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1、第 四 、 五 、 六 章 復(fù) 習(xí) 提 綱 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 2 第 四 章 DNA的 復(fù) 制 、 突 變 、 損 傷 和 修 復(fù)基 本 概 念 ： DNA的 半 保 留 復(fù) 制 ： 在 DNA復(fù) 制 過 程 中 ， 每 個 子代 DNA的 一 條 鏈 來 自 親 代 的 DNA， 另 一 條 鏈 則 是 新合 成 的 。 這 種 復(fù) 制 方 式 稱 為 半 保 留 復(fù) 制 (semi conservation replication) DNA的 半 不 連 續(xù) 復(fù) 制 ： 前 導(dǎo) 鏈 的 連 續(xù) 復(fù) 制 和 滯 后鏈 的 不 連 續(xù) 復(fù) 制 在 生 物 是

2、普 遍 存 在 的 ， 稱 為 DNA合 成 的 半 不 連 續(xù) 復(fù) 制 。 DNA的 復(fù) 制 方 向 5 3 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 3 端 粒 及 其 功 能 ： DNA末 端 加 上 與 DNA末 端 序 列 特 異 結(jié)合 的 蛋 白 質(zhì) 構(gòu) 成 的 結(jié) 構(gòu) 。功 能 ： -完 成 染 色 體 末 端 的 復(fù) 制 ； -防 止 染 色 體 DNA的 降 解 、 末 端 融 合 、 缺 失 和 非正 常 重 組 而 影 響 DNA分 裂 ； -維 持 染 色 體 的 穩(wěn) 定 完 整 。 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 4 一 、 原 核 生

3、物 的 DNA復(fù) 制 大 腸 桿 菌 DNA聚 合 酶 I（ DNA pol.I） ： 多 功 能 ， Klenow fragment 大 腸 桿 菌 DNA聚 合 酶 II（ DNA pol.II） 大 腸 桿 菌 DNA聚 合 酶 III（ DNA pol.III） ：DNA復(fù) 制 的 主 角 ， DNA真 正 的 復(fù) 制 酶 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 5 基 本 過 程 ：1 復(fù) 制 的 引 發(fā) ： 引 發(fā) 體 的 形 成 ； 2 復(fù) 制 的 延 伸 ： 先 導(dǎo) 鏈 的 合 成 ， 后 滯 鏈 的 合成 ， 岡 崎 片 段 ； 3 復(fù) 制 的 終 止 2006-

4、12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 6 二 、 真 核 細(xì) 胞 DNA復(fù) 制 聚 合 酶 ： 參 與 DNA復(fù) 制 。 唯 一 具 有 引 物鏈 活 性 ， 為 引 物 酶 合 成 后 滯 鏈 ； 聚 合 酶 ： 參 與 DNA 修 復(fù) ； 聚 合 酶 ： 線 粒 體 DNA復(fù) 制 ； 聚 合 酶 ： 參 與 DNA復(fù) 制 。 鏈 的 延 伸 ； 聚 合 酶 ： 功 能 不 祥 。 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 7 基 本 過 程 ：1.解 鏈 DNA以 核 小 體 形 式 存 在多 復(fù) 制 子 (復(fù) 制 泡 ， replicon) 2. 合 成 引 物 并 延 長

5、 引 物 酶 合 成 RNA引 物3.DNA復(fù) 制 的 終 止 -端 粒 的 結(jié) 構(gòu) 與 功 能 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 8 v 突 變 (mutation)： 是 指 DNA堿 基 序 列 發(fā) 生 可 遺 傳的 永 久 性 的 改 變 。 UV是 所 有 細(xì) 胞 和 病 毒 的 誘 變 劑 。 DNA中 嘌 呤 和 嘧 啶的 雜 環(huán) 最 易 吸 收 波 長 （ 260nm） 的 紫 外 線 ， 最 容 易 形成 的 是 TT二 聚 體 。化 學(xué) 誘 變 劑堿 基 類 似 物 ： 5-嗅 尿 嘧 啶 (5-BU)： 結(jié) 構(gòu) 與 T相 似 DNA插 入 劑 ： 原 黃

6、 素 、 丫 啶 橙 、 嗅 化 乙 啶 (EB) 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 9 DNA的 修 復(fù) 系 統(tǒng) (三 類 ) 復(fù) 制 修 復(fù) ： 是 在 DNA復(fù) 制 過 程 中 的 修 復(fù) 系 統(tǒng) 。 包括 尿 嘧 啶 糖 基 酶 系 統(tǒng) 和 錯 配 修 復(fù) 。 損 傷 修 復(fù) ： 是 一 種 直 接 修 復(fù) 損 傷 的 系 統(tǒng) 。 包 括光 修 復(fù) 、 甲 基 轉(zhuǎn) 移 酶 和 切 除 修 復(fù) 。 復(fù) 制 后 修 復(fù) ： DNA損 傷 后 沒 有 恢 復(fù) 或 去 除 ， 作 為最 后 一 道 防 線 ， 該 修 復(fù) 系 統(tǒng) 可 越 過 DNA損 傷 區(qū) 域 ，進(jìn) 行 再

7、 復(fù) 制 ， 是 損 傷 的 危 害 減 至 最 小 。 重 組 修復(fù) 和 SOS修 復(fù) 。 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 10 第 五 章 轉(zhuǎn) 錄 ， 轉(zhuǎn) 錄 后 加 工基 本 概 念 ：v 轉(zhuǎn) 錄 作 用 ： 在 真 核 生 物 的 細(xì) 胞 核 內(nèi) 或 原 核 生 物的 擬 核 區(qū) ， 以 DNA分 子 中 的 基 因 為 模 板 ， 在 RNA聚合 酶 的 催 化 下 ， 使 DNA攜 帶 的 遺 傳 信 息 轉(zhuǎn) 移 到 RNA分 子 中 去 的 過 程 。 原 料 ： NTP （ ATP/GTP /CTP/UTP） 模 板 鏈 ， 反 義 鏈 /編 碼 鏈 ， 有

8、 義 鏈 RNA合 成 方 向 5 3 生 成 3 ， 5 -磷 酸 二 酯 鍵 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 11 v 原 核 生 物 RNA聚 合 酶 因 子 ： 蛋 白 因 子 ， 負(fù) 責(zé) 模 板 鏈 的 選 擇 和 轉(zhuǎn) 錄 的 起 始 全 酶2 核 心 酶 2(core enzyme):負(fù) 責(zé) 轉(zhuǎn) 錄 單 鏈 DNA模 板 核 心 酶 四 個 亞 基 ： 2個 亞 基 ， 1個 亞 基 ， 1個 亞 基 . 因 子 功 能 ： 識 別 啟 動 子 ， 即 起 始 信 號 。 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 12 真 核 細(xì) 胞 的 三 種 RN

9、A聚 合 酶酶 位 置 產(chǎn) 物 活 性 比 較 對 -鵝 膏 蕈 堿 的 敏感 性 RNA聚 合 酶 核 仁 rRNA 50-70% 不 敏 感 RNA聚 合 酶 核 質(zhì) hnRNA 20-40% 敏 感 RNA聚 合 酶 核 質(zhì) 小 分 子RNA 10% 有 種 屬 特 異 性 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 13 v順 式 作 用 元 件 (cis-acting element)： 基 因 上 游DNA序 列 。v反 式 作 用 因 子 (trans-acting factor)： 能 直 接 或 間接 辨 認(rèn) ， 結(jié) 合 轉(zhuǎn) 錄 上 游 區(qū) 段 DNA的 蛋 白 質(zhì)

10、。 其 中 ， 直 接或 間 接 結(jié) 合 RNA聚 合 酶 的 ， 則 稱 轉(zhuǎn) 錄 因 子(transcriptional factor,TF)。v增 強(qiáng) 子 (enhancer)： 指 能 使 和 它 連 鎖 的 基 因 轉(zhuǎn)錄 頻 率 明 顯 增 加 的 DNA序 列 。 為 遠(yuǎn) 上 游 序 列 ， 一般 在 -100以 上 。 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 14 基 本 過 程 ： 原 核 生 物 RNA轉(zhuǎn) 錄 ：啟 動 ： 閉 鏈 的 啟 動 子 復(fù) 合 物 ， 開 鏈 式 的 二 元 啟 動 子 復(fù) 合 物 ， 三 元 復(fù) 合 物 延 伸 ： 因 子 從 全 酶

11、上 解 離 下 來 ， 生 成 一 個 新 的 磷 酸 二 酯 鍵 ， 按 照 5 3 方 向終 止 ： 依 賴 于 因 子 的 終 止 不 依 賴 于 因 子 的 終 止 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 15 抑 制 劑 靶 酶 抑 制 作 用利 福 霉 素 細(xì) 菌 的 全 酶 與 亞 基 結(jié) 合 ， 阻 止 起 始鏈 霉 溶 菌 素 細(xì) 菌 的 核 心 酶 與 亞 基 結(jié) 合 ， 阻 止 延 長放 線 菌 素 真 核 RNA聚 合 酶 與 DNA結(jié) 合 ， 并 阻 止 延 長 -鵝 膏 蕈 堿 真 核 RNA聚 合 酶 與 RNA聚 合 酶 結(jié) 合某 些 常 用 的 轉(zhuǎn)

12、 錄 抑 制 劑 的 抑 制 作 用 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 16 轉(zhuǎn) 錄 后 加 工 (mRNA的 前 體 加 工 )1.5端 帽 子 結(jié) 構(gòu) ： m7G 5ppp5NmpNp-； 功 能 ：v(1).對 翻 譯 起 識 別 作 用 。 v(2).穩(wěn) 定 mRNA的 作 用 。 v(3).促 進(jìn) 某 些 RNA的 合 成2.3端 poly(A)尾 巴 ；vPoly(A)的 存 在 及 其 長 度 ， 是 維 持 mRNA的 穩(wěn) 定 性 及 其翻 譯 功 能 的 重 要 因 素 。3.除 去 由 內(nèi) 含 子 轉(zhuǎn) 錄 來 的 序 列 RNA剪 接 ；4.鏈 內(nèi) 部 核

13、 苷 被 甲 基 化 。 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 17 vRNA剪 接 (RNA splicing)： 把 hnRNA中 的 內(nèi)含 子 除 去 ， 把 外 顯 子 連 接 起 來 ， 產(chǎn) 生 成 熟 RNA的 過 程 。vRNA編 輯 (RNA editing)： 指 轉(zhuǎn) 錄 后 的 RNA在編 碼 區(qū) 發(fā) 生 堿 基 的 加 入 ， 丟 失 或 轉(zhuǎn) 換 等 現(xiàn) 象 。 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 18 轉(zhuǎn) 錄 與 復(fù) 制 的 異 同1. 原 料 ： RNA:NTP, DNA:dNTP2. 合 成 酶 ： RNA： RNA聚 合 酶 ， DN

14、A： DNA聚 合 酶3. 合 成 方 向 ： 均 為 5 3 。4. RNA合 成 不 需 引 物 ， 而 DNA復(fù) 制 需 引 物 ；5.模 板 ： 轉(zhuǎn) 錄 時 只 有 一 條 DNA鏈 為 模 板 ， 而 復(fù) 制 時兩 條 鏈 都 可 作 為 模 板 。 反 義 鏈 ,有 義 鏈6.忠 實 性 ： 轉(zhuǎn) 錄 的 忠 實 性 略 低 于 復(fù) 制 。 因 RNA聚 合酶 缺 乏 自 我 校 對 機(jī) 制 。 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 19 v 遺 傳 密 碼 (genetic codon)： 能 編 碼 蛋 白 質(zhì) 氨 基酸 序 列 的 基 因 中 的 核 苷 酸 體

15、系 稱 為 遺 傳 密 碼 。v 遺 傳 密 碼 的 性 質(zhì) ：1. 連 續(xù) 性2. 簡 并 性 和 擺 動 性3. 通 用 性4. 偏 愛 性v 開 放 閱 讀 框 架 (Open reading frame,ORF)： 習(xí) 慣 上 ，把 從 AUG開 始 到 終 止 密 碼 子 之 間 正 確 可 讀 序 列 稱 為 開放 閱 讀 框 架 ， 而 其 它 的 閱 讀 框 架 由 于 頻 繁 出 現(xiàn) 終 止 密碼 子 而 被 封 閉 ， 蛋 白 質(zhì) 合 成 不 能 進(jìn) 行 下 去 。第 六 章 蛋 白 質(zhì) 生 物 合 成 翻 譯 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 20 v7

16、0S核 糖 體 則 具 有 功 能 不 同 的 P、 A、 E位點 ， 它 們 都 與 氨 基 酰 -tRNA的 結(jié) 合 有 關(guān) ： 氨 基 酰 位 ： A位 點 (受 位 )： 氨 基 酰 -tRNA結(jié) 合 位 點 ；肽 酰 位 ： P位 點 (給 位 )： 供 肽 酰 基 -tRNA結(jié) 合 ；E位 點 ： 供 已 卸 去 氨 基 酰 的 tRNA短 暫 停 留 后 離 去 。核 糖 體 功 能 區(qū) 域 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 21 tRNA的 結(jié) 構(gòu) 與 功 能v二 級 結(jié) 構(gòu) ： 三 葉 草 結(jié) 構(gòu) 3 端 含 CCA-OH序 列 。 T C環(huán) (T C lo

17、op)： T C序 列 可 與 5SrRNA的 GAAC序 列反 應(yīng) 。 額 外 環(huán) 或 可 變 環(huán) (extro variable loop) 反 密 碼 子 環(huán) (anticodon loop)： 可 與 mRNA中 的 密 碼 子 結(jié)合 。 二 氫 尿 嘧 啶 環(huán) (dihydr-Uloop或 D-loop)v三 維 結(jié) 構(gòu) ： “ 倒 L形 ”v氨 基 酰 合 成 酶 ： 具 有 底 物 的 絕 對 專 一 性 ， 對 它 的兩 種 底 物 氨 基 酸 和 tRNA都 能 高 度 特 異 地 識 別 。 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 22 v原 核 生 物 的 蛋

18、 白 質(zhì) 生 物 合 成三 元 復(fù) 合 物 (trimer complex)的 形 成30S前 起 始 復(fù) 合 物 (30S pre- initiation complex)的 形 成70S起 始 復(fù) 合 物 (70S initiation complex)的形 成肽 鏈 合 成 的 延 長肽 鏈 合 成 的 終 止 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 23 v真 核 生 物 的 蛋 白 質(zhì) 生 物 合 成(1)形 成 40S核 糖 體 復(fù) 合 物 ： (2)形 成 43S前 起 始 復(fù) 合 物 ： (3)形 成 48S起 始 復(fù) 合 物 : (4)形 成 80S起 始 復(fù) 合

19、 物 :v真 核 細(xì) 胞 與 原 核 細(xì) 胞 蛋 白 質(zhì) 合 成 的 起 始 過 程 的 不 同 之 處 ：特 點 真 核 原 核核 糖 體 80S(40S+60S) 70S(30S+50S)起 始 因 子 種 類 eIF多 IF少起 始 tRNA攜 帶 的 Met 不 需 甲 酰 化 ( Met-tRNA) 甲 酰 化 ( fMet-tRNA) mRNA上 起 始 識 別 的結(jié) 構(gòu) 5-帽 子 結(jié) 構(gòu)3-polyA尾 S-D序 列 2006-12 中 山 大 學(xué) 藥 學(xué) 院 鐘 翎 24 v翻 譯 后 加 工 1. 新 生 肽 鏈 的 折 疊 折 疊 酶 (foldase);分 子 伴 侶 (Hsp60, Hsp70) 2. 肽 鏈 合 成 后 的 加 工 分 泌 蛋 白3. 肽 鏈 合 成 后 的 修 飾 :磷 酸 化 ， 甲 基 化 ，乙 酰 化 ， 羥 基 化4. 亞 基 的 聚 合5. 二 硫 鍵 的 形 成 谷 光 甘 肽