【文章內(nèi)容簡介】 變：突變沒有引起編碼氨基酸變化，不影響蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)★2．錯義突變：堿基序列的改變引起表達產(chǎn)物蛋白質(zhì)氨基酸序列的改變★3．無義突變：指某個堿基的改變使編碼某種氨基酸的密碼子變?yōu)榻K止密碼子，使肽鏈過早終止，蛋白產(chǎn)物一般沒有活性 突變的原因1自發(fā)突變（spontaneous mutation)：由于正常的細胞活動，或細胞與環(huán)境的隨機相互作用的過程所引起的生物DNA序列的改變?！镌颍篋NA復(fù)制錯誤、DNA自發(fā)的化學(xué)改變、堿基的互變異構(gòu)體導(dǎo)致錯配、氧化作用損傷堿基2誘發(fā)突變（induced mutation): 特定的化學(xué)或物理因素引起的DNA序列改變?！?原因：射線(紫外線和電離輻射)、化學(xué)誘變劑、堿基修飾、DNA插入劑DNA損傷的類型1各種射線 2化學(xué)誘變劑：堿基類似物、烷化劑、DNA插入劑等DNA的修復(fù)系統(tǒng)1復(fù)制修復(fù)：校正DNA復(fù)制過程中產(chǎn)生的堿基錯誤連接①尿嘧啶糖基酶系統(tǒng)：切除進入DNA分子的尿嘧啶核苷酸②錯配修復(fù)：原核細胞內(nèi)存在Dam甲基化酶，能使位于5`GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化。復(fù)制后DNA在短期內(nèi)（數(shù)分鐘）為半甲基化的GATC序列，一旦發(fā)現(xiàn)錯配堿基，即將未甲基化鏈切除一段包含錯誤堿基的序列，并以甲基化的鏈為模板進行修復(fù)2損傷修復(fù) ①光復(fù)活修復(fù) ②甲基轉(zhuǎn)移酶 ③切除修復(fù)3復(fù)制后修復(fù) (postreplication repair)①大腸桿菌的重組修復(fù)系統(tǒng)②SOS修復(fù)：DNA分子受損傷的范圍較大，在復(fù)制受到抑制時出現(xiàn)的一種應(yīng)急修復(fù)作用 第五章 轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后加工★轉(zhuǎn)錄:生物體以DNA為模板,在RNA聚合酶催化下合成互補的RNA分子的過程轉(zhuǎn)錄單位(transcription unit):從啟動子到終止子，被轉(zhuǎn)錄成單個RNA分子的一段DNA序列★復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的相同點1都以DNA為模板2原料為核苷酸3合成方向均為5′→3′方向4都需要依賴DNA的聚合酶5遵守堿基互補配對規(guī)律6產(chǎn)物為多聚核苷酸鏈★復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的區(qū)別作為RNA合成模板的鏈稱為反意義鏈(模板鏈/負鏈)；與其互補的鏈稱有意義鏈(編碼鏈/正鏈)原核生物RNA聚合酶(RNA polymerase )全酶 = 核心酶（α2ββ’）+ σ因子1, α亞基決定轉(zhuǎn)錄的基因2, β亞基在5’ →3’方向上延長多核苷酸鏈3, β’亞基結(jié)合DNA模板4, σ因子識別“啟動子”并與之結(jié)合真核的RNA聚合酶酶轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物鵝膏蕈堿敏感性RNA聚合酶Ⅰ大部分rRNA不敏感RNA聚合酶ⅡhnRNA 敏感RNA聚合酶ⅢtRNA、5srRNA 、snRNA前體中度敏感★啟動子：RNA聚合酶識別、結(jié)合并起始轉(zhuǎn)錄的一段高度保守性DNA序列★原核生物啟動子結(jié)構(gòu)216。 10區(qū)：TATA區(qū)(Pribnow box)，RNA聚合酶的牢固結(jié)合位點216。 35區(qū)：TTGACA區(qū)，與RNA聚合酶的σ因子相互識別35 和10區(qū)域之間的間隔17bp最佳。不影響轉(zhuǎn)錄起始但對轉(zhuǎn)錄效率十分重要(大腸桿菌RNA聚合酶全酶所識別的啟動子區(qū)) 圖★真核生物啟動子RNA聚合酶I的啟動子 1．核心啟動子（core promoter），由45～+20位核苷酸組成，單獨存在時就足以起始轉(zhuǎn)錄。2．由170 ～ 107位序列組成，稱為上游調(diào)控元件，能有效地增強轉(zhuǎn)錄效率3．轉(zhuǎn)錄成rRNA RNA聚合酶Ⅲ啟動子、tRNA和某些snRNA2 .5S rRNA和tRNA基因的啟動子是內(nèi)部啟動子(internal promoter)位于轉(zhuǎn)錄起始位點的下游 ，都由兩部分組成，位于轉(zhuǎn)錄起始位點上游RNA聚合酶Ⅱ啟動子1 起始子：轉(zhuǎn)錄起始的第一個堿基多為A,兩側(cè)各有若干嘧啶核苷酸2 TATA box： 25~ 35區(qū)含TATA序列，是轉(zhuǎn)錄因子與DNA分子結(jié)合的部位，使轉(zhuǎn)錄精確地起始 3 CAAT 框：70 ~ 80區(qū)含CCAAT序列，控制轉(zhuǎn)錄起始的頻率 4 GC box：80 ~ 110區(qū)含有GCCACCC或GGGCGGG序列，控制轉(zhuǎn)錄起始的頻率增強子(enhancer)：使和它相連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的DNA序列①增強效應(yīng)明顯但與位置和取向無關(guān)②核心序列：TGTGGGTTTGG ③沒有基因?qū)Ｒ恍缘袊烂艿慕M織和細胞特異性④許多增強子還受外部信號的調(diào)控終止子(terminator) ：DNA分子中終止轉(zhuǎn)錄的核苷酸序列 。 (ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止 (ρ)因子的轉(zhuǎn)錄終止依賴r因子的終止：有些終止位點不形成強的發(fā)夾結(jié)構(gòu)，需用ρ蛋白來幫助轉(zhuǎn)錄終止r因子：：六聚體蛋白、水解各種核甘三磷酸促使新生RNA鏈從三元轉(zhuǎn)錄復(fù)合物中解離出來，從而終止轉(zhuǎn)錄。★原核和真核生物轉(zhuǎn)錄啟動子的比較1原核啟動子結(jié)構(gòu)類型少，真核生物每種類型的RNA聚合酶均有自己的啟動子2原核啟動子與真核生物RNA聚合酶II的啟動子更接近，其基本功能單位由起始子和TATA保守區(qū)組成3原核與真核生物RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄起始點第一個堿基均為嘌呤堿4原核啟動子范圍較小，真核生物RNA聚合酶II的調(diào)控區(qū)域較大5除Pribnow box外，原核啟動子上游只有Sextama box，真核除含有CAAT box還有GC框、八聚體框和增強子等原核生物的轉(zhuǎn)錄1轉(zhuǎn)錄起始:①核心酶在σ因子的參與下，與模板DNA接觸，生成非專一性的，不穩(wěn)定的復(fù)合物在模板上移動②起始識別：σ亞基發(fā)現(xiàn)識別位點后，與35區(qū)序列結(jié)合形成一個封閉的啟動子復(fù)合體“酶啟動子二元復(fù)合物”轉(zhuǎn)錄起始分為三步：RNA聚合酶結(jié)合到識別位點上移動到起始位點上建立一個開鏈式啟動子復(fù)合物③全酶緊密地結(jié)合在啟動子的10序列處，模板DNA局部變性，形成“開放的啟動子二元復(fù)合體”④酶移動到轉(zhuǎn)錄起始點，第一個rNTP轉(zhuǎn)錄開始， σ因子釋放，形成“酶啟動子rNTP三元復(fù)合體”2 RNA鏈的延伸①核心酶向前移動， NTP不斷聚合，RNA鏈不斷延長②核心酶覆蓋雙鏈DNA和RNA復(fù)合物，向前推進，邊解開螺旋邊釋放出新合成的RNA鏈，已經(jīng)轉(zhuǎn)錄的區(qū)域中分開的DNA鏈又重新形成雙螺旋RNA鏈延伸的暫停1 RNA聚合酶在DNA上的移動速度不均勻， 的序列 8－10個核苷酸后，發(fā)生暫停。2 在RNA鏈的終止和釋放過程中起重要作用3 轉(zhuǎn)錄終止①酶停止向正在延伸的RNA鏈添加核苷酸，開放三元復(fù)合物解體。②終止既需DNA上可識別的終止序列，也需RNA產(chǎn)物的發(fā)夾結(jié)構(gòu)③兩類終止子：依賴與不依賴ρ因子的終止子真核生物的轉(zhuǎn)錄1 三種RNA pol識別不同啟動子。2 轉(zhuǎn)錄起始過程需要很多轉(zhuǎn)錄因子（transcription factor, TF ）參與，按一定順序與DNA形成復(fù)合物，協(xié)助RNA pol定位于轉(zhuǎn)錄起始點3 RNApol前移處處都遇上核小體，轉(zhuǎn)錄延長過程中可以觀察到核小體移位和解聚現(xiàn)象真核生物轉(zhuǎn)錄的終止爪蟾轉(zhuǎn)錄終止位點：TT3均含有7個堿基的保守序列5’—GACTTGG—3’T2是前體rRNA轉(zhuǎn)錄的初始終止位點T3是“失敗保險終止位點”轉(zhuǎn)錄的抑制作用 阻斷、抑制或干擾RNA的代謝過程，最終抑制轉(zhuǎn)錄的一類化合物1嘌呤或嘧啶類似物：巰基嘌呤、氟尿嘧啶2通過與DNA結(jié)合改變模板的功能：烷化劑、放線菌素、溴乙錠3與RNA酶結(jié)合影響其活力： 利福平/利福霉素—與原核細胞RNA聚合酶的β亞基非共價結(jié)合，阻止RNA轉(zhuǎn)錄的起始 α鵝膏蕈堿—真核生物RNA聚合酶Ⅱ的抑制劑轉(zhuǎn)錄后加工及其機制轉(zhuǎn)錄后加工:將各種前體RNA分子加工為成熟的各種RNA順反子：與多肽鏈相對應(yīng)的DNA片段連同啟動部位和終止部位原核生物mRNA為多順反子，即幾個結(jié)構(gòu)基因，利用共同的啟動子和終止信號經(jīng)轉(zhuǎn)錄成一條mRNA。真核生物mRNA為單順反子，即只含一個基因，一個mRNA分子編碼一種蛋白質(zhì)分子。原核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工1，mRNA: 轉(zhuǎn)錄生成的初級轉(zhuǎn)錄本mRNA不需經(jīng)過復(fù)雜的加工過程即可表現(xiàn)功能。多順反子mRNA在RnaseⅢ的催化下裂解為單個的順反子2，rRNA的加工： ① 的rRNA有三種：16S，23S和5S。②初始轉(zhuǎn)錄物多為多順反子rRNA轉(zhuǎn)錄后加工包括:1剪切： 前體被RNaseⅢ、RNaseR等剪切2修飾：修飾酶進行堿基修飾3裝配： rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成核糖體的大、小亞基3，tRNA的加工 ①tRNA 初始轉(zhuǎn)錄本是多順反子②加工包括：A核酸內(nèi)切酶在tRNA兩端切斷B核酸外切酶從3’端逐個切去附加順序C在3’端加上CCAOHD核苷酸的修飾參與tRNA后加工的酶1, RNAaseP：內(nèi)切核酸酶，負責(zé)切割所有tRNA分子的5‘端。識別tRNA的空間結(jié)構(gòu)2 RNAaseD：外切核酸酶，使Ⅰ型 tRNA露出CCA端。RNAaseP 存在時 RNAaseD可達最大活性3 tRNA核苷酸轉(zhuǎn)移酶：以ATP和CTP為前體，催化 tRNA（Ⅱ型）的3’端生成CCA；CCA末端常丟失，該酶有修復(fù)作用；識別tRNA的空間結(jié)構(gòu)，無種屬特異性4 RNAase Ⅲ：與RNAaseO、RNAaseP2的功能相似，負責(zé)切開間隔序列 真核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工1 mRNA前體的加工①5’端形成特殊的帽子結(jié)構(gòu)②3’端切斷一段序列并加上poly A尾巴③通過剪切去除由內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來的序列④鏈內(nèi)部核苷酸甲基化⑤真核生物轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工1） 5’端加帽帽子的三種類型：帽子0（Cap0） m7GpppX（共有）— m7G；N7—甲基鳥苷帽子1 （Cap1）m7GpppXm — 第一個核苷酸的 2’O 位上產(chǎn)生甲基化帽子2（Cap2） m7GpppXmYm — 第二個核苷酸的 2’O 位上產(chǎn)生甲基化425’端帽子結(jié)構(gòu)的重要性： a. 翻譯起始的必要結(jié)構(gòu)，為IFⅢ（起始因子）和核糖體對mRNA的識別提供信號b. 增加mRNA的穩(wěn)定性，保護mRNA 免遭5’外切核酸酶的攻擊c. 運輸，有助于mRNA越過核膜，進入胞質(zhì)2） 3’端加尾a、 大多數(shù)的真核mRNA 都有3’端的多聚尾巴（polyA)，約為200bp。b、 AATAA序列是加polyA尾信號。★3′polyA尾巴的功能1與mRNA從細胞核轉(zhuǎn)送到細胞質(zhì)有關(guān)2穩(wěn)定mRNA結(jié)構(gòu)，保持生物半衰期3與真核mRNA的翻譯效率有關(guān)：①缺失可抑制體外翻譯的起始 ②含 poly(A) 的mRNA 失去 poly(A) 可減弱其翻譯2. rRNA前體的加工初始轉(zhuǎn)錄本為45S前體，18S， 是一個轉(zhuǎn)錄本5sRNA前體獨立于其他三種rRNA的基因轉(zhuǎn)錄前體rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，然后再切割和甲基化 3. tRNA前體的加工①真核的前體分子tRNA是單順反子，成簇排列，基因間有間隔區(qū)；②前體分子兩端都有附加序列需核酸內(nèi)切酶和外 切酶切除；③3’端加CCA ；④tRNA的前體分子中含有內(nèi)含子需切除；⑤堿基修飾RNA的剪接RNA剪接(RNA splicing) ：一個基因的外顯子和內(nèi)含子共同轉(zhuǎn)錄在一條轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物中，將內(nèi)含子去除而把外顯子連接起來形成成熟RNA分子的過程1 內(nèi)含子(intron) — 成熟RNA的序列中不出現(xiàn)的序列2 外顯子(exon) — 在斷裂基因及其初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上出現(xiàn)，并表達為成熟RNA的核酸序列內(nèi)含子的分類1.Ⅰ類內(nèi)含子 — 含有中部核心結(jié)構(gòu)（細胞器基因、核基因 ）2.Ⅱ類內(nèi)含子 — 不含有中部核心結(jié)構(gòu)（細胞器線粒體基因、核基因 ）3.Ⅲ類內(nèi)含子 — 具有 GU－AG 特征的邊界序列（核基因mRNA前體 ） — tRNA基因的內(nèi)含子（位于 tRNA 的反密碼環(huán)上） 第I類含子的剪接— rRNA的自我剪接1結(jié)構(gòu)特點： ①邊界序列 5’UG 3’