【正文】 ? 全酶： 核心酶＋ ζ因子 ? ζ因子 ：起始階段 ?識別啟動子，負責(zé)模板鏈的選擇和轉(zhuǎn)錄的起始； ?不同的 σ因子識別不同的啟動子，從而表達不同的基因， ? 核心酶 ： (α2ββ?)延伸反應(yīng) ?與 DNA非特異結(jié)合， 5?→3? 移動，解鏈和聚合反應(yīng)； ?選擇正確的 rNTP底物并催化磷酸二酯鍵的生成； ?能識別轉(zhuǎn)錄終止信號，停止轉(zhuǎn)錄。 原核生物 RNA聚合酶 類型 細胞內(nèi)定位 催化轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 對鵝膏蕈堿的反應(yīng) Ⅰ 核仁 rRNA前體 耐受 Ⅱ 核質(zhì) mRNA前體 極敏感 Ⅲ 核質(zhì) 5SrRNA tRNA 中度敏感 真核細胞 RNA聚合酶 與轉(zhuǎn)錄起始和終止有關(guān)的 DNA結(jié)構(gòu) ? 啟動子 (promoter) ?RNA聚合酶識別、結(jié)合和開始轉(zhuǎn)錄的一段 DNA序列。 ? 終止子 （ terminator） ?DNA上與轉(zhuǎn)錄終止有關(guān)的序列。 ? 增強子 （ enhancer） ?遠上游序列，－ 100以上，也可以出現(xiàn)在下游。能使與其鄰近的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的 DNA序列。 原核生物啟動子 ? 轉(zhuǎn)錄起點 ，多為嘌呤； ? Pribnow框 （結(jié)合位點） ?TATAAT（ TATPuAT）， － 10序列。 ? Sextama框 （ 識別和初始結(jié)合位點） ?TTGACA， － 35序列 。 ?決定啟動子的強度。 ? 天然啟動子中二者之間 距離 多為 15～ 20bp，17bp時轉(zhuǎn)錄效率最高。 足跡法確定啟動子序列 原核生物終止子 ? 終止信號存在于 RNA聚合酶已經(jīng)轉(zhuǎn)錄過的序列之中。 ? 分類： ?不依賴蛋白因子的終止作用 ； ?依賴于蛋白因子（即 ρ因子）的終止作用 ； ? 結(jié)構(gòu)共同特點： ?在終止點之前有一段 回文序列 ，兩個反向重復(fù)部分（ 7～ 22bp）之間有一段不重復(fù)區(qū)段隔開，導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄后生成的 RNA分子產(chǎn)生 莖環(huán)結(jié)構(gòu) 。 RNA聚合酶 Ⅱ 的啟動子 組成 ? 核心啟動子元件 ?轉(zhuǎn)錄起始位點： 帽子位點，通常為 A，兩側(cè)為若干嘧啶核苷酸； ?TATA框 常在 25bp左右，相當(dāng)于原核的 10序列； ? 上游啟動子元件 ?CAAT盒 ： 70～ 80bp， 一致序列為 GGC/TCAATCT ?GC盒 ： GGGCGG： 80 ～ 110bp 增強子 （ enhancer） ? 即遠上游序列，－ 100以上，能使與其連鎖的基因轉(zhuǎn)錄頻率明顯增加的 DNA序列。 ? 性質(zhì) ?增強效應(yīng)明顯； ?增強效應(yīng)與其位置和取向無關(guān)； ?多為重復(fù)序列，核心序列 TGGAAA/TTT； ?組織和細胞特異性； ?沒有基因?qū)Ｒ恍裕? ?增強子單元的協(xié)同作用和倍增效應(yīng)； 原核生物轉(zhuǎn)錄過程 ? 起始階段 ?封閉二元啟動子復(fù)合物 ： 全酶＋ DNA雙鏈 ?開放二元啟動子復(fù)合物 ： 全酶＋解鏈 DNA ?三元復(fù)合物 ： 全酶＋ DNA＋二核苷酸 （ RNA） ? 延伸階段 ?σ因子解離， 核心酶催化 ，在模板指導(dǎo)下沿 5?→3? 延伸RNA鏈； ?轉(zhuǎn)錄泡 ： DNA解鏈部分保持 17bp左右， DNA－ RNA雜交鏈維持 12bp； 真核生物 mRNA的加工 mRNA的前體：核內(nèi)不均一 RNA（ hnRNA） ? 5?端加帽： m7G； ? 3?端加尾： polyA； ? 剪接 ：剪除內(nèi)含子，拼接外顯子； ? 鏈內(nèi)部核苷酸甲基化修飾。 5’端帽子 ? 5’端帽子結(jié)構(gòu) ： ?m7G，以 5?， 5? 磷酸酯鍵與 pppA或 pppG相連的二核苷酸， 即 m7GpppX。 ? mRNA帽子的功能 ： ?提供核糖體對 mRNA的識別信號； ?增加 mRNA的穩(wěn)定性（沒有自由的 5?端）； ?促進某些 RNA的合成。 3’端尾巴 ? 結(jié)構(gòu) ： ?poly(A)，多聚 (A)尾巴大約 40～ 250個左右的聚腺苷酸。 ? 3?端非編碼區(qū)中一種叫做 加尾信號序列 的控制。 ? 多聚腺苷酸聚合酶 催化轉(zhuǎn)移 ； ? 功能 ： ?是 mRNA由細胞核轉(zhuǎn)移至細胞質(zhì)所必需的形式； ?提高了 mRNA的穩(wěn)定性。 真核生物 rRNA轉(zhuǎn)錄后加工 ? 初始轉(zhuǎn)錄本為 45S前體， ? 18S， 28S 是一個轉(zhuǎn)錄本， ? 5sRNA前體獨立于其他三種 rRNA的基因轉(zhuǎn)錄。 ? 哺 乳動物的 rRNA前體的加工有多種途徑。 tRNA的前體加工 ? tRNA基因的轉(zhuǎn)錄單元大多是多順反子： 包括同一個 tRNA基因、不同 tRNA基因、 rRNA基因 。 ? 有兩種類型的前體 tRNA 基因： ?Ⅰ 型 ：（多數(shù)）具 3?端 CCA序列作 3?修復(fù)的信號和最后的界線；酶的作用下切除 CCA下游一段序列 。 ?Ⅱ 型 ：（少數(shù)）沒有 3?端 CCA序列需要添加 CCA序列 . RNA的剪接和 RNA催化活性 ? 剪接 ：去除初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物上的內(nèi)含子，把外顯子連接為成熟的 mRNA的過程。 ? 生物體內(nèi)的各種內(nèi)含子 內(nèi)含子類型 細胞內(nèi)定位 GUAG/AUAC 細胞核，前 mRNA（真核） Ⅰ 型內(nèi)含子 細胞核 rRNA前體（真核） 、 細胞器 RNA、少數(shù)細菌 RNA Ⅱ 型內(nèi)含子 細胞器 RNA、部分細菌 RNA tRNA前體內(nèi)含子 細胞核、 tRNA前體（真核） 剪接方式 ? 核 mRNA內(nèi)含子： 由剪接裝置完成 ?可供識別的特異序列， ?接裝置由多種蛋白質(zhì)和核蛋白組成； ?轉(zhuǎn)酯反應(yīng) ? Ⅰ 型和 Ⅱ 型內(nèi)含子： 自我剪接 ?形成特定的二級結(jié)構(gòu)， ?RNA具有催化剪接的能力； ?轉(zhuǎn)酯反應(yīng) ? 酵母 tRNA： 需要蛋白質(zhì)酶參與的剪接 RNA的編輯 ? 定義 ：轉(zhuǎn)錄后的 RNA在編碼區(qū)發(fā)生堿基的加入、丟失或轉(zhuǎn)換等現(xiàn)象。 ? 是發(fā)生于 mRNA水平的遺傳信息的改變 ，但 DNA模板并未發(fā)生改變，其產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)不能從基因組 DNA序列中推導(dǎo)出來。 ? 序列經(jīng)過轉(zhuǎn)錄后加工，有多用途分化的，因此也稱作 分化加工 。 ? RNA的編輯作用的結(jié)果是由一個基因可產(chǎn)生不止一種蛋白質(zhì)。 翻譯（蛋白質(zhì)的生物合成） ? 以 氨基酸 為原料 ? 以 mRNA為模板 ? 以 tRNA為運載工具 ? 以 核糖體 為合成場所 ? 起始、延長、終止各階段 蛋白因子 參與 ? 合成后加工成為有 活性蛋白質(zhì) 遺傳密碼 ? 遺傳密碼（ geic code） mRNA分子上5?→3? 方向，每三個核苷酸與一種氨基酸對應(yīng)，全部 64種組合所形成的體系。 ? 密碼子（ codon） 每一個三聯(lián)核苷酸的順序稱為密碼子，也叫三聯(lián)體密碼。 ? 終止密碼（ stop coden） UAA、 UAG、UGA ? 起始密碼 ： AUG 遺傳密碼的特性 ? 遺傳密碼的 方向性與無間隔性 ? 遺傳密碼的簡并性和擺動性 ? 遺傳密碼的通用性 ? 遺傳密碼的偏愛性 開放閱讀框架 （ ORF） ? 指從 起始密碼子 AUG開始，到終止密碼子處的正確可讀序列 。 ?通常情況下，在三種框架中，只有一種能夠正確地編碼有功能活性的蛋白質(zhì)，而其它的閱讀框架往往由于頻繁出現(xiàn)終止密碼子而被封閉。所以，一般一條 mRNA序列僅編碼一條蛋白質(zhì)多肽鏈。 原核生物 mRNA的特點 ? SD序列 ：是原核細胞中 mRNA和核糖體識別、結(jié)合的位點。 ?SD序列位于起始密碼 AUG上游 4～ 7個核苷酸以外，具有 保守序列： 5’UAAGGAGG3’。 ?原核細胞核糖體小亞基 16SrRNA具有 3?AUUCCUCC5?保守序列，二者正好互補，核糖體借此判定翻譯的起始位點。 ? 多順反子 mRNA ? 半衰期短 真核生物 mRNA的特點 ? 5’端帽子結(jié)構(gòu)和 Kozak序列 ?真核生物的核糖體小亞基識別 5?端帽子結(jié)構(gòu)，隨后移動到起始密碼子處。起始密碼子常處于 CCACCAUGG序列之中，這段保守序列的存在能增加翻譯起始的效率，這段序列即“ Kozak序列” ? 單順反子 mRNA ?真核生物經(jīng)剪接后的每一種 mRNA通常僅能翻譯出一種蛋白質(zhì)，即屬于單順反子 mRNA。 30S 與 mRNA結(jié)合部位 給位 /肽酰基位 ：結(jié)合或接受肽基的部位 受位 /氨?；?：結(jié)合或接受 AAtRNA的部位 50S 5? 3? mRNA P A T 轉(zhuǎn)肽酶 核糖體上的主要功能定位 E 卸載的 tRNA離開核糖體位點 tRNA的二級結(jié)構(gòu) ? aa接受臂（ amino acid arm） ? 二氫尿嘧啶環(huán) （ DHU loop） ? 反密碼環(huán)（ anticodon loop） ? 額外環(huán)（ extra loop） ? TψC環(huán)（ TψC loop） tRNA的 接頭作用 ? tRNA與 特定氨基酸結(jié)合 ，將其 轉(zhuǎn)運 到核糖體上，按照 mRNA上的密碼順序準(zhǔn)確無誤地 裝配 成多肽或蛋白質(zhì)。 ? tRNA識別 相應(yīng)的氨基酸和識別 mRNA上相應(yīng)的密碼子，并具有核糖體的識別位點。 ? tRNA識別相應(yīng)的氨基酸的機制 :氨酰 tRNA合成酶的高度專一性。 ? 氨基酸的活化 ——氨酰 tRNA的合成 氨酰 tRNA合成酶 ? 絕對專一性 ?一個氨基酸，一個 氨酰 tRNA合成酶 ； ? 酶的兩個位點 ?結(jié)合位點： 結(jié)合正確的 ?水解位點： 保證 ? 校對作用 ?氨酰 tRNA合成酶的水解部位可以水解錯誤活化的氨基酸。 可溶性蛋白質(zhì)因子 ? 起始因子 ?initiation factors IF ?eukaryote initiation factors eIF ? 延長因子 ?elongation factors EF ?eukaryote elongation factors eEF ? 釋放因子 ?release factors RF ? 此外，還有 ATP 、 GTP ,多種酶的參與。 蛋白質(zhì)生物合成過程 ? 氨基酸的活化與轉(zhuǎn)運 ? 肽鏈合成的起始 ? 肽鏈的延長 ? 肽鏈合成的終止 ? 蛋白質(zhì)的加工、修飾 “核糖體循環(huán) ” 肽鏈合成的起始 起始所需的條件 ? 游離的核糖體大小亞基 ? mRNA 5’ 端的起始信號 ? 起始 tRNAtRNAimet ? GTP ? 三種可溶性起始因子(IF) ? 起始密碼的識別 ?核糖體小亞基上的 16S rRNA和 mRNA的 SD序列（位于起始位點上游 4－ 13個核苷酸）結(jié)合 ? tRNA tRNAfmet的活化形成 ? 起始復(fù)合物的形成 ?30S起始復(fù)合物 ?50S起始復(fù)合物 肽鏈的延伸 ? 肽鏈的延伸過程實際上是一個 循環(huán)反應(yīng) ?進位 （ entrance） ?成肽 (peptide bond formation) ?轉(zhuǎn)位 (translocation) ? 延伸所需條件 ?70S起始復(fù)合物 ?延長 tRNA轉(zhuǎn)運氨基酸 ?延長因子 (EF) ?GTP Tu\Ts循環(huán)： EFTu和 EFTs幫助AAcyltRNA進入 A位點 ? EFTuGTP識別 tRNA的 TψC環(huán)與AAcyltRNA結(jié)合成三元復(fù)合物，并以此形式進入 A位點； ? 若互補， GTP水解，釋放 EFTuGDP；否則三元復(fù)合物馬上從核糖體上脫離。 ? EFTs輔助脫離核糖體的 EFTuGDP與 GTP作用，重新生成 EFTuGTP。 成肽 ? 酶 ?轉(zhuǎn)肽酶（大亞基）催化形成肽鍵 ? 成鍵部位 ?給位（ P位）上 fmet（肽酰）的 α COO與受位（ A位）上新的氨基酰的 α NH4+ ? 反應(yīng)部位 ?反應(yīng)在受位上進行（給位上的 fmet退至受位），生成的二肽在受位上。 ? 給位上無負載 tRNA 移位 EFG催化移位，移位的能量來自 GTP的水解。移位后， EFG和 GDP釋放， A位空出。 ? 轉(zhuǎn)位酶 EFG ?有 GTP酶活性 ?協(xié)助 mRNA前移 ,游離 tRNA釋放 ? 位置 ?給位：肽 tRNAmRNA ?受位：空留 ,下一個 AA進入 ? 方向 ?mRNA： 5’→3’ 移動 ?1個帶有