【正文】 A模板 dNTP RNA(DNA)引物 Mg2+ and Mn2+ 沿 5’－ 3’ 方向合成 DNA 形成 RNA－ DNA 以 DNA為模板在寄主細(xì)胞中利用寄主 DNA聚合酶合成新的 DNA CANCER 36 逆轉(zhuǎn)錄酶功能 (多功能酶）： ① 具有以 RNA和 DNA為模板的 DNA聚合酶功能 ② RNaseH： 降解 RNADNA中 RNA鏈的降解 ③ DNA內(nèi)切酶 ④ DNA拓?fù)涿? ⑤ DNA解鏈酶和 tRNA結(jié)合活性 逆轉(zhuǎn)錄酶 利用： ? 體外合成 cDNA（ plementary DNA ） 37 五、基因突變和 DNA損傷修復(fù) （ 一 ） 基因突變 ： DNA中的堿基順序發(fā)生突然而永久性的改變 ， 影響 DNA復(fù)制 ， 并導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄和翻譯也隨之改變 ， 而表現(xiàn)出異常的遺傳特征 。 種類 ： ① 一個(gè)或幾個(gè)堿基對(duì)被置換 ……… 可逆 ② 插入一個(gè)或幾個(gè)堿基對(duì) ………… 可逆 ③ 一個(gè)或幾個(gè)堿基對(duì)缺失 ………… 不可逆 嘌呤堿基之間或嘧啶堿基之間的置換叫轉(zhuǎn)換 嘌呤和嘧啶之間的置換叫顛換 常見突變 38 突變產(chǎn)生 ① 自發(fā)：機(jī)率很低， DNA合成中每 109個(gè)堿基有一個(gè)突變 ② 誘發(fā)：物理和化學(xué)因素 39 （二） DNA損傷修復(fù) X射線導(dǎo)致 DNA上形成缺口 （ nick） UV使 T上環(huán)乙烯鍵活化，使同股或不同股的 T之間形成新的共價(jià)鍵，變成環(huán)丁烷，二聚體構(gòu)象改變導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄受阻，細(xì)胞死亡。 40 修復(fù) 1 光復(fù)活 光 （ 400nm)激活光復(fù)活酶 ， 切除 dimer上的 C－ C鍵 ， 使 堿基復(fù)原 …… 紫外照射形成的產(chǎn)物 。 2 切除修復(fù) 切除嚴(yán)重的損傷 ， 以完整的 DNA為模板合成切除部分 ， DNA恢復(fù) 。 損傷專一的內(nèi)切酶 DNA聚合酶 I 或 II DNA連接酶 修復(fù)模板鏈 41 3 重組修復(fù) 有損傷的 DNA可以復(fù)制，但子代 DNA鏈和損傷鏈之間出現(xiàn)缺口。 重組修復(fù) 將完整的親代或子代的相應(yīng)的堿基順序片段移到缺口，然后在合成被移動(dòng)的部分。 重組修復(fù)酶 形成一條新的模板鏈 42 4 誘導(dǎo)修復(fù) ① SOS反應(yīng)：許多導(dǎo)致 DNA損傷或抑制 復(fù)制 的處理均能引起一系列復(fù)雜的誘導(dǎo)效應(yīng) ， 這就是 SOS反應(yīng) ② SOS反應(yīng) ：修復(fù) +變異 ? 可以誘導(dǎo)切除修復(fù)和重組修復(fù)的酶 ， 加強(qiáng)修復(fù) ? SOS反應(yīng)能誘導(dǎo)產(chǎn)生缺乏 校正功能的DNA聚合酶 ， 保證在損傷部位的復(fù)制避免死亡 ， 但是帶來(lái)了高變異率 ① SOS修復(fù)是導(dǎo)致突變的修復(fù) 。 43 第二節(jié) RNA的生物合成 以 DNA為模板， RNA聚合酶， NTP， 和 DNA的一定區(qū)段互補(bǔ)的 RNA鏈 轉(zhuǎn) 錄 44 轉(zhuǎn)錄特點(diǎn)： ① 轉(zhuǎn)錄的不對(duì)稱性： DNA中只有一條鏈可作為轉(zhuǎn)錄的模板 ? 反義鏈：用作模板的鏈 ? 有義鏈：和反義鏈互補(bǔ)鏈 ……… 編碼鏈（核苷酸順序和轉(zhuǎn)錄出的 RNA相同 ， T和 U） ② RNA合成方向： 5’－ 3’ 方向。 ③ 轉(zhuǎn)錄有起始位點(diǎn)和終止位點(diǎn) ，不需要引物 ④ 真核細(xì)胞中： mRNA tRNA 在核質(zhì)， rRNA在核仁，葉綠體線粒體也可轉(zhuǎn)錄 ⑤ 原核細(xì)胞在細(xì)胞質(zhì)中 45 一、 RNA聚合酶 DNA指導(dǎo)的 RNA聚合 酶，催化所有形式的 RNA合成 NTP+DNA模板 RNA＋ PPi RNA聚合 酶， Mg2+ 46 大腸桿菌中 RNA聚合酶 ① 由 5種亞基組成 ?2 ??’ ??， 2Zn ② 結(jié)合 DNA時(shí)可覆蓋 60個(gè)核苷酸 ③ ?因子識(shí)別起始位點(diǎn)（ RNA合成開始后脫離 RNA酶） ④ ?亞基具有和啟動(dòng)子結(jié)合的功能 ⑤ ?亞基催化磷酸二酯鍵形成 ⑥ ?’亞基與 DNA模板結(jié)合有關(guān) 47 真核細(xì)胞中的 RNA聚合酶有 I， II ， III型：由 4～ 6亞基組成，有 Zn2+. RNA聚合酶 I在核仁中催化 rRNA前體的轉(zhuǎn)錄 II于核質(zhì)中，催化 mRNA前體轉(zhuǎn)錄 III于核質(zhì)中，催化小分子量RNA轉(zhuǎn)錄 線粒體和葉綠體中的 RNA聚合酶和原核細(xì)胞中相似 48 以完整的雙鏈 DNA為模板 ， DNA的解鏈僅發(fā)生在和RNA聚合 酶的結(jié)合部位 （ 17個(gè)堿基對(duì) ） ， 49 二、 RNA轉(zhuǎn)錄過(guò)程 ① 起始位點(diǎn)識(shí)別 ② 起始 ③ 延伸 ④ 終止 50 （一）起始位點(diǎn)識(shí)別 1. RNA合成不需要引物 2. RNA核心酶，在無(wú) ?時(shí)，可以隨機(jī)在一個(gè)基因的兩條鏈上 移動(dòng) ，但有 ?時(shí)，RNA酶就會(huì)選擇正確起點(diǎn)，和模板上的 啟動(dòng)子 結(jié)合， ?起到識(shí)別起始信號(hào)的作用。 51 TTGACA TATATA ＋ 1 啟動(dòng)子： DNA分子上的起始信號(hào) /啟動(dòng)序列。 52 啟動(dòng)子結(jié)構(gòu) @－ 35序列（ TTGACA保守序列）提供RNA聚合酶 全酶識(shí)別信號(hào) @ － 10序列（ TATAAT保守序列， Pribnow框）是酶的緊密結(jié)合位點(diǎn) @ RNA合成的起始點(diǎn) 53 RNA核心酶 + ?因子 ① 非專一性復(fù)合物（不穩(wěn)定） ：酶 + ?因子 結(jié)合并接觸 DNA分子 ② 較松弛的封閉型啟動(dòng)子復(fù)合物 ：識(shí)別 — 35位點(diǎn)并結(jié)合 ③ 開放型啟動(dòng)子復(fù)合物 ： 酶和 DNA在緊密結(jié)合位點(diǎn)緊密結(jié)合，在－ 10處打開雙鏈，識(shí)別其中模板鏈 ④ 開放型復(fù)合物一形成， DNA就繼續(xù)解鏈， 酶 移動(dòng)到起始位點(diǎn) 。 54 （二） 起始 全酶結(jié)合第一個(gè)加入的核苷三磷酸（ GTP 或 ATP） 形成啟動(dòng)子＋全酶＋核苷三磷酸復(fù)合物 …… 三元起始復(fù)合物 ， 將第一個(gè)核苷酸摻入 。 此位點(diǎn)為轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn) 。 ?因子脫離全酶 。 55 （三）延伸 ?因子脫離全酶 ， 核心酶和 DNA結(jié)合松弛 ， 可沿模板移動(dòng) ， 并按模板序列選擇下一個(gè)核苷酸摻入到生長(zhǎng)的RNA鏈的 3’ 端 。 RNA聚合酶延伸方向同樣是 5－ 3。 形成 RNA－ DNA雜交區(qū) （ 12bp） ，當(dāng) RNA離開 DNA時(shí) ， 兩條 DNA鏈則重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu) 。 56 （四）終止 ① DNA分子上有終止轉(zhuǎn)錄的特殊堿基序列 …… 終止子 。 ② 終止子功能：使 RNA聚合酶停止 RNA合成 ， 并釋放合成的 RNA。 57 識(shí)別終止子 ① RNA聚合酶自身識(shí)別： DNA有 15～ 20核苷酸的二重對(duì)稱區(qū) (反向重復(fù) )， 富含GC以及一串 A。 轉(zhuǎn)錄后形成富含 GC的發(fā)夾結(jié)構(gòu) ， 和寡聚 U， 寡聚 U可能提供信號(hào)使 RNA聚合酶脫離模板 。 ② 需要 ?因子： 和 RNA聚合酶結(jié)合 ， 阻止聚合酶移動(dòng) ， 轉(zhuǎn)錄終止 ， 釋放 RNA 58 59 60 三、轉(zhuǎn)錄后加工 轉(zhuǎn)錄后加工：較大的前體分子經(jīng)加工修飾后轉(zhuǎn)變成有生物活性 、 成熟的 RNA的過(guò)程 。 含剪接 、 剪切和化學(xué)修飾 。 1 mRNA的加工 182。原核生物：不需要 182。真核生物：為核內(nèi)不均一 RNA（ hnRNA） 位置不同： 基因不連續(xù)： 內(nèi)含子：不連續(xù)基因中的插入序列 外顯子：被內(nèi)含子隔開的基因序列 需要加工 61 ① hnRNA被剪接：去掉內(nèi)含子 ，連接外顯子 ② 在 3’ 末端加入 20～ 200個(gè) poly A ③ 5’ 端加帽子： m7GpppmNp ④ 內(nèi)部少數(shù)的 A第六位的氨基甲基化 m6A 真核 mRNA加工 62 2 tRNA加工 原核生物的 tRNA轉(zhuǎn)錄單元為多基因 ： 相同或不同 tRNA基因 ， 有的和 rRNA基因組成轉(zhuǎn)錄單元 ，需要加工 。 ① 剪切 ② 剪接 ③ 在 3’－ OH加入 CCAOH ④ 核苷酸修飾 ⑤ 稀有堿基獲得 堿基修飾酶、脫氨、甲基化、羥基化等 63 3 rRNA加工 原核生物先合成 30SrRNA， 經(jīng)核糖核酸酶作用形成： 16S 23S 5S 真核生物為 35～ 45S前體 rRNA 形成： 28S， 18S和 rRNA 5SrRNA 單獨(dú)轉(zhuǎn)錄來(lái)