现代分子生物学_课件(3)生物信息的传递(上).ppt

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1、第三章生物信息的传递（上）——从DNA到RNA以基因的形式荷载遗传信息，是生命遗传的物质基础。DNA序列是遗传信息的贮存者，它通过自主复制得到永存（DNA复制）。作为基因复制和转录的模板，是个体生命活动的信息基础。DNA的生物学功能是以蛋白质的形式表达出来的。通过转录生成信使RNA，翻译生成蛋白质的过程来控制生物个体性状（基因表达）。DNA的基本功能：基因表达(geneexpression)：是指细胞在生命过程中,把储存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译,转变成具有生物活性的蛋白质分子。一、基本概念生物体以DNA为模板合成RNA的过程。转录RNADNA转录(tr

2、anscription)：转录是生物界RNA合成的主要方式，是遗传信息从DNA向RNA传递过程，也是基因表达的开始。第一节转录的基本原理参与转录的物质模板:DNA酶:RNA聚合酶原料:NTP(ATP,UTP,GTP,CTP)其他蛋白质因子RNA合成方向：5'3'转录模板DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列为一个转录单元。DNA双链按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链(templatestrand)，也称作反意义链或Waston链。相对的另一股单链是编码链(codingstrand)，也称为有意义

3、链或Crick链。5´……GCAGTACATGTC……3´3´……cgtcatgtacag……5´5´……GCAGUACAUGUC……3´N……Ala·Val·His·Val……CDNA转录mRNA翻译肽DNA模板、转录产物mRNA和氨基酸序列之间的关系编码链模板链｝不对称转录(asymmetrictranscription)在DNA分子双链上某一区段，一股链用作模板指引转录，另一股链不转录；模板链并非永远在同一条单链上。转录方向5335模板链编码链编码链模板链转录方向转录与复制的相似之处：⑴都是酶促的核苷酸聚合过程；⑵都以DNA为模板；⑶都需依赖DNA的

4、聚合酶；⑷聚合过程都是核苷酸之间生成磷酸二酯键；⑸都从5′至3′方向延伸成新链多聚核苷酸；⑹都遵从碱基配对规律——但转录忠实性要低于DNA复制。⑺转录与复制都受到严格的调控二、转录与复制的异同转录和复制的区别引物有无高度进行性中途不停止可一段一段复制A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对mRNA，tRNA，rRNA子代双链DNA（半保留复制）产物RNA聚合酶（RNA-pol）DNA聚合酶酶NTPdNTP原料模板链转录（不对称转录）两股链均复制模板转录复制A-U，T-A，G-CA-T，G-C配对mRNA，tRNA，rRNA子代双链DNA（半保留复制）产物RNA聚合

5、酶（RNA-pol）DNA聚合酶酶NTPdNTP原料模板链转录（不对称转录）两股链均复制模板转录复制（一）原核生物RNA聚合酶●RNA聚合酶（大肠杆菌为例）全酶=核心酶+σ因子第二节DNA指导下的RNA聚合酶核心酶(coreenzyme)全酶(holoenzyme)大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析亚基基因相对分子量亚基数组分功能αrpoA365002核心酶核心酶组装，启动子识别βrpoB1510001核心酶β和β'共同形成RNA合成的活性中心,β亚基含有核苷三磷酸的结合位点；与转录全过程有关（催化）β'rpoC1550001核心酶β’亚基含有与

6、DNA模板的结合位点；结合DNA模板（开链）σrpoD700001σ因子存在多种σ因子，用于识别不同的启动子RNA聚合酶全酶在转录起始区的结合RNA聚合酶——(二）真核生物RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶定位核仁核质核质转录产物45s-rRNAhnRNA5s-rRNA,tRNA,U1-13snRNAU6snRNA，（U6除外）非UsnRNA对鹅膏蕈碱反应耐受极敏感中度敏感种类ⅠⅡⅢRNA聚合酶与DNA聚合酶的区别RNA聚合酶DNA聚合酶大小(M)大，4.8×105dol小，1.09×105dol引物无有产物较短，游离较长，与模板以氢键相连作用方式一条链的某一段两

7、条链同时进行外切酶活性无5’3’，3’5’校对合成能力无有修复能力无有第三节与转录起始和终止有关的DNA结构一、原核生物的启动子和终止子启动子定义：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。5335结构基因调控序列RNA-pol原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子(operon)，包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。（一）启动子结构转录单元●RNA聚合酶保护法分析启动子结构Pribnow41-44bp开始转录TTGACAAACTGT-35区(Pribnowbox)酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链

8、打开）TA