核酸的生物化學(xué)

核酸的生物化學(xué)第一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日脫氧核糖核酸DNA（細(xì)胞核中）

核糖體RNA（rRNA）核糖核酸RNA

信使RNA（mRNA）

轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）核酸的分類核酸Deoxyribonucleic

acidRibonucleic

acid（細(xì)胞質(zhì)中）核酸分子的主要功能：遺傳信息的貯存和傳遞。第二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日中心法則1.1957年Crick最初提出的中心法則3遺傳信息在細(xì)胞內(nèi)的生物大分子間轉(zhuǎn)移的基本法則2.1970年發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象后，Crick修改的中心法則。3.現(xiàn)在的中心法則第三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日第二節(jié)核酸的分子組成核糖堿基核苷酸核糖核酸

RNA核苷磷酸聚合脫氧核糖堿基

脫氧核苷酸

脫氧核糖核酸

DNA脫氧核苷磷酸聚合（單體）（單體）（大分子聚合物）（大分子聚合物）第四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日堿基種類第五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日堿基酮式和烯醇式的互變異構(gòu)尿嘧啶鳥嘌呤

酮式烯醇式第六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日核糖和脫氧核糖結(jié)構(gòu)式核糖（鏈?zhǔn)剑┖颂牵ōh(huán)式）

2-脫氧核糖（鏈?zhǔn)剑?-脫氧核糖（環(huán)式）

第七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日磷酸結(jié)構(gòu)式第八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日核苷和脫氧核苷結(jié)構(gòu)式糖苷鍵第九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA和RNA中的各種堿基DNARNA腺嘌呤A腺嘌呤A鳥嘌呤G鳥嘌呤G胞嘧啶C胞嘧啶C胸腺嘧啶T尿嘧啶U第十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日3種磷酸位置不同的核苷酸磷酸酯鍵第十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日一磷酸、二磷酸、三磷酸腺苷酸酐第十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日第三節(jié)核酸的分子結(jié)構(gòu)核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接5’3’5’3’第十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日核酸序列簡單表示法DNA5’AGTCGACT3’RNA5’AGUCGACU3’第十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日由單鏈DNA形成雙鏈DNA兩條鏈反平行堿基之間形成氫鍵AT之間兩個(gè)氫鍵GC之間三個(gè)氫鍵

一個(gè)與電負(fù)性高的原子X共價(jià)結(jié)合的氫原子（X－H）帶有部分正電荷，能再與另一個(gè)電負(fù)性高的原子（如Y）結(jié)合，形成一個(gè)聚集體X－H·····Y，這種化學(xué)結(jié)合作用叫做氫鍵。第十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日兩條單鏈核酸分子堿基間氫鍵連接配對第十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日核酸分子的空間結(jié)構(gòu)一級結(jié)構(gòu)：堿基序列二級結(jié)構(gòu)：各種螺旋三級結(jié)構(gòu)：空間上的各種彎曲第十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA雙螺旋模型和示意圖

（二級結(jié)構(gòu)）第十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日堿基堆積力使DNA成為雙螺旋

第十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日B型DNA中大溝和小溝第二十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日表1-2DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)類型

及主要差別螺旋類型堿基對/圈旋轉(zhuǎn)角度/堿基對上升高度/堿基對(nm)螺旋直徑(nm)A11+34.70.2562.3B10+34.00.3381.9C9.33+38.60.3321.9Z12－30.00.5711.8第二十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日

左手螺旋DNA右手螺旋DNA第二十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA分子的三種形式

線狀DNA共價(jià)閉合環(huán)狀DNA開環(huán)DNA第二十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日環(huán)狀DNA分子的超螺旋

（三級結(jié)構(gòu)）有超螺旋無超螺旋無超螺旋第二十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日電話線的超螺旋第二十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日連環(huán)數(shù)

連環(huán)數(shù)是環(huán)狀DNA的一個(gè)很重要的特征。連環(huán)數(shù)指的是在雙螺旋DNA中，一條鏈以右手螺旋繞另一條鏈纏繞的圈數(shù)，以字母L表示。L值不同但其他方面結(jié)構(gòu)相同DNA分子稱為拓?fù)洚悩?gòu)體。拓?fù)洚悩?gòu)酶可以催化拓?fù)洚悩?gòu)體之間的轉(zhuǎn)變。第二十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日拓?fù)洚悩?gòu)酶

拓?fù)洚悩?gòu)酶可以改變DNA雙螺旋的連環(huán)數(shù)，其功能是引入超螺旋或解開超螺旋。拓?fù)洚悩?gòu)酶可分為兩類：類型Ⅰ的酶能使DNA的一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，反應(yīng)無需提供能量；類型Ⅱ的酶能使DNA的兩條鏈同時(shí)發(fā)生斷裂和再連接，當(dāng)它引入超螺旋時(shí)需要由ATP提供能量。第二十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ

拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ屬于類型Ⅰ。它只能消除負(fù)超螺旋，對正超螺旋不起作用。拓?fù)洚悩?gòu)酶在使DNA的一條鏈斷裂時(shí)，由于酶與DNA結(jié)合，DNA鏈不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，超螺旋的扭曲張力不會(huì)自動(dòng)消失。但是酶分子可牽引另一條鏈通過切口，然后使斷鏈重新連接起來，從而改變DNA的連環(huán)數(shù)和超螺旋數(shù)。第二十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ

拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ?qū)儆陬愋廷颍纸行D(zhuǎn)酶（gyrase）。它可連續(xù)引入負(fù)超螺旋，反應(yīng)需要消耗ATP。在無ATP存在時(shí)，它可以松弛負(fù)超螺旋，但不作用于正超螺旋。第二十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌中的DNA第三十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日細(xì)菌擬核的突環(huán)結(jié)構(gòu)第三十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日黑腹果蠅染色質(zhì)的電鏡照片第三十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日真核生物染色體的核小體結(jié)構(gòu)

染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位是核小體（nucleosome），核小體的核心是一個(gè)蛋白質(zhì)八聚體，由組蛋白H2A、H2B、H3和H4各2個(gè)組成，DNA以左手螺旋在組蛋白核心上盤繞1.8圈，共146bp。核小體之間連接DNA的長度隨不同核小體而略有不同，平均每個(gè)核小體占DNA200bp。第三十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日染色體的組裝層次第三十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日rRNA的二級結(jié)構(gòu)原核16SrRNA真核18SrRNA第三十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日酵母丙氨酸t(yī)RNA的

三葉草樣二級結(jié)構(gòu)雙HU環(huán)反密碼環(huán)反密碼子額外環(huán)TψC環(huán)氨基酸臂氨基酸腺嘌呤3’5’第三十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日二氫尿嘧啶核苷和假尿嘧啶核苷結(jié)構(gòu)式二氫尿嘧啶核苷假尿嘧啶核苷DHUψ第三十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日tRNA三級結(jié)構(gòu)示意圖反密碼環(huán)DHU環(huán)TψC環(huán)5’末端3’末端第三十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日第四節(jié)核酸的理化性質(zhì)核酸的酸堿性質(zhì)

兩性電解質(zhì)，酸性較強(qiáng)加鹽后可用乙醇或異丙醇沉淀核酸的高分子性質(zhì)

粘性

DNA粘性比RNA大線性分子粘性比環(huán)形分子大核酸分子變性后粘性變小

第三十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日核酸的紫外吸收

核酸的最大吸收波長為260nm

蛋白質(zhì)的最大吸收波長為280nm

通過測定核酸溶液OD260的值可以測出核酸溶液的濃度。50μg/ml的雙鏈DNA溶液其OD260的值等于1。利用OD260/OD280的比值可鑒定提取核酸的純度核酸的變性

核酸雙鏈間的氫鍵斷裂、變成單鏈稱為變性[有熱變性，酸堿變性，變性劑（甲醛、尿素）變性等]。核酸的理化性質(zhì)第四十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA分子的熱變性和復(fù)性第四十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日核酸的熱變性增色效應(yīng)

與解鏈溫度（熔點(diǎn)）第四十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日退火、復(fù)性與雜交兩條單鏈緩慢冷卻形成雙鏈的過程稱為退火。相同來源的兩條單鏈形成雙鏈叫復(fù)性。不同來源的兩條單鏈形成雙鏈叫雜交。帶有標(biāo)記的一條單鏈與待檢測的單鏈形成雙鏈叫雜交，其中帶有標(biāo)記的那條單鏈叫探針,探針是人造的一種工具，用來檢測能與之互補(bǔ)的單鏈核酸分子是否存在及量的多少。第四十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日第五節(jié)

DNA的生物合成DNA指導(dǎo)的DNA合成（復(fù)制）2.RNA指導(dǎo)的DNA合成（反轉(zhuǎn)錄）3.修復(fù)合成第四十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA聚合酶催化的聚合反應(yīng)5’端3’端第四十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA聚合酶的反應(yīng)特點(diǎn)①以4種dNTP作底物；②反應(yīng)需要接受模板的指導(dǎo)；③反應(yīng)需要有引物3’-羥基存在；④DNA鏈的延長方向?yàn)?’→3’；⑤產(chǎn)物DNA的性質(zhì)與模板相同。第四十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌DNA聚合酶

1955年，ArthurKornberg等發(fā)現(xiàn)了大腸桿菌DNA聚合酶，后來又發(fā)現(xiàn)了4種DNA聚合酶，分別稱為DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ，它們有各自不同的用途。（DNApolymerase）第四十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ

大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ由一條肽鏈（928個(gè)氨基酸殘基）組成，含有一個(gè)鋅原子，分子量103kD。它是一個(gè)多功能酶，具有以下活性：①5’→3’聚合活性②3’→5’外切活性（校對活性）③5’→3’外切活性（只作用于雙鏈DNA）第四十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌DNA聚合酶ⅠKlenow片段

用枯草桿菌蛋白酶裂解完整的大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ，得到C端324～928氨基酸殘基的片段，稱為Klenow片段。1-323氨基酸殘基為小片段。小片段具有5’→3’外切活性，Klenow片段具有聚合酶活性和3’→5’外切活性。酶切位點(diǎn)Klenow片段第四十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA聚合酶Ⅰ的校對作用

在正常聚合條件下，3’→5’外切活性不能作用于生長鏈；一旦出現(xiàn)錯(cuò)配堿基時(shí)，聚合反應(yīng)立即停止，生長鏈的3’末端核苷酸落入3’→5’外切活性位點(diǎn)，錯(cuò)配核苷酸被迅速切去，然后繼續(xù)進(jìn)行聚合反應(yīng)。3’→5’外切活性起著校對的作用。

校對作用越強(qiáng)，DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性越高。適當(dāng)?shù)腻e(cuò)配有利于發(fā)生突變，有利于物種的進(jìn)化。突變率太高也不利于保持物種的穩(wěn)定性。第五十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA聚合酶Ⅰ的切口平移作用第五十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日關(guān)于大腸桿菌DNA聚合酶的研究

根據(jù)對各種DNA聚合酶在大腸桿菌細(xì)胞中的活性、合成DNA的速度、該酶基因突變對DNA復(fù)制的影響的研究，發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶Ⅲ是大腸桿菌細(xì)胞中DNA復(fù)制的主酶，而DNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ的功能只是參與DNA損傷的修復(fù)。第五十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌中3種DNA聚合酶性質(zhì)的比較項(xiàng)目聚合酶Ⅰ聚合酶Ⅱ聚合酶Ⅲ5＇→3＇聚合酶活性＋＋＋3＇→5＇外切酶活性＋＋＋5＇→3＇外切酶活性＋——相對分子量（×103）10388830一個(gè)細(xì)胞內(nèi)分子數(shù)400？10~20生物學(xué)活性10.0515聚合速度（核苷酸/分）1000~20002,40015,000~60,000持續(xù)合成能力3~2001,500≥500,000功能切除引物，修復(fù)修復(fù)復(fù)制第五十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌DNA聚合酶Ⅲ亞基分子量亞基數(shù)目亞基功能α132,0002聚合活性ε27,00023’→5’外切校對活性θ10,0002組建核心酶τ71,0002核心酶二聚化γ52,0002依賴DNA的ATP酶，形成γ復(fù)合物δ35,0001可與β亞基結(jié)合，形成γ復(fù)合物δ’33,0001形成γ復(fù)合物χ15,0001形成γ復(fù)合物ψ12,0001形成γ復(fù)合物β37,0004兩個(gè)β亞基形成滑動(dòng)夾子，以提高酶的持續(xù)合成能力第五十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA聚合酶Ⅲ全酶的結(jié)構(gòu)δ與β結(jié)合兩個(gè)α亞基各催化復(fù)制叉處一條鏈的合成。第五十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日哺乳動(dòng)物的DNA聚合酶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）定位細(xì)胞核細(xì)胞核線粒體細(xì)胞核細(xì)胞核亞基數(shù)目4122>1外切酶活性無無3’→5’外切酶3’→5’外切酶3’→5’外切酶引物合成酶活性有無無無無持續(xù)合成能力中等低高有PCNA時(shí)高高抑制劑蚜腸霉素雙脫氧TTP雙脫氧TTP蚜腸霉素蚜腸霉素功能引物合成修復(fù)線粒體DNA合成核DNA合成修復(fù)PCNA：proliferatingcellnuclearantigen，增殖細(xì)胞核抗原第五十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA復(fù)制的幾種類型單向復(fù)制雙向復(fù)制第五十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA的復(fù)制方式直線雙向多起點(diǎn)雙向（真核細(xì)胞染色體）θ型雙向θ型單向

大腸桿菌染色體DNA即是θ雙向復(fù)制，λ噬菌體的早期復(fù)制也是θ雙向復(fù)制。第五十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA的復(fù)制方式滾環(huán)復(fù)制λ噬菌體DNA的后期復(fù)制即是此種方式。

第五十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日

先以輕鏈為模板復(fù)制一條重鏈，而原來的親本重鏈被置換出來稱為Dloop。當(dāng)Dloop擴(kuò)大到整個(gè)線粒體DNA的大約67%的位置時(shí)，被置換出來的親本重鏈上的輕鏈復(fù)制原點(diǎn)OL才暴露出來，然后開始輕鏈的合成。DNA的復(fù)制方式D環(huán)復(fù)制

最典型的D環(huán)復(fù)制是哺乳動(dòng)物線粒體DNA的復(fù)制。在環(huán)狀雙鏈DNA的特定位點(diǎn)即重鏈的復(fù)制原點(diǎn)OH附近，解開雙鏈，形成一個(gè)復(fù)制泡。第六十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA的復(fù)制方式2D環(huán)第六十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日復(fù)制叉處的半不連續(xù)合成舊鏈復(fù)制叉行進(jìn)方向隨從鏈前導(dǎo)鏈新DNA鏈合成的方向必須是5’→3’第六十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日隨從鏈的合成方式(a)以DNA為模板合成RNA引物RNA引物隨從鏈模板(b)

在引物的3’端合成新的DNA新DNA

岡崎片段(c)

DNA聚合酶去除引物并填補(bǔ)空隙(d)

DNA連接酶使片段連接連接隨從鏈也叫后隨鏈第六十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA復(fù)制叉處的結(jié)構(gòu)DNAligaseDNApolymeraseⅠOldOkazakifragmentOkazakifragmentPrimerLaggingstrandtemplatePrimerHelicase/primaseNewlysynthesizedleadingstrandDimericreplicativeDNApolymeraseβsubunit“slidingclamp”SSBLeadingstrand

templateDNAgyrasePrimer第六十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日崗琦片段的連接DNApolymeraseⅠDNAligase第六十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日原核生物和真核生物的岡崎片段

細(xì)菌的岡崎片段長度為1000～2000個(gè)核苷酸，相當(dāng)于一個(gè)順反子（cistron）的長度；真核生物的岡崎片段長度為100～200個(gè)核苷酸，相當(dāng)于一個(gè)核小體DNA的長度。第六十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日E.coli的主要復(fù)制蛋白

酶或蛋白功能DnaB蛋白開始解鏈引物酶合成RNA引物rep蛋白解開雙鏈SSB（單鏈DNA結(jié)合蛋白）穩(wěn)定單股鏈區(qū)DNA旋轉(zhuǎn)酶（拓?fù)洚悩?gòu)酶）引入負(fù)超螺旋DNAPol

Ⅲ全酶合成DNADNAPol

Ⅰ去除引物、補(bǔ)充空隙DNA連接酶連接DNA片段第六十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA復(fù)制的最基本條件單鏈DNA模板DNA聚合酶引物（RNA或DNA）dATP、dGTP、dCTP、dTTP(簡稱4×dNTP）必要的無機(jī)離子(Mg2+、K+）第六十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA的反轉(zhuǎn)錄合成（RNA-directedDNApolymerase，RDDP）（DNA-dircetedDNApolymerase，DDDP）第六十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA的人工反轉(zhuǎn)錄合成第七十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日引起DNA損傷的因素DNA合成時(shí)堿基錯(cuò)配電離輻射紫外線照射化學(xué)誘變劑致癌病毒第七十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA的損傷類型DNA的突變類型點(diǎn)突變?nèi)笔蛔儾迦胪蛔冎脫Q突變DNA的修復(fù)方式光復(fù)活切除修復(fù)重組修復(fù)SOS修復(fù)DNA斷鏈DNA鏈內(nèi)交聯(lián)DNA鏈間交聯(lián)第七十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA損傷的切除修復(fù)第七十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日第六節(jié)

RNA的生物合成DNA指導(dǎo)的RNA合成（轉(zhuǎn)錄）RNA指導(dǎo)的RNA合成（復(fù)制）第七十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日轉(zhuǎn)錄體系的組成DNA模板ATP、GTP、CTP、UTP

簡稱4×NTPRNA聚合酶一些蛋白因子必要的無機(jī)離子第七十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA上的基因在DNA長鏈上，排列著許多基因基因之間往往有間隔序列基因之間也有重疊的現(xiàn)象就一個(gè)基因而言，DNA雙鏈的一條鏈為模板鏈，另一條鏈為編碼鏈（意義鏈）在一個(gè)DNA長鏈上，不同基因的編碼鏈可以位于不同的單鏈上描述一個(gè)基因的結(jié)構(gòu)是描述其編碼鏈第七十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日模板鏈、編碼鏈與RNA的關(guān)系第七十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日DNA鏈上基因的排列第七十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日斷裂基因的發(fā)現(xiàn)

1977年，當(dāng)時(shí)在紐約冷泉港實(shí)驗(yàn)室從事研究工作的RichardRoberts發(fā)現(xiàn)，單個(gè)基因不僅可以由一個(gè)DNA片段組成，而且可以由數(shù)個(gè)受到不相干DNA片段隔離的DNA片段組成。生物體內(nèi)存在的這種間斷的基因，比早期研究的那些基因更加復(fù)雜，從而使上述有關(guān)遺傳物質(zhì)及其功能的流行概念發(fā)生了徹底的改變。第七十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日斷裂基因的發(fā)現(xiàn)

同年，PhillipSharp在研究腺病毒時(shí)，發(fā)現(xiàn)腺病毒的基因組由一條很長的DNA分子組成；在DNA分子中，至少有4個(gè)完全間斷的DNA片段與1個(gè)RNA分子相對應(yīng)。由此得出結(jié)論認(rèn)為，基因遺傳信息在基因組內(nèi)是間斷編碼的。這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)激勵(lì)了科研人員的深入研究，不久便證實(shí)斷裂的基因結(jié)構(gòu)事實(shí)上是高等生物最常見的基因結(jié)構(gòu)。第八十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日斷裂基因的外顯子和內(nèi)含子

我們把一個(gè)基因中最終出現(xiàn)在成熟的RNA中的序列稱為外顯子（extronorexon），而把轉(zhuǎn)錄后從原初轉(zhuǎn)錄本中去掉的序列稱為內(nèi)含子（intron）。斷裂基因可以通過異源雙鏈分析得到檢測，即把克隆了的基因組DNA與mRNA雜交，電鏡觀察未互補(bǔ)的環(huán)。第八十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日雞卵清蛋白mRNA與DNA雜交形成的異源雙鏈產(chǎn)物的模式圖第八十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日啟動(dòng)子與轉(zhuǎn)錄第八十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日順式作用元件與反式作用因子啟動(dòng)子、上游調(diào)節(jié)元件、遠(yuǎn)端調(diào)節(jié)元件統(tǒng)稱為順式作用元件細(xì)胞中有各種蛋白因子可直接或間接與順式作用元件結(jié)合，起著調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的作用（促進(jìn)或抑制基因轉(zhuǎn)錄）這些蛋白因子統(tǒng)稱為反式作用因子（也叫轉(zhuǎn)錄因子）第八十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日幾種原核基因的啟動(dòng)子第八十五頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日增強(qiáng)子和沉默子在順式作用元件中，有些與相應(yīng)的反式作用因子結(jié)合后，可促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄，如增強(qiáng)子在順式作用元件中，有些與相應(yīng)的反式作用因子結(jié)合后，可阻礙基因轉(zhuǎn)錄，如沉默子（抑制子）第八十六頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日RNA聚合酶

原核細(xì)胞中只有一種RNA聚合酶，它催化所有種類RNA的合成。真核細(xì)胞中有三種RNA聚合酶，分別稱為RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，它們催化合成的RNA種類不同。第八十七頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌RNA聚合酶

大腸桿菌RNA聚合酶通常認(rèn)為由5個(gè)亞基組成，即α2、β、β＇及σ，這5個(gè)亞基組成的酶叫全酶，而只由α2、β、β＇4個(gè)亞基組成的酶叫做核心酶。此外，還可以看到一個(gè)相對分子量在10000左右的ω亞基，其功能尚不清楚；后來又發(fā)現(xiàn)一個(gè)分子量為69000的酸性蛋白，稱為NusA蛋白，現(xiàn)在又稱為轉(zhuǎn)錄延伸因子，其功能可能與RNA轉(zhuǎn)錄的延伸和終止有關(guān)。第八十八頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日大腸桿菌RNA聚合酶各亞基的功能

σ亞基的主要功能是識(shí)別啟動(dòng)子；α亞基的主要功能是參與和啟動(dòng)子的結(jié)合、DNA雙鏈的解鏈和恢復(fù)雙螺旋；β亞基可能參與底物的結(jié)合及RNA合成時(shí)磷酸二酯鍵的形成；β＇亞基的堿性最強(qiáng)，可能起到與DNA模板結(jié)合的作用。第八十九頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日真核生物RNA聚合酶ⅠⅡⅢMt分子量5.5×1056×1056×105（6.4-6.8）×104定位核仁核質(zhì)核質(zhì)線粒體拷貝數(shù)/細(xì)胞4×1044×1042×104轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物5.8S、18S、28SrRNA前體mRNA前體、U1、U2、U4、U5snRNA前體tRNA前體、5SrRNA前體、U6snRNA前體線粒體RNAs酶活性/細(xì)胞50%－70%20%－40%10%Α-鵝膏蕈堿不敏感較敏感中等敏感不敏感利福平不敏感不敏感不敏感敏感利福霉素敏感敏感敏感第九十頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日原核生物轉(zhuǎn)錄起始RNA聚合酶全酶結(jié)合到啟動(dòng)子部位局部解開雙鏈，形成轉(zhuǎn)錄泡從＋1位點(diǎn)開始，按堿基配對原則，合成RNA當(dāng)RNA鏈開始合成后，σ因子脫落，核心酶繼續(xù)催化RNA鏈的延長σ因子與另一核心酶結(jié)合成全酶，啟動(dòng)另一次轉(zhuǎn)錄第九十一頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日原核生物轉(zhuǎn)錄終止在RNA鏈延長的過程中，遇到轉(zhuǎn)錄終止信號則終止轉(zhuǎn)錄，RNA聚合酶脫落，釋放出新合成的RNA轉(zhuǎn)錄終止序列分為兩種，一種是依賴ρ因子的終止序列，一種是不依賴ρ因子的終止序列第九十二頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日原核生物的兩類終止子不依賴于ρ因子的終止子依賴于ρ因子的終止子第九十三頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日ρ-非依賴性終止機(jī)制

ρ-非依賴性終止子不是在DNA水平上終止轉(zhuǎn)錄的，而是在已轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA水平上發(fā)生作用的。終止子序列從DNA模板上轉(zhuǎn)錄后，在新生RNA鏈中產(chǎn)生發(fā)卡結(jié)構(gòu)，在發(fā)卡結(jié)構(gòu)后面跟著大約由6個(gè)U組成的序列。這兩種結(jié)構(gòu)都為轉(zhuǎn)錄終止所必需。如果在發(fā)卡區(qū)產(chǎn)生突變，破壞其發(fā)卡結(jié)構(gòu)，會(huì)妨礙轉(zhuǎn)錄終止。RNA聚合酶在發(fā)卡處通過相互作用使RNA轉(zhuǎn)錄停滯，而一連串的U提供了使RNA聚合酶從模板上解離下來的信號而使轉(zhuǎn)錄終止。第九十四頁，共一百零五頁，編輯于2023年，星期日ρ因子依賴終止序列

在ρ-依賴性轉(zhuǎn)錄終止子中，轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)前也有發(fā)卡結(jié)構(gòu)，但發(fā)卡結(jié)構(gòu)中GC對含量較少，發(fā)卡結(jié)構(gòu)的下游序列沒有固定的特征，其AT對含量比ρ-非依賴性轉(zhuǎn)錄終止子低。ρ-因子利用其NTP酶活性產(chǎn)生的能量，結(jié)合