【文章內(nèi)容簡介】 制作用利福霉素細菌全酶和β亞基結(jié)合，抑制起始利迪鏈霉素細菌核心酶和β亞基結(jié)合，抑制起始放線菌素D真核RNA聚合酶I與DNA結(jié)合，阻止延伸α鵝膏蕈堿真核RNA聚合酶II與RNA聚合酶II結(jié)合★真核生物和原核生物mRNA的區(qū)別真核生物mRNA原核生物mRNA主要以單順反子形式存在主要以多順反子形式存在mRNA的前體進行修飾，轉(zhuǎn)錄和翻譯不是同時進行轉(zhuǎn)錄和翻譯同時進行mRNA壽命比較長mRNA壽命比較短5’端有甲基化的帽子，3’端由ployA的尾巴5’3’端都有不編碼序列，中間是蛋白質(zhì)編碼區(qū)幾乎永遠以AUG作為起始密碼常以AUG有時以GUG、UUG作為起始密碼▲真核生物5’端帽子結(jié)構(gòu)mRNA的5’端是在轉(zhuǎn)錄后加上一個甲基化的鳥嘌呤，由腺苷酸轉(zhuǎn)移酶完成，一般認為帽子結(jié)構(gòu)是GTP和原mRNA的5’三磷酸腺苷或鳥苷縮合反應(yīng)的產(chǎn)物，新加上的G與mRNA鏈上所有其他核苷酸方向正好相反，類似于一頂帽子倒扣在mRNA鏈帽子結(jié)構(gòu)的功能：①有助于mRNA越過核膜，進入胞質(zhì)②保護5’端不被核酶降解③翻譯時供起始因子和核糖體識別，是翻譯所必需的▲真核生物3’端多聚A尾巴除組蛋白基因外，真核生物mRNA的3’端都有polyA序列，基因長度因mRNA種類不同而變化，polyA序列是在轉(zhuǎn)錄后加上去的，可能在細胞核中的核不均一核RNA階段就已經(jīng)加上了，幾乎所有真核基因的3’端轉(zhuǎn)錄終止位點上游的保守序列AAUAAA對于初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的準(zhǔn)確切割及加polyA是必需的3’端多聚A尾巴的功能：①是mRNA由細胞核進入細胞質(zhì)所必需的形式②提高了mRNA在細胞質(zhì)中的穩(wěn)定性③可以促進核糖體的有效循環(huán)▲終止合成RNA鏈，直到碰上終止信號時才與模板DNA相脫離并釋放新生RNA鏈，終止發(fā)生時，所有參與形成RNADNA雜合體的氫鍵都必須被破壞，模板DNA鏈才能與有意鏈重新組合成DNA雙鏈。大腸桿菌的終止子可以分為不依賴ρ因子和依賴ρ因子兩大類◆不依賴ρ因子的終止：這類終止反應(yīng)中，沒有任何其他因子的參與，核心酶在某些位點終止轉(zhuǎn)錄，模板DNA上存在終止轉(zhuǎn)錄的特殊信號—終止子，又稱內(nèi)在終止子，每個基因或操縱子都有一個啟動子和終止子內(nèi)在終止子的特點：①終止位點上游一般存在一個富含GC堿基的二重對稱區(qū)，由這段DNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的RNA容易形成發(fā)卡式結(jié)構(gòu)②終止子位點前有一段4~8個A組成的序列，所轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生的3’端為寡聚U，這種結(jié)構(gòu)特征的存在決定了轉(zhuǎn)錄的終止終止效率與二重對稱序列和寡聚U的長短有關(guān)，隨著發(fā)卡式結(jié)構(gòu)和寡聚U序列長度增加，終止效率逐步提高◆依賴ρ因子的終止：ρ因子結(jié)合在新生的RNA鏈上，是一個由6個相同亞基組成的六聚體，具有NTP酶和解旋酶活性，通過催化各種核苷酸三磷酸，使新生RNA鏈從三元復(fù)合物中解離出來，從而終止轉(zhuǎn)錄▲RNA中的內(nèi)含子◆外顯子：在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達成為成熟RNA的核酸序列◆內(nèi)含子：隔斷基因的線性表達而在剪接過程中被除去的核酸序列◆斷裂基因：真核生物的結(jié)構(gòu)基因，由若干個編碼區(qū)和非編碼區(qū)相互間隔開，但又連續(xù)鑲嵌而成，去除非編碼區(qū)再連接后，可翻譯出由連續(xù)氨基酸組成的完整的蛋白質(zhì)，這些基因稱為斷裂基因▲GUAG法則內(nèi)含子的兩個末端并不存在同源或互補的序列，但連接點具有很短的保守序列，也成為邊界序列，mRNA前體中內(nèi)含子的5’邊界序列為GU，3’邊界序列為AG，GU表示供體銜接點的5’端，AG代表接納體銜接點的3’端，這種保守序列模式稱為GUAG法則（Chambon法則），但GUAG法則不適用于線粒體、葉綠體的內(nèi)含子，也不適用酵母的tRNA▲核mRNA內(nèi)含子特點：①其邊界序列是完全符合GUAG法則的②許多發(fā)生分叉剪接的核mRNA內(nèi)含子3’端上游18~50個核苷酸處，存在一個序列為Py80Npy87Pu75Apy95的保守區(qū)，A為百分之百的保守，且具有2’OH，是參與形成分叉剪接中間物的特定腺嘌呤③內(nèi)含子5’端有一保守序列5’GUAAGUA3’可以和U1SnRNA的5’端得保守序列3’CAUUCAU5’互補▲mRNA的剪接◆剪接體：SnRNA（細胞核小RNA）參與，并于其他蛋白質(zhì)一起構(gòu)成一個大的顆粒復(fù)合體，進行mRNA的剪接過程，這個顆粒復(fù)合體稱為剪接體mRNA前體上的SnRNA是從5向下游進行移動，選擇在分支點富嘧啶區(qū)3下游的第一個AG作為剪接的3位的，AG前一位核苷酸可以影響剪接效率，CAG=UAGAAGGAG◆變位剪接：在個體發(fā)育或細胞分化時可以有選擇性的越過某些外顯子或某些剪接點進行變位剪接，產(chǎn)生出組織或發(fā)育階段特異性mRNA，稱為內(nèi)含子的變位剪接，大大的拓展了基因所攜帶的遺傳信息▲I類內(nèi)含子存在于低等真核生物的細胞器中，I類內(nèi)含子的剪接發(fā)生兩次磷酸二酯鍵的轉(zhuǎn)移，第一個轉(zhuǎn)酯由游離的鳥苷或鳥苷酸介導(dǎo)，以鳥苷或鳥苷酸的3’OH為親核基團，進攻內(nèi)含子5’端的磷酸二酯鍵，從上游切開RNA鏈，第二個轉(zhuǎn)酯以上游外顯子的自由3’OH作為親核基團攻擊內(nèi)含子3’位置上的磷酸二酯鍵，從而完全切開▲II內(nèi)含子存在于真核生物的線粒體和葉綠體rRNA基因中，無需鳥苷或鳥苷酸的參與但需要Mg2+參與，由內(nèi)含子本身的靠近3’端的腺苷酸2’OH為親核基團攻擊內(nèi)含子5’端得磷酸二酯鍵，上游切開RNA鏈后，形成套索結(jié)構(gòu)，再由上游外顯子的自由3’OH作為親核基團攻擊內(nèi)含子3’位置上的磷酸二酯鍵，從而完全切開▲RNA的編輯、再編碼、化學(xué)修飾◆RNA的編輯：轉(zhuǎn)錄后的RNA在編碼區(qū)發(fā)生的堿基的加入、丟失或轉(zhuǎn)換等，導(dǎo)致DNA所編碼的遺傳信息的改變的現(xiàn)象。有兩種機制：①位點特異性脫氨②引導(dǎo)RNA指導(dǎo)的尿嘧啶插入或刪除◆RNA編碼的生物學(xué)意義：①校正作用，基因在突變過程中丟失的遺傳信息可能通過RNA編輯恢復(fù)②調(diào)控作用，通過編輯可以構(gòu)建或除去起始或終止密碼，調(diào)控基因的表達③擴充遺傳信息，可以使基因產(chǎn)物獲得新的結(jié)構(gòu)和功能，有利于生物進化◆RNA的再編碼：RNA在某些情況下不是以固定方式被翻譯，而可以改變原來的編碼信息，以不同的方式進行翻譯，把RNA編碼和讀碼方式的改變成為RNA的再編碼★比較真核生物與原核生物轉(zhuǎn)錄過程中的異同點相同點：①都以DNA雙鏈中的反義鏈為模板②原料都是核苷酸③合成方向都為5’到3’④遵守堿基互補配對原則⑤產(chǎn)物為多聚核苷酸鏈⑥都需要能量⑦核苷酸都以35磷酸二酯鍵相連⑧都不需要引物不同點：真核生物mRNA合成原核生物mRNA合成RNA聚合酶識別啟動子需要輔助蛋白RNA聚合酶直接識別啟動子并結(jié)合有三種RNA聚合酶只有一種RNA聚合酶啟動子結(jié)構(gòu)元件多、位置不穩(wěn)定、有遠距離調(diào)控元件，范圍較大啟動子結(jié)構(gòu)相對比較簡單、位置穩(wěn)定、與操縱子相鄰，范圍較小很多轉(zhuǎn)錄因子介入轉(zhuǎn)錄因子相對較少轉(zhuǎn)錄后要經(jīng)過加帽、加尾、選擇性剪接等加工轉(zhuǎn)錄和翻譯同時發(fā)生生物信息的傳遞（從mRNA到蛋白質(zhì)）◆翻譯：指將mRNA鏈上的核苷酸從一個特定的起始位點開始，按每3個核苷酸代表一個氨基酸的原則，依次合成一條多肽鏈的過程▲翻譯的過程：①翻譯的起始：核糖體與mRNA結(jié)合并與氨基酰tRNA生成起始復(fù)合物②肽鏈的延伸：核糖體沿mRNA5向3端移動，開始了從N端向C端多肽鏈合成，是蛋白質(zhì)合成中最快的階段③肽鏈的終止及釋放，核糖體從mRNA上解離，準(zhǔn)備新一輪的合成反應(yīng)▲翻譯的特點：①蛋白質(zhì)合成是一個需能反應(yīng)，需有各種高能化合物參與，細胞用來進行合成代謝的總能力90%消耗在蛋白質(zhì)合成過程中②在真核生物細胞核內(nèi)合成的mRNA需運送到細胞質(zhì)，才能翻譯成蛋白質(zhì)③蛋白質(zhì)合成速度快、效率高★mRNA前體（hnRNA） 5加帽，3加多聚腺苷酸尾 RNA剪接 連續(xù)可譯框（ORF） 蛋白質(zhì)合成的◆三聯(lián)子密碼：mRNA上每3個核苷酸翻譯成蛋白質(zhì)多肽鏈上的一個氨基酸，這3個核苷酸就稱為三聯(lián)子密碼◆可譯框架（ORF）：由起始密碼開始到終止密碼結(jié)束的核苷酸序列稱為一個可譯框架▲遺傳密碼的性質(zhì)①密碼的連續(xù)性從RNA的5開始，一個密碼子一個密碼子的閱讀下去，之間沒有間斷②密碼的簡并性由一種以上密碼子編碼同一個氨基酸的現(xiàn)象稱為簡并，對應(yīng)于同一氨基酸的密碼子稱為同義密碼子。除甲硫氨酸和色氨酸只有一個密碼子，其他氨基酸都有一個以上密碼子，一般來說編碼一個氨基酸的密碼子越多，該氨基酸在蛋白質(zhì)中出現(xiàn)的頻率也就越高，但精氨酸除外③密碼的變偶性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，使某些tRNA可以識別1個以上的密碼子，反密碼子的第一位AU、CG、GUC、UAG、IUCA④密碼的通用性和偏愛性各種生物共用一套遺傳密碼，少數(shù)有特殊，不同生物對編碼同一氨基酸的密碼子的使用有偏好⑤密碼子與反密碼子的相互作用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，使某些tRNA可以識別1個以上的密碼子▲tRNA（第二遺傳密碼）tRNA的特征：存在經(jīng)過特殊修飾的堿基，tRNA的3’端都以CCAOH結(jié)束，該位點是tRNA與相應(yīng)氨基酸結(jié)合的位點，5端多為磷酸化的G、磷酸化的CtRNA的功能：解讀mRNA的遺傳信息，運載氨基酸的運輸工具▲tRNA的二級結(jié)構(gòu)（三葉草形）①受體臂，其3’端的最后3個堿基序列永遠都是CCA，最后一個堿基的3’或2’自由羥基可以被氨酰化②TψC環(huán)、臂，ψ表示擬尿嘧啶，是tRNA擁有的不常見的核苷酸，負責(zé)和核糖體上的rRNA識別結(jié)合③反密碼子臂，結(jié)合反密碼子，負責(zé)對密碼子的識別和配對④DHC環(huán)、臂，含有二氫尿嘧啶，負責(zé)和核糖體上的rRNA識別結(jié)合⑤多余臂，在TψC臂與反密碼子臂之間▲tRNA的三級結(jié)構(gòu)（倒L形）tRNA的三級結(jié)構(gòu)與AAtRNA合酶對tRNA的識別有關(guān)▲tRNA的種類◆起始tRNA和延伸tRNA：識別mRNA模板上起始密碼子的tRNA叫起始tRNA，其他tRNA統(tǒng)稱為延伸tRNA◆同工tRNA：多個tRNA可以代表一種氨基酸，將代表相同氨基酸的tRNA成為同工tRNA◆校正tRNA：校正tRNA校正的主要是無義突變和錯義突變◆無義突變：一個氨基酸的改變可以使代表某個氨基酸的密碼子變成終止密碼，使蛋白質(zhì)合成提前終止，合成無意義無功能的多肽，這種突變稱為無義突變◆錯義突變：由于結(jié)構(gòu)基因中每個核苷酸的變化使一種氨基酸的密碼變成另一種氨基酸的密碼▲氨酰tRNA合成酶具有識別tRNA和氨基酸的雙重高度專一性，催化下列反應(yīng)：AA+tRNA+ATP AAtRNA+AMP+PPi實際上分兩步：第一步是氨基酸活化生成酶氨酰腺苷酸復(fù)合物 第二步是氨酰基轉(zhuǎn)移到tRNA3’端腺苷酸殘基的2’或3’羥基上▲核糖體結(jié)構(gòu)：核糖體是一個致密的核糖核蛋白顆粒，可以解離為兩個亞基，每個亞基都含有一個相對分子質(zhì)量較大的rRNA和許多不同的蛋白質(zhì)分子★真核和原核核糖體的不同：原核細胞70s核糖體： 小亞基大亞基沉降系數(shù)（S）3050蛋白質(zhì)種類2134rRNA16S23S、5S真核細胞80s核糖體：小亞基大亞基沉降系數(shù)（S）4060蛋白質(zhì)種類3349rRNA18S28S、5S▲核糖體的3個tRNA結(jié)合位點A位點是新到來的氨酰tRNA的結(jié)合位點P位點是肽酰tRNA的結(jié)合位點E位點是延伸過程中的多肽鏈轉(zhuǎn)移到氨酰tRNA上釋放tRNA的位點，去氨酰tRNA通過E位點脫出，被釋放到核糖體外的細胞質(zhì)中去tRNA的移動順序為從A到P再到E，通過密碼子與反密碼子之間的相互作用保證反應(yīng)正向進行，tRNA的氨酰末端被定位到大亞基上，另一端的反密碼子與結(jié)合小亞基的mRNA相互識別，每個tRNA結(jié)合位點都橫跨核糖體的兩個亞基，位于大、小亞基的交界面▲核糖體的功能核糖體的多個活性中心：◆mRNA結(jié)合部位、結(jié)合或接受AAtRNA的A位、結(jié)合或接受肽酰tRNA的P位、肽基轉(zhuǎn)移的E位、形成肽鍵的部位（轉(zhuǎn)肽酶中心）◆核糖體小亞基負責(zé)對模板mRNA進行序列特異性識別，mRNA的結(jié)合位點也位于小亞基◆核糖體大亞基負責(zé)攜帶氨基酸及tRNA的功能，包括肽鍵的形成、AAtRNA、肽酰tRNA結(jié)合等，核糖體在體內(nèi)及體外都可解離為亞基或結(jié)合成70S/80S的顆粒★蛋白質(zhì)合成的生物學(xué)機制蛋白質(zhì)的生物合成包括氨基酸的活化、肽鏈的起始、伸長、終止及新合成多肽鏈的折疊和加工◆氨基酸的活化氨基酸必須在氨酰tRNA合成酶的作用下生成活化氨基酸AAtRNA，氨基酸的羧基與tRNA3’端腺苷酸核糖基上3’OH縮水形成二酯鍵，同一氨酰tRNA合成酶具有把相同氨基酸加到兩個或多個帶有不同反密碼子tRNA分子上的功能原核中起始氨基酸是甲酰甲硫氨酸，與核糖體小亞基結(jié)合的是N甲酰甲硫氨酰tRNAfMet真核生物中任何一個多肽合成從甲硫氨酰tRNAiMet開始，真核生物體內(nèi)存在兩種tRNAMet，只有甲硫氨酰tRNAiMet才能與40S小亞基結(jié)合，普通的tRNAMet攜帶的甲硫氨酸只能加入延伸的肽鏈中，因為起始因子