【正文】 ，ppGpp和pppGpp的作用不只是一個或幾個操縱子，而是影響一大批，所以稱它們是魔斑或超級調(diào)控因子1管家基因表達的特點：管家基因：某些基因產(chǎn)物對生命全過程都是必須的或必不可少的，這類基因在一個生物個體的幾乎所有細胞中均表達管家基因表達屬組成性表達，這類基因在生命全過程即各發(fā)育階段，幾乎所有細胞持續(xù)表達，較少受環(huán)境因素影響；持續(xù)表達和變化較??；只受啟動序列與RNA聚合酶相互作用的影響七、真核細胞與原核細胞在基因轉(zhuǎn)錄、翻譯及DNA的空間結(jié)構(gòu)方面的差異：① 在真核細胞中，一條成熟的mRNA鏈只能翻譯出一條多肽鏈，很少存在原核生物中常見的多基因操縱子形式。②發(fā)育調(diào)控或稱不可逆調(diào)控，是真核基因調(diào)控的精髓部分，它決定了真核細胞生長、分化、發(fā)育的全部進程⑵根據(jù)基因調(diào)控在同一事件中發(fā)生的先后次序又可分為：DNA水平調(diào)控—轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控—轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控—翻譯水平調(diào)控—蛋白質(zhì)加工水平的調(diào)控真核生物DNA水平上的基因表達調(diào)控⑴基因丟失：在細胞分化過程中，可以通過丟失掉某些基因而去除這些基因的活性，主要發(fā)生在較低等真核生物中⑵基因擴增：某些基因的拷貝數(shù)專一性增加的現(xiàn)象,它使得細胞在短期內(nèi)產(chǎn)生大量的基因產(chǎn)物以滿足生長發(fā)育的需要，是基因活性調(diào)控的一種方式，基因組拷貝數(shù)增加使可供遺傳重組的物質(zhì)增多，這可能構(gòu)成了加速基因進化、基因組重組和最終物種形成的一種方式⑶基因重排：將一個基因從遠離啟動子的地方移到距它很近的位點從而啟動轉(zhuǎn)錄⑷基因轉(zhuǎn)換：異源雙鏈DNA中的一條鏈轉(zhuǎn)換，使其在出現(xiàn)堿基配對處與另一條鏈互補⑸DNA的甲基化與基因調(diào)控。SD序列位于起始密碼子AUG上游813個密碼子，是核糖體與mRNA直接識別和結(jié)合的位點，該序列長度一般為5個核苷酸，富含G、A，該序列與核糖體16SrRNA的3‘端互補配對，促使核糖體結(jié)合到mRNA上，有利于翻譯的起始。阻遏物有無活性又受乳糖這種小分子誘導(dǎo)物的影響。細胞內(nèi)即將被降解的蛋白首先在ATP的作用下與泛蛋白相連，并運送到特定的蛋白降解體系中直到完全降解1真核生物轉(zhuǎn)錄與翻譯不能偶聯(lián)的原因真核生物mRNA使在細胞核內(nèi)合成的，而翻譯是在細胞質(zhì)中進行的，因此，mRNA只有被運送到細胞質(zhì)部分，才能翻譯生成蛋白質(zhì)。tRNA的移動順序：A位→P位→E位每個tRNA結(jié)合位點橫跨核糖體的大、小亞基1大小亞基的生物學功能：小亞基：通過密碼子與反密碼子的配對，識別并結(jié)合模板mRNA，蛋白質(zhì)合成中A位、P位、E位的一部分等大亞基：結(jié)合多肽鏈，催化肽鍵形成、蛋白質(zhì)合成中A位、P位、E位的一部分等1蛋白質(zhì)合成的過程：⑴氨基酸的活化：原核生物中，起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，起始AAtRNA是fMettRNAfMet，原核生物中30S小亞基首先與mRNA模板相結(jié)合，再與fMettRNAfMet結(jié)合，最后與50S大亞基結(jié)合真核生物中，起始氨基酸是甲硫氨酸，起始AAtRNA是MettRNAMet，40S小亞基首先與MettRNAMet結(jié)合再與模板mRNA結(jié)合，最近與60S大亞基結(jié)合生成80SAA+ATP+酶（E）→EAAAMP+PPi（2）氨?；D(zhuǎn)移到tRNA 339。D臂和反密碼子臂的桿狀區(qū)域形成了第二個雙螺旋，兩個雙螺旋上各有一個缺口，TΨC臂和D臂的套索狀結(jié)構(gòu)位于L的轉(zhuǎn)折點，所以受體臂頂端的堿基位于L的一個端點，反密碼子臂的套索狀結(jié)構(gòu)是L的另一個端點次級氫鍵、三級氫鍵：tRNA的三級結(jié)構(gòu)主要由在二級結(jié)構(gòu)中未配對堿基間形成氫鍵而引發(fā)的，在三葉草結(jié)構(gòu)中的被稱為次級氫鍵，在三級結(jié)構(gòu)中的就稱為三級氫鍵 tRNA的功能：①解讀mRNA的遺傳信息：tRNA在識別mRNA分子上的密碼時具有接頭作用，tRNA憑借自身的反密碼子與mRNA鏈上的密碼子相識別，把所帶氨基酸放到肽鏈的一定位置②運輸?shù)墓ぞ?，運載氨基酸t(yī)RNA有兩個關(guān)鍵部位：3’端CCA：接受氨基酸，形成氨酰tRNA；與mRNA結(jié)合部位—反密碼子部位tRNA的種類：①起始tRNA和延伸tRNA：能特異地識別mRNA模板上起始密碼子的tRNA稱起始tRNA，其他tRNA統(tǒng)稱為延伸tRNA。原核：細菌的rRNAs也是通過切割其共同前體形成的。mRNA前體與snRNP形成的復(fù)合物剪接體，mRNA前體的剪接通過剪接體進行核酶（Ribozyme RNA）：有酶活性的RNA⑷RNA的編輯：是一種與mRNA剪接不同的加工方式，指mRNA在轉(zhuǎn)錄后因插入、缺失或核苷酸的替換，改變了DNA模板來源的信息，從而翻譯出氨基酸序列不同的多蛋白原核生物與真核生物mRNA的特征比較⑴真核生物5‘端有帽子結(jié)構(gòu)，多數(shù)mRNA 3’ 端具有poly（A ）尾；原核生物5’ 端無“帽子”結(jié)構(gòu)，3’ 端沒有或只有較短的poly（A ）結(jié)構(gòu)⑵真核的mRNA只能編碼一個多肽；原核生物可以編碼多個⑶真核生物以單順反子存在；原核生物以多順反子存在⑷真核生物幾乎永遠以AUG作為起始密碼；原核生物以AUG，有時以GUG、UUG作為起始密碼⑸真核生物mRNA半衰期長；原核生物短單順反子mRNA：只編碼一個蛋白質(zhì)的mRNA。真核細胞中轉(zhuǎn)錄速度很快，在37℃時RNA鏈的延伸可達2500個核苷酸/分酶 位置 轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 相對活性 對α鵝膏蕈堿的敏感性RNA聚合酶Ⅰ 核仁 rRNA 5070% 不敏感RNA聚合酶Ⅱ 核質(zhì) hnRNA 2040% 敏感RNA聚合酶Ⅲ 核質(zhì) tRNA 約10% 存在物種特異性 RNA聚合酶與DNA聚合酶的區(qū)別： RNA聚合酶 DNA聚合酶大小(M) 大，105dol 小，105dol引物 無 有產(chǎn)物 較短，游離 較長，與模板以氫鍵相連作用方式 一條鏈的某一段 兩條鏈同時進行外切酶活性 無 5‘3’，3‘5’校對合成能力 無 有修復(fù)能力 無 有 啟動子：指能被RNA聚合酶識別、結(jié)合并啟動基因轉(zhuǎn)錄的一段DNA序列原核生物啟動子結(jié)構(gòu)：轉(zhuǎn)錄起點：與新生RNA鏈第一個核甘酸相對應(yīng)DNA鏈上的堿基（通常為嘌呤）TATA區(qū)（10）：酶的緊密結(jié)合位點（富含AT堿基，利于雙鏈打開TTGACA區(qū)（35）：提供了RNA聚合酶全酶識別的信號，酶的結(jié)合位點1/15別、轉(zhuǎn)錄無校正功能。另外TFⅡF進入使復(fù)合體離開啟動子向下游移動。②真核生物轉(zhuǎn)錄起始轉(zhuǎn)錄因子與RNA聚合酶一起共同參與轉(zhuǎn)錄起始的過程。⑼單鏈結(jié)合蛋白：穩(wěn)定已被解開的DNA單鏈，阻止復(fù)性和保護單鏈不被核酸酶降解3端粒復(fù)制的特點：真核生物線性染色體的兩個末端具有特殊的結(jié)構(gòu)，稱為端粒，有許多成串的短的重復(fù)序列組成。解離酶需要一個確切的內(nèi)部位點，是TnA家族的的特色，轉(zhuǎn)座酶的含量是轉(zhuǎn)座作用的限制因子3真核生物中的轉(zhuǎn)座子：分為轉(zhuǎn)座子和反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子：玉米中的控制因子，分為自主性因子和非自主性因子；果蠅中的轉(zhuǎn)座子，如P轉(zhuǎn)座子導(dǎo)致雜種不育反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子：指通過RNA為中介，反轉(zhuǎn)錄成DNA后進行轉(zhuǎn)座的可動元件，有：反轉(zhuǎn)錄病毒、RNA，整合宿主靶DNA；病毒超家族，有LTR，編碼反轉(zhuǎn)錄或整合酶，可含內(nèi)含子；非病毒超家族，無重復(fù)序列，不編碼轉(zhuǎn)座產(chǎn)物、無內(nèi)含子 3與DNA復(fù)制有關(guān)的物質(zhì)⑴原料：四種脫氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP)⑵模板：以DNA的兩條鏈為模板鏈，合成子代DNA⑶引物：DNA的合成需要一段RNA鏈作為引物⑷引物合成酶（引發(fā)酶）：此酶以DNA為模板合成一段RNA ，這段RNA作為合成DNA的引物，實質(zhì)是以DNA為模板的RNA聚合酶⑸DNA聚合酶:以DNA為模板的DNA合成酶，以四種脫氧核苷酸三磷酸為底物，反應(yīng)需要有模板的指導(dǎo)，反應(yīng)需要有3‘OH存在，DNA鏈的合成方向為5’到3‘①原核生物中的DNA聚合酶(大腸桿菌）： 162。不存在大溝，小溝窄而深，并具有更多的負電荷密度。交替的磷酸和2脫氧核糖構(gòu)成分子的骨架，堿基為側(cè)鏈，堿基類似于蛋白質(zhì)氨基酸的側(cè)鏈，影響著所形成的核酸的結(jié)構(gòu)和功能。1953年，Watson和Crick提出DNA反向平行雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，為充分解釋遺傳信息的傳遞規(guī)律鋪平了道路。1910年，德國科學家Kossel第一個分離了腺嘌呤、胸腺嘧啶和組氨酸。鏈的一端的核苷酸有自由的5’磷酸基團，稱5’端；另一端核苷酸具有自由的3’羥基，稱3’端。ZDNA是左手雙螺旋，磷酸核糖骨架呈Z字形走向。TnA家族：TnA的轉(zhuǎn)座作用的兩個過程被轉(zhuǎn)座酶和解離酶完成，其編碼基因為tnpA和tnpR。聚合活性 + 中+ 很低 + 很高新生鏈合成 +聚合酶Ⅰ：主要是對DNA損傷的修復(fù)；以及在DNA復(fù)制時切除RNA引物并填補其留下的空隙聚合酶Ⅱ：修復(fù)紫外光引起的DNA損傷聚合酶Ⅲ：DNA 復(fù)制的主要聚合酶，還具有3’5’外切酶的校對功能，提高DNA復(fù)制的保真性②真核生物中的DNA聚合酶：α β γ δ ε定位 細胞核 細胞核 線粒體 細胞核 細胞核3’5’外切 + + +酶活性5’3’ + + + + +功能：引物合成 修復(fù)作用 線粒體 核DNA的 復(fù)制修復(fù)DNA的復(fù)制 復(fù)制 ⑹DNA連接酶：若雙鏈DNA中一條鏈有切口，一端是3‘OH，另一端是5‘磷酸基，連接酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連接，但是它不能將兩條游離的DNA單鏈連接起來，DNA連接酶在DNA復(fù)制、損傷修復(fù)、重組等過程中起重要作用⑺DNA 拓撲異構(gòu)酶： 拓撲異構(gòu)酶?：使DNA一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，作用是松解負超螺旋，主要集中在活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，同轉(zhuǎn)錄有關(guān)，例：大腸桿菌中的ε蛋白拓撲異構(gòu)酶Π：該酶能暫時性地切斷和重新連接雙鏈DNA，作用是將負超螺旋引入DNA分子，同復(fù)制有關(guān)，例：大腸桿菌中的DNA旋轉(zhuǎn)酶⑻DNA 解螺旋酶 /解鏈酶：通過水解ATP獲得能量來解開雙鏈DNA，還有解螺旋酶I、II、III。以單鏈的模板鏈為模板，RNA聚合酶上的起始位點和延伸位點被相應(yīng)的NTP占據(jù)，聚合酶的β亞基催化第一個磷酸二酯鍵的生成，σ亞基從全酶解離，形成DNARNA聚合酶（核心酶）結(jié)合在一起的起始延伸復(fù)合物。這使聚合體覆蓋至下游+15部位，催化第一個磷酸二酯鍵合成。共同形成RNA合成的活性中心ω ？ 11000 1 核心酶 ？σ rpoD 70000 1 σ因子 存在多種σ因子，用于識別不同的啟動子真核生物RNA聚合酶：真核細胞RNA聚合酶的性質(zhì)與大腸桿菌RNA聚合酶相似。mRNA5’端的這種結(jié)構(gòu)稱為帽子（cap），作用：使mRNA更穩(wěn)定；增加蛋白質(zhì)合成的效率；帽子結(jié)構(gòu)對mRNA前體的剪接是必須的 ⑵3’端加尾：核酸外切酶切去3‘末端一些過剩的核苷酸，所切核苷酸的數(shù)量因hnRNA來源不同而不同，然后由多聚核苷酸聚合酶催化，以ATP為底物，在mRNA3‘末端逐個加上腺苷酸，形成poly（A）尾巴，作用：有利于mRNA通過核孔；使mRNA穩(wěn)定；增強翻譯效率⑶RNA的剪接：剪除內(nèi)含子，并使外顯子連接起來真核內(nèi)含子的序列特征：真核內(nèi)含子總是由GU開始，以AG結(jié)束，內(nèi)含子的5‘端剪接位點和3’端的剪接點，以及內(nèi)含子中的一個內(nèi)部序列分支點是mRNA前提正確剪接所必需的，AG的前一位核苷酸影響剪接效率，一般CAG = UAG AAG GAGmRNA前提剪接的機制：剪接過程由兩步連續(xù)的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)組成，產(chǎn)生一個套索狀中間體，結(jié)果使兩個被分隔的外顯子連接剪接體：細胞核內(nèi)的小分子RNASnRNA,包括U1U6等，SnRNA與特異的蛋白質(zhì)形成復(fù)合物 SnRNA有人認為甲基的存在是初級轉(zhuǎn)錄本轉(zhuǎn)變成熟的rRNA的標志。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④方向性：mRNA從5‘端到3‘端的核苷酸排列順序決定了多肽鏈中從N端到C端的氨基酸排列順序⑤擺動性：轉(zhuǎn)運氨基酸的tRNA上的反密碼子需要通過堿基互補與mRNA上的遺傳密碼子反向配對結(jié)合，在密碼子與反密碼子的配對中，前兩對嚴格遵守堿基配對原則，第三對堿基有一定的自由度，可以“擺動”，這種現(xiàn)象稱為密碼子的擺動性tRNA反密碼子第1位堿基 I U G A CmRNA密碼子第3位堿基 U, C, A A, G U, C U G⑤變偶假說：mRNA上的密碼子的第一、第二個堿基與tRNA上的反密碼子相應(yīng)的堿基形成強的配對；密碼的專一性主要是由于這兩個堿基的作用，反密碼子的第一個堿基決定一個tRNA所能解讀的密碼子數(shù)目，當一種氨基酸是由幾個不同的密碼子編碼時，如密碼子的頭2個堿基的任何一個不同時，便必須有不同的tRNA，至少要有32種tRNA來與61個密碼子相結(jié)合tRNA的結(jié)構(gòu)：二級結(jié)構(gòu)：三葉草形tRNA分子富含稀有堿基，為轉(zhuǎn)錄后加工修飾而成，多數(shù)分布在非配對區(qū)，往往G、A甲基化等；DHU環(huán)，含稀有堿基和氫尿嘧啶，負責和氨基酰tRNA聚合酶結(jié)合TΨC環(huán)，含核糖胸苷和假尿嘧啶Ψ，負責和核糖體上的rRNA識別結(jié)合附加環(huán)，大小不同，可用來鑒別tRNA反密碼子環(huán)，是根據(jù)位于套索中央的三聯(lián)反密碼子命名的，負責密碼子的識別配對受體臂3’端的最后3個堿基序列永遠是CCA，最后一個堿基的3’或2’自由羥基（—OH）可以被氨?；壗Y(jié)構(gòu)：“L”形L形的三級結(jié)構(gòu)，保留了二級結(jié)構(gòu)中由于堿基互補而產(chǎn)生的雙螺旋桿狀結(jié)構(gòu)，又通過分子重排創(chuàng)造了另一