DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯-課件

遺傳信息的傳遞—DNA、RNA、蛋白質(zhì)的生物合成復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制DNARNA蛋白質(zhì)中心法則DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/261遺傳信息的傳遞—DNA、RNA、蛋白質(zhì)的生物合成復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯-概念：-時(shí)期：以親代DNA分子為模板，合成子代DNA分子的過程。-場所：有絲分裂間期、減數(shù)第一次分裂間期細(xì)胞核(主要)、葉綠體、線粒體-堿基互補(bǔ)配對原則：A＝TG≡CDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/262DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯-概念：-時(shí)期：以親代DNA分子為模板，合DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯-原料：四種dNTP：dATP、dTTP、dGTP、dCTP（dNMP）n＋dNTP→（dNMP）n+l

＋ppiDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/263DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯-原料：四種dNTP：dATP、dTT3’,5’-磷酸二酯鍵3’5’DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2643’,5’-磷酸二酯鍵3’5’DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課一、DNA復(fù)制的特點(diǎn)1、半保留復(fù)制3、半不連續(xù)復(fù)制DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/265一、DNA復(fù)制的特點(diǎn)1、半保留復(fù)制3、半不連續(xù)復(fù)制DNA復(fù)制1、DNA的半保留復(fù)制親代DNA子代子代(1)“半保留復(fù)制假說”的提出：

1953年，Watson&Crick在DNA雙螺旋基礎(chǔ)上提出。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2661、DNA的半保留復(fù)制親代DNA子代子代(1)“半保留復(fù)制假科學(xué)家提出的三種DNA復(fù)制模型DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/267科學(xué)家提出的三種DNA復(fù)制模型DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯將E.Coli培養(yǎng)在以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)基中生長；提取其DNA進(jìn)行密度梯度離心。再移至14N培養(yǎng)基中生長；在不同時(shí)期提取DNA，進(jìn)行密度梯度離心。Meselson和Stahl實(shí)驗(yàn)DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/268DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯將E.Coli培養(yǎng)在以15NH4Cl為唯一Meselson和Stahl實(shí)驗(yàn)DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/269Meselson和Stahl實(shí)驗(yàn)DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯pptDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制的起始點(diǎn)：

DNA復(fù)制要從DNA分子的特定部位開始。原核生物中DNA(環(huán)形)的復(fù)制只有一個起始點(diǎn)。真核生物染色體DNA(線形)的復(fù)制有多個起始點(diǎn)。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2610DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯復(fù)制的起始點(diǎn)：DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課DNA的雙向復(fù)制：DNA從起始點(diǎn)向兩個方向解鏈，形成兩個延伸方向相反的復(fù)制叉。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2611DNA的雙向復(fù)制：DNA從起始點(diǎn)向兩個方向解鏈，形成兩個延伸原核生物的雙向復(fù)制DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2612原核生物的雙向復(fù)制DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/真核生物的雙向復(fù)制DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2613真核生物的雙向復(fù)制DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/5’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’

前導(dǎo)鏈隨從鏈崗崎片段3、半不連續(xù)復(fù)制體內(nèi)僅存在5’→3’的DNA聚合酶；新鏈延伸的方向只能是5’→3’。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26145’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’前導(dǎo)鏈隨從前導(dǎo)鏈：以3’→5’方向的母鏈作為模板，新合成的以5’→3’為方向連續(xù)合成的鏈。（復(fù)制方向與解鏈方向一致）隨從鏈(滯后鏈):以5’→3’方向的母鏈作為模板，沿5’→3’方向合成一些1000—2000個核苷酸不連續(xù)的小片段，由小片段連接成隨從鏈。（復(fù)制方向與解鏈方向相反)岡崎片段：以5’→3’方向的母鏈作為模板，沿5’→3’方向合成的一些1000—2000個核苷酸不連續(xù)的小片段。半不連續(xù)復(fù)制：領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2615前導(dǎo)鏈：以3’→5’方向的母鏈作為模板，新合成的以5’→3’3

5

3

5

解鏈方向3′5′3′3′5′隨從鏈前導(dǎo)鏈岡崎片段DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26163 5 3 5 解鏈方向3′5′3′3′5′隨從鏈前二、參與DNA復(fù)制的酶和蛋白質(zhì)1、原核生物的DNA聚合酶2、真核生物的DNA聚合酶3、解鏈、解旋酶類4、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶5、引發(fā)體6、DNA連接酶DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2617二、參與DNA復(fù)制的酶和蛋白質(zhì)1、原核生物的DNA聚合酶DNDNA聚合酶Ⅰ5’3’外切酶

3’5’外切酶

5’3’聚合酶DNA聚合酶Ⅱ與Ⅲ5’3’聚合酶

3’5’外切酶

1、原核生物的DNA聚合酶DNA聚合酶Ⅲ

DNA復(fù)制的主要酶。DNA聚合酶Ⅰ用于切除RNA引物，損傷后修復(fù)。DNA聚合酶Ⅱ只是在無polI及polⅢ的情況下才起作用。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2618DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶Ⅱ與Ⅲ1、原核生物的DNA聚合酶D3’5’5’3’

外切酶聚合酶NC5’3’外切酶小片段大片段（klenow片段）（常用的工具酶）DNA聚合酶ⅠDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26193’5’5’3DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2620DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2620DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯依賴于3個聚合酶的3’末端外切酶活性，進(jìn)行校對和糾錯。多種蛋白質(zhì)參與，從而保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2621DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯依賴于3個聚合酶的3’末端外切酶活性，進(jìn)行DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA－polα，β，γ，δ，εDNA－po1δ：延長領(lǐng)頭鏈和隨從鏈；DNA—poIα：合成RNA引物；DNA－polε：校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口。DNA—polβ：在沒有其他DNA－pol時(shí)發(fā)揮催化功能。DNA—po1γ：催化線粒體DNA的合成。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2622DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA－polα，β，γ，δ，εDNA復(fù)DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA解鏈酶單DNA結(jié)合蛋白(SSB）解開DNA雙鏈

每個bp消耗2個ATP與單鏈DNA結(jié)合,維持單鏈狀態(tài)(“鎮(zhèn)紙”)使其不受核酸酶水解，保持完整性。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2623DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯解開DNA雙鏈

每個bp消耗2個ATPDN拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ

轉(zhuǎn)軸酶

拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ

旋轉(zhuǎn)酶切斷DNA雙螺旋中的一股，張力下降后封閉。切斷DNA雙鏈，使另一雙鏈經(jīng)過此缺口，再封閉。4、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶改變DNA分子構(gòu)象，理順DNA鏈，使復(fù)制能順利進(jìn)行。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2624拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ切斷DNA雙螺旋中的一股，張力下降后封閉。4、DDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)DnaA蛋白DnaB蛋白引物酶結(jié)合到DNA雙鏈復(fù)制起始部位解鏈酶的作用合成RNA引物RNA引物的合成和復(fù)制的起始必需。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2625DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)RNA引物的合成和復(fù)制的起始必需。DDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2626DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2626DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯催化二段DNA鏈之間3’,5’磷酸二酯鍵的形成3’OH5’5’3’OO-POO-有缺口的DNA鏈DNA連接酶ATPAMP+PPiOO

POO-5’3’缺口封閉DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2627DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯催化二段DNA鏈之間3’,5’磷酸二酯鍵缺口填補(bǔ):連接雙股DNA分子中一鏈的缺口雙鏈DNA分子中雙鏈的缺口不能連接二分子單鏈DNA

DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2628缺口填補(bǔ):DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/262DNA連接酶的應(yīng)用:1.崗崎片段之間的連接.2.DNA損傷修復(fù)中的連接.3.一種重要的工具酶:

限制性內(nèi)切酶切割后形成的粘性末端或平頭末端的連接.DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2629DNA連接酶的應(yīng)用:DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯1、合成所需材料：①模板DNA②原料：合成引物所需NTP

合成DNA所需的dNTP③酶：2、合成方向：5’→3’；模板鏈解讀方向：3’→5’DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2630DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯1、合成所需材料：DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯(1)解旋：由拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ解除超螺旋；(2)解鏈：由DNA解螺旋酶催化，SSB與單鏈DNA結(jié)合，防止雙鏈間氫鍵再形成；(3)識別起點(diǎn)：由DNA指導(dǎo)的引物酶完成；(4)RNA引物合成：以DNA為模板，在引物酶催化下由DNA轉(zhuǎn)錄生成5-10個核糖核苷酸鏈；(5)DNA鏈延長：在引物3’-OH基上，按堿基互補(bǔ)原則經(jīng)DNA聚合酶（主要是酶Ⅲ）催化DNA鏈從5’→3’延伸。前導(dǎo)鏈為連續(xù)的；后滯鏈為不連續(xù)的岡崎片段。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2631DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯(1)解旋：由拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ解除超螺旋；DN(6)切除引物，補(bǔ)齊缺口：由DNA聚合酶（主要是酶Ⅰ）催化，切去RNA引物；按堿基互補(bǔ)原則，沿5’→3’方向，補(bǔ)齊缺口。(7)連接封口：由DNA連接酶催化，將補(bǔ)齊缺口的3’-OH基與下一個岡崎片段的5’-P以磷酸二酯鍵連接起來，最終形成完整的、與模板互補(bǔ)的DNA新鏈。(8)校正并修復(fù)DNA：由DNA聚合酶校正并切除錯配，再按5’→3’方向加上正確核苷酸。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2632(6)切除引物，補(bǔ)齊缺口：由DNA聚合酶（主要是酶Ⅰ）催化，DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2633DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2633模板DNA前導(dǎo)鏈模板解旋酶引物后滯鏈模板DNpolymerase連接酶岡崎片段已連接的岡崎片段單鏈結(jié)合蛋白新合成的前導(dǎo)鏈DNA聚合酶DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2634模板DNA前導(dǎo)鏈模板解旋酶后滯鏈模板DNpolymeraseDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯1、DNA模板上有多個起點(diǎn)，即真核細(xì)胞DNA復(fù)制由多個復(fù)制子共同完成。真核生物與原核類似，但更復(fù)雜，不同之處：復(fù)制子DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2635DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯1、DNA模板上有多個起點(diǎn)，即真核細(xì)胞DDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯端粒：

線形染色體末端的核苷酸序列。

染色體兩端DNA子鏈上最后復(fù)制的RNA引物，去除后留下空隙。留下的空隙如沒法填補(bǔ)，細(xì)胞染色體DNA將面臨復(fù)制一次就縮短一些的問題。事實(shí)上染色體雖經(jīng)多次復(fù)制，卻不會越來越短的。因?yàn)檎婧松锶旧w線性DNA分子末端存在著特殊的結(jié)構(gòu)稱為端粒。

端粒酶：催化端粒復(fù)制的一種RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物，攜帶RNA模板（與端?；パa(bǔ)）的逆轉(zhuǎn)錄酶。

功能：1）起模板作用；2）有逆轉(zhuǎn)錄酶的作用。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2636DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯端粒：線形染色體末端的核苷酸序列。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2637DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2637DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯1）借RNA與末端DNA互補(bǔ)；2）以酶上RNA為模板合成一段DNA；3）延長的DNA反折為雙鏈。是不依賴模板DNA的復(fù)制來補(bǔ)償切除引物引起的末端縮短。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2638DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯1）借RNA與末端DNA互補(bǔ)；DNA復(fù)制轉(zhuǎn)DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯與細(xì)胞衰老、凋亡有關(guān)；端粒的平均長度隨細(xì)胞分裂次數(shù)的增多及年齡的增長而逐漸變短至消失，可導(dǎo)致染色體穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致細(xì)胞衰老凋亡。

正常：體細(xì)胞端粒酶活性喪失，端粒的長度不斷縮短。異常：腫瘤細(xì)胞端粒酶活性恢復(fù)，端粒復(fù)制，細(xì)胞惡性增殖抑制端粒酶活性可防治腫瘤。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2639DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯與細(xì)胞衰老、凋亡有關(guān)；DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：第二節(jié)RNA的生物合成

—轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄：DNA指導(dǎo)下的RNA合成。轉(zhuǎn)錄的場所：信使RNA（mRNA）核糖體RNA（rRNA）轉(zhuǎn)運(yùn)移RNA（tRNA）轉(zhuǎn)錄的原料：（NMP）n＋NTP→（NMP）n+l

＋ppi四種NTP：ATP、UTP、GTP、CTP細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄RNADNA

DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2640轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：第二節(jié)RNA的生物合成

均以DNA為模板；都是生成3’，5’—磷酸二酯鍵；合成的方向都是5’→3’；遵從堿基配對規(guī)律。一、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的相似之處：DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2641均以DNA為模板；一、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制的相似之處：DNA復(fù)制復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2642復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯模板鏈：

DNA雙鏈中只一條鏈可做轉(zhuǎn)錄模板，又稱為“Watson鏈”。編碼鏈：

無轉(zhuǎn)錄功能的DNA鏈，又稱為“Crick鏈”。二者可在同一條鏈上。轉(zhuǎn)錄是以結(jié)構(gòu)基因作為單位的。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2643DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯模板鏈：轉(zhuǎn)錄是以結(jié)構(gòu)基因作為單位的。DN5′···GCAGTACATGTC···3′3′···cgtgatgtacag···5′5′···GCAGUACAUGUC···3′N······Ala·Val·His·Val······C編碼鏈模板鏈mRNA蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄翻譯不對稱轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26445′···GCAGTACATGTC···3′3′···c5

3

3

5

模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向模板鏈并非永遠(yuǎn)在同一條單鏈上。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/264553模板鏈編碼鏈編碼鏈模板鏈結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄方向轉(zhuǎn)錄方向模板DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯不需引物,在單核苷酸的3’-OH上逐個加核苷酸。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2646DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯不需引物,在單核苷酸的3’-OH上逐個加核

（一）原核生物的RNA聚合酶2α，β，β’，σDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2647（一）原核生物的RNA聚合酶2α，β，β’，σD核心酶全酶

全酶：具有αββ’γσ亞基核心酶：沒有σ亞基DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2648核心酶全酶全酶：具有αββ’γσ亞基DRNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2649RNA聚合酶全酶在轉(zhuǎn)錄起始區(qū)的結(jié)合DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯pp3種：

ⅠⅡⅢ類型部位轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物對鵝膏蕈堿的敏感度Ⅰ核仁5.8S\18S\28SrRNA

不敏感Ⅱ核質(zhì)mRNA,snRNA,hnRNA

高度敏感Ⅲ核質(zhì)tRNA,5SrRNA,一種snRNA,中度敏感（二）真核生物的RNA聚合酶DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26503種：ⅠⅡⅢ類型DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯四、轉(zhuǎn)錄的過程起始→延伸→終止DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2651DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯四、轉(zhuǎn)錄的過程起始→延伸→終止DNA復(fù)制原核生物一個轉(zhuǎn)錄單位稱為操縱子，包括若干個結(jié)構(gòu)基因及其上游的調(diào)控序列。

5

3

3

5

結(jié)構(gòu)基因調(diào)控序列RNA-pol1、起始啟動子：與RNA聚合酶結(jié)合啟動基因轉(zhuǎn)錄的DNA序列，為轉(zhuǎn)錄開始的位點(diǎn)(上游的-35序列和-10序列)。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2652原核生物一個轉(zhuǎn)錄單位稱為操縱子，包括若干個結(jié)構(gòu)基因及其上游的A、全酶與啟動子結(jié)合；B、DNA局部解開雙螺旋；基因起點(diǎn)DNARNA聚合酶起始的過程：C、在RNA聚合酶作用下發(fā)生第一次聚合反應(yīng)，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物RNApol(

2

)-DNA-pppGpN-OH3

轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物:5

-pppG-OH+

NTP

5

-pppGpN

-OH3

+ppiDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2653A、全酶與啟動子結(jié)合；基因起點(diǎn)DNARNA聚合酶起始的過程：A、合成開始后,σ亞基釋放，然后都由核心酶催化。B、核心酶沿模板移動，選擇NTP，暫時(shí)形成DNA-RNA雜交鏈?；?'端模板鏈合成方向基因5'端RNA2、延伸(NMP)n+NTP

(NMP)n+1

+PPiDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2654A、合成開始后,σ亞基釋放，然后都由核心酶催化?；?'端C、RNA向前移動，DNA解鏈酶向前推進(jìn)，RNA鏈延長。

DNA互補(bǔ)鏈取代雜交鏈中的RNA，恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)。RNA鏈的延長合成方向5’3’2、延伸DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2655C、RNA向前移動，DNA解鏈酶向前推進(jìn)，RNA鏈延長。R5

3

DNA原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象核糖體RNARNA聚合酶DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/265653DNA原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的羽毛狀現(xiàn)象核糖體RNARNRNA聚合酶到達(dá)終止位點(diǎn)，聚合反應(yīng)停止。釋放RNA分子RNA聚合酶脫離3、終止依賴ρ因子（終止子）的轉(zhuǎn)錄終止非依賴ρ因子的轉(zhuǎn)錄終止分類：DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2657RNA聚合酶到達(dá)終止位點(diǎn)，聚合反應(yīng)停止。釋放RNA分子RNADNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯a、發(fā)夾結(jié)構(gòu)的形成：

DNA上的回文序列使RNA產(chǎn)物3’端自身堿基互補(bǔ)，形成發(fā)夾結(jié)構(gòu)，雜合鏈趨于解體。b、產(chǎn)物的寡聚U片段促進(jìn)RNA從DNA上脫落：

雜交鏈中A-U間氫鍵相對較弱，新生RNA易從模板上脫落，不需ρ因子即可終止。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2658DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯a、發(fā)夾結(jié)構(gòu)的形成：DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯發(fā)夾結(jié)構(gòu)寡聚U片段DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2659DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯發(fā)夾結(jié)構(gòu)寡聚U片段DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ρ因子是一個6聚體蛋白，其功能：

1）終止因子；

2）NTPase活性：

3）解旋酶活性。過程：

1）在RNA存在下，水解NTP產(chǎn)能，使ρ因子與RNApol結(jié)合；

2）解旋酶活性使RNA：DNA雜合鏈拆開，釋放RNA，酶和ρ因子一起從DNA上脫落下來。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2660DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ρ因子是一個6聚體蛋白，其功能：DNA復(fù)制ATPDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2661ATPDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/266需ρ因子終止DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2662需ρ因子終止DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26特點(diǎn)：

--因有核膜相隔，沒有轉(zhuǎn)錄與翻譯同步的現(xiàn)象。

--一個基因上可同時(shí)進(jìn)行多個轉(zhuǎn)錄過程，產(chǎn)生多條RNA鏈。

-蛋白質(zhì)編碼基因多是不連續(xù)的，編碼部分（外顯子）被不編碼基因（內(nèi)含子）隔斷。(二)真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2663特點(diǎn)：(二)真核細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2細(xì)菌中合成的mRNA大多不需要加工；真核細(xì)胞合成的mRNA需要加工。五、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工在專一酶作用下，切除多余部分或修飾，才成為“成熟的”RNA。涉及：(1)5’-端的帽化（甲基化的鳥苷酸）

(2)3’-端的聚腺苷酸化（polyA)(3)hnRNA、snRNA的剪接

(4)堿基修飾DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2664細(xì)菌中合成的mRNA大多不需要加工；五、轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工在專一DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2665DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRNA雞卵清蛋白基因及其轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后修飾DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2666雞卵清蛋白基因hnRNA首、尾修飾hnRNA剪接成熟的mRN第三節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成

—翻譯-概念：-場所：細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)-堿基互補(bǔ)配對原則：將核酸中由4種核苷酸序列編碼的遺傳信息，通過遺傳密碼破譯的方式解讀為蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)中20種氨基酸的排列順序。-條件：-原料：氨基酸-模板：mRNAA—UG—C核糖體、rRNA、酶DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2667第三節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成

一、蛋白質(zhì)的合成體系(一)翻譯模板mRNA及遺傳密碼(二)核蛋白體是多肽鏈合成的裝置(三)tRNA是轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2668一、蛋白質(zhì)的合成體系(一)翻譯模板mRNA及遺傳密碼DNA復(fù)(一)翻譯模板mRNA及遺傳密碼遺傳學(xué)將編碼一個多肽的遺傳單位稱為順反子。原核細(xì)胞中數(shù)個結(jié)構(gòu)基因常串聯(lián)為一個轉(zhuǎn)錄單位，轉(zhuǎn)錄生成的mRNA可編碼幾種功能相關(guān)的蛋白質(zhì)，為多順反子mRNA

。真核一個mRNA只編碼一種蛋白質(zhì)，為單順反子mRNA。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2669(一)翻譯模板mRNA及遺傳密碼遺傳學(xué)將編碼一個多肽的遺傳單原核生物的多順反子真核生物的單順反子非編碼序列核蛋白體結(jié)合位點(diǎn)起始密碼子終止密碼子編碼序列PPP5

3

蛋白質(zhì)PPPmG-5

3

蛋白質(zhì)DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2670原核生物的多順反子真核生物的單順反子非編碼序列核蛋白體結(jié)合位遺傳密碼：mRNA分子中相鄰的三個核苷酸編成一組代表某種氨基酸或其他信息，是按5’→3’方向編碼、不重疊、無標(biāo)點(diǎn)的三聯(lián)體密碼子。起始密碼:AUG

—甲硫氨酸終止密碼:UAA，UAG，UGA

從mRNA5

端起始密碼子AUG到3

端終止密碼子之間的核苷酸序列，各個三聯(lián)體密碼連續(xù)排列編碼一個蛋白質(zhì)多肽鏈，稱為開放閱讀框架。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2671遺傳密碼：mRNA分子中相鄰的三個核苷酸編成一組代表某種氨基DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2672DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/31、連續(xù)性：編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密碼間既無間斷也無交叉。遺傳密碼無標(biāo)點(diǎn)符號：通常從一個正確起點(diǎn)(AUG)開始，3個一組，一個不漏的讀下去至終止密碼。若刪/增，即引起突變(移碼突變）。遺傳密碼的特性DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26731、連續(xù)性：編碼蛋白質(zhì)氨基酸序列的各個三聯(lián)體密碼連續(xù)閱讀，密TyrGlySerArgProThrAsp移碼突變DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2674TyrGlySerArgPro2、簡并性：同一種氨基酸有兩個或更多密碼子的現(xiàn)象。對應(yīng)于同一種氨基酸的不同密碼子稱為同義密碼子。色氨酸與甲硫氨酸僅有一個密碼子。

意義：①DNA堿基有較大變化時(shí)，仍保持多肽鏈中aa順序不變。②減少有害突變，保證了物種的穩(wěn)定性。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26752、簡并性：同一種氨基酸有兩個或更多密碼子的現(xiàn)象。意DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2676DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/33、變偶性（擺動性）轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的tRNA的反密碼需要通過堿基互補(bǔ)與mRNA上的遺傳密碼反向配對結(jié)合，但反密碼與密碼間不嚴(yán)格遵守常見的堿基配對規(guī)律，稱為擺動配對。意義：降低了由于第3個堿基發(fā)生突變造成的誤差。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26773、變偶性（擺動性）DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/U擺動配對UDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2678U擺動配對UDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUGDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2679DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯tRNA反密碼子IUGACmRNA密碼子UDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核生物到人類都通用。少數(shù)例外，如動物細(xì)胞的線粒體、植物細(xì)胞的葉綠體。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2680DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)生物合成的整套密碼，從原核生物到人類(二)核蛋白體(核糖體)是多肽鏈合成的裝置形態(tài)：球形顆粒位置：細(xì)胞質(zhì)(原核細(xì)胞、真核細(xì)胞)、

葉綠體和線粒體內(nèi)部成分：蛋白質(zhì)+rRNA結(jié)構(gòu)：大亞基+小亞基.小亞基大亞基DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2681(二)核蛋白體(核糖體)是多肽鏈合成的裝置形態(tài)：球形顆粒小亞核糖體大亞基X-衍射圖DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2682核糖體大亞基X-衍射圖DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021核蛋白體的類別70S：原核細(xì)胞線粒體葉綠體

的核糖體80S：真核細(xì)胞的核糖體DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2683核蛋白體的類別70S：原核細(xì)胞的核糖體80S：真核細(xì)胞的核糖核蛋白體的類別DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2684核蛋白體的類別DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯1）

mRNA結(jié)合位點(diǎn)：

大小亞基的結(jié)合面上，為蛋白質(zhì)合成處。2）P位點(diǎn)：

肽酰基tRNA結(jié)合位點(diǎn)3）A位點(diǎn)：

氨?；鵷RNA結(jié)合位點(diǎn)DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2685DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯1）mRNA結(jié)合位點(diǎn)：DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯原核生物翻譯過程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式:E位：排出位DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2686原核生物翻譯過程中核蛋白體結(jié)構(gòu)模式:E位：排出位DNA復(fù)制轉(zhuǎn)(三)tRNA是轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具反密碼環(huán)氨基酸接受位點(diǎn)（aa共價(jià)結(jié)合到A殘基上）反密碼子DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2687(三)tRNA是轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的工具反密碼環(huán)氨基酸接受位點(diǎn)反密碼密碼子與反密碼子配對的方式DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2688密碼子與反密碼子配對的方式DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件20U擺動配對UDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2689U擺動配對UDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯tRNA反密碼子第1位堿基IUGACmRNA密碼子第3位堿基U,C,AA,GU,CUGDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2690DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯tRNA反密碼子IUGACmRNA密碼子U二、蛋白質(zhì)的生物合成過程（一）氨基酸的激活（二）在核糖體上合成肽鏈

起始

延長

終止（三）肽鏈折疊和加工DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2691二、蛋白質(zhì)的生物合成過程（一）氨基酸的激活DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯（一）氨基酸的活化（氨酰-tRNA的合成）氨基酸+tRNA氨酰-tRNAATP

AMP＋PPi氨酰-tRNA合成酶氨酰-tRNA合成酶具高度專一性，表現(xiàn)在：

1）對氨基酸；2）對tRNA從而保證了蛋白質(zhì)合成的忠實(shí)性。場所？DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2692（一）氨基酸的活化（氨酰-tRNA的合成）氨基酸+tRNDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATPDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2693DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯tRNA氨基酰-tRNA合成酶ATPDNA第一步反應(yīng)氨基酸＋ATP-E—→氨基酰-AMP-E

＋PPi

DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2694第一步反應(yīng)氨基酸＋ATP-E—→氨基酰-AMP-E＋第二步反應(yīng)氨基酰-AMP-E＋

tRNA↓

氨基酰-tRNA＋AMP

＋

EDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2695第二步反應(yīng)氨基酰-AMP-EDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件氨酰-tRNA的表示方法：

Ala-tRNAAla

Ser-tRNASer

Met-tRNAMet

真核生物：Met-tRNAiMet原核生物：fMet-tRNAifMet(fMet:N-甲酰甲硫氨酸)起始氨酰-

tRNA的表示：細(xì)胞中有兩種tRNA可攜帶甲硫氨酸:

（1）起始tRNA，可簡寫為:tRNAiMet

（2）攜帶甲硫氨酸摻入到蛋白質(zhì)內(nèi)部的tRNA,

寫作:tRNAMetDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2696氨酰-tRNA的表示方法：真核生物：Met-tRNAiMe（二）在核糖體上合成肽鏈

起始

延長

終止1、起始：

指mRNA和起始氨酰-tRNA分別與核蛋白體結(jié)合而形成翻譯起始復(fù)合物。A.核蛋白體大小亞基分離；B.

mRNA在小亞基定位結(jié)合；C.

起始氨基酰-tRNA的結(jié)合；D.核蛋白體大亞基結(jié)合。DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2697（二）在核糖體上合成肽鏈1、起始：A.核蛋白體大小亞基分離A、核蛋白體大小亞基分離以E.coli為例起始因子（IF3－促使大小亞基分離，IF1－占據(jù)A位點(diǎn)）IF-3IF-1DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2698A、核蛋白體大小亞基分離以E.coli為例起始因子（IF3AUG5'3'IF-3IF-1B、mRNA在小亞基定位結(jié)合以E.coli為例DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/2699AUG5'3'IF-3IF-1B、mRNA在小亞基定位結(jié)合以IF-3IF-1IF-2GTPC、起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)結(jié)合到小亞基AUG5'3'以E.coli為例起始因子（IF2－促使起始rRNA與P小亞基結(jié)合）由GTP分解提供能量DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26100IF-3IF-1IF-2GTPC、起始氨基酰tRNA(fIF-3IF-1IF-2GTPGDPPiD、核蛋白體大亞基結(jié)合，

起始復(fù)合物形成AUG5'3'以E.coli為例DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26101IF-3IF-1IF-2GTPGDPPiD、核蛋白體大亞基IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPGDPPi以E.coli為例DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26102IF-3IF-1AUG5'3'IF-2GTPIF-2-GTPDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26103DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/261032、延伸：(核蛋白體循環(huán))指根據(jù)mRNA密碼序列的指導(dǎo)，次序添加氨基酸從N端向C端延伸肽鏈，直到合成終止的過程。包括以下三步：

進(jìn)位→成肽→轉(zhuǎn)位DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/261042、延伸：(核蛋白體循環(huán))包括以下三步：DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯（一）進(jìn)位指根據(jù)mRNA下一組遺傳密碼指導(dǎo)，使相應(yīng)氨酰-tRNA進(jìn)入核蛋白體A位。

DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26105（一）進(jìn)位指根據(jù)mRNA下一組遺傳密碼指導(dǎo)，使相應(yīng)氨酰-tRDNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯由轉(zhuǎn)肽酶催化的肽鍵形成過程。無負(fù)載轉(zhuǎn)肽酶（肽酰轉(zhuǎn)移酶）DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯ppt課件2021/3/26106DNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯