磷酸子 5

磷酸

5的 生

鳥苷轉(zhuǎn)移5

甲基轉(zhuǎn)移5 帽子結構功能①能被核糖體小亞基識別，促mRNA和核糖體的結合 加I協(xié)助成3、RNA剪 nuclearRNAs,snRNA）和各snRNA:分子內(nèi)富含尿嘧啶核苷酸稱為U1、U2、U4、U5、U6snRNP:snRNA與特定的蛋白質(zhì)完整的剪接體就是通過UsnRNP

轉(zhuǎn) 內(nèi)含

靠3'5'UG3'5'UGpG-G5'GOHUU4、RNA4、RNA編輯（editing）是指轉(zhuǎn)錄后的RNA在編碼區(qū)發(fā)生堿基的突變、加入或丟失等現(xiàn)堿基的突

C變?yōu)?/p>

第2153 子編碼 在肝中剪接后的mRNA 腸中的mRNA經(jīng)編輯編碼了4563aa的載脂蛋 2153aa處終止圖13-42載脂蛋白的 1986.R.Ben在研究錐蟲線粒體mRN轉(zhuǎn)錄加工時發(fā)現(xiàn)mRN的多個編碼位置上加入或丟失尿苷酸，1990年在高等動物和中也發(fā)現(xiàn)了編輯現(xiàn)象錐蟲錐蟲TT 圖13- 錐蟲(T.brucei)的部分RNA序。很多U(紅色DNA未編碼，而另一些DNA編碼的T(紫色mRNA被刪除了。(參考B.Lewin:《GENES》Ⅵ半衰期多以多順反子的形式存單順反子mRNA：只單順反子mRNA：只編碼一個蛋白質(zhì)的mRNA多順反子mRNA：編碼多個蛋白質(zhì)的mRNA5’端無“帽子”結構3’端沒有或只有較短的poly（A）結構。SDSD序列：mRNA中用于結合原核生物核糖體的序列“”的“”的分子生物學定義：產(chǎn)生一條多肽鏈功能RNA所必需的全部核甘酸序5’端存在“帽子”結多數(shù)mRNA3’端具有poly（A）尾巴（組蛋白除外以單順反子的形五、翻譯－蛋白質(zhì)的生物合 ：UAA、UGA、UAG＋61個 ①通用性②兼并性搖擺假 言，有 → 子的 性和閱讀方向 UGA→色氨AGA、AGG（精氨酸）→終AUA（異亮氨酸）→甲硫氨CUA（亮氨酸）→蘇氨AGA（精氨酸）→絲氨2、蛋白質(zhì)生物合成的過蛋白質(zhì)的生物合成過程是由肽鏈的氨基端到羧有肽鏈的羧基端加上一個氨基酸。以mRNA為模板，氨基酸經(jīng)活化獲得的氨酰tRNA為原料，GTPAP供能，在核糖體中完成。板的序列被逐個合成到肽鏈上，因此，mRNA上遺傳信息流由DNA 保證蛋白質(zhì)合成正確性的機制很多氨基酰tRNA合成酶有兩個活性位點：動力學校對機制33N－端的Met和fMet的去去除功能蛋白質(zhì)不再需要的肽硫－硫鍵的形分子伴新生新生蛋白質(zhì)經(jīng)蛋白酶切后變成有功能的成熟蛋白成前熟胰過島程素示原意蛋圖55 六六1、原核表達調(diào)子：乳糖子、色氨酸2、真核的表達調(diào)、轉(zhuǎn)錄水平的、轉(zhuǎn)錄后調(diào)、翻譯水平的、無功能DNA與真核表達調(diào)一、原 的表達調(diào)降降解活化蛋白(CAP)→特異的結合在啟上時，能促進聚合酶與啟動結合，并促進其進行轉(zhuǎn)錄；游離CP不能與啟動結合，必須當細胞內(nèi)有足夠的cAMP時，CP首先與cMP形成復合體，才能與啟動結合，而葡萄糖的降解產(chǎn)物能降低cAMP的含量 trpPtrpOtrpEtrpDtrpCtrpB;蛋TrpR(無活

阻遏蛋阻遏 (仿B.Lewin:《GENES》Ⅳ，1990,Fig圖16-27TrpR被Trp激活后可阻(仿B.Lewin:《GENES》Ⅳ，1990,Fig 吲哚甘油色氨酸合成酶甲酸合成酶硼酸合成酶 啟啟動前導順 衰減pppN26AUGAAAGCAAUUUUCGUACUGAAGGUUGGUGGCGCACUUCCUGAN43AUUUUUUUUG-C的發(fā)GLeader 夾結/富含CU的單鏈末 C CMetLysAlyIlePheValLeuLysGlyTrpTrpArgThr GCAC A圖16-28trp 子含有5個結構 和1個控制區(qū)?？刂茀^(qū)由啟動子、 構成。前導區(qū)編碼14個氨基酸，其中有2個是色氨酸。(仿B.Lewin:《GENES》Ⅵ,1997,Fig.12.38)衰減子：在轉(zhuǎn)錄水平上調(diào)節(jié)表達的衰減作用，用于終止是一種位于結構上游前導區(qū)的終止子。

POPO前導

終 14aa前導肽編碼區(qū):包含序列…第10、 子為 子…

序列1/2>序列2/3>序列前導

轉(zhuǎn)錄衰減機RNA

UUUU

334UUUU 1.當色氨酸1.當色氨酸濃度高

前導21

RNARNA

真核生物具有由核膜包被的細胞核，其除了有不起表達作用的內(nèi)含子，另外還有調(diào)節(jié)表達的非編碼序列，真核生物所轉(zhuǎn)錄的前真核生 真核生物表達與調(diào)控的(3)真核生物染色質(zhì)由DNA與5種組蛋白結合組成，它們折疊和纏繞形成核小體，核小體及染色質(zhì)進一步折疊纏繞形成超級結構狀態(tài)的細胞中期。染色質(zhì)的結構對的表達起總體控制作化學信號包括某些激素的誘組內(nèi)發(fā)育過程中高真核生 調(diào)控區(qū)（順式作用因子）：轉(zhuǎn)錄起始位點上GC盒（GGGCGGG）、CAAT盒（GGCCAATCT）octamer(八聚體基序)以及增強子序列 因子、啟動子特異轉(zhuǎn)錄激活蛋白輔助激活蛋白因轉(zhuǎn)錄后調(diào)轉(zhuǎn)錄衰減：RNA分子轉(zhuǎn)錄提前RNA的可變剪接由于存在“內(nèi)含子序列的不確定RNA的編輯：校正的移碼突變；可以在、翻譯水平的調(diào)控i、原核和真核細胞利用不同的策略去確定在分子上的翻譯起始位點原核：SD序真核：由AUG子同mRNA分子的5’端帽子結構的接程度而決定 起始具有順式阻抑作用。作用的強弱取決于發(fā)夾結構的穩(wěn)定性及其在5’UTR的位堿基配對區(qū)越長／或G+C含量愈高，發(fā)夾結構就愈穩(wěn)定當發(fā)夾結構位于AUG下游14個核苷酸距離時，增強了原來起始效 一般而言，一個適當長度、無高級結構和上游AUG的5’iv、3’非翻譯區(qū)的結構對翻譯起始的影響斷UA序列是對翻譯起阻抑作用的元件；vi、mRNA／蛋白質(zhì)相互作用與翻譯水平的調(diào)控 AUG

:ferritinmRNA5’端的先為鐵效應元件折疊成莖環(huán)結構 翻譯阻遏蛋

這個元件是一個翻譯阻遏蛋白順烏頭酸