【正文】 本質(zhì)為 RNA，具有催化活性 引物酶 DNA依賴的 RNA聚合酶 DNA為模板合成 RNA引物（ DNA復(fù)制） RNA聚合酶 DNA依賴的 RNA聚合酶 DNA為模板合成 RNA（轉(zhuǎn)錄） 逆轉(zhuǎn)錄酶 RNA依賴的 DNA聚合酶 RNA為模板合成 DNA 端粒酶 自帶 RNA模板 的 RNA依賴的 DNA聚合酶 RNA為模板合成 DNA（逆轉(zhuǎn)錄） 翻譯（蛋白質(zhì)的生物合成） 蛋白質(zhì)生物合成體系 ?以 氨基酸 為原料 ?20種氨基酸 ?以 mRNA為模板 ?mRNA ?以 tRNA為運(yùn)載工具 ?tRNA ?以 核糖體 為合成場所 ?核糖體 ?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) ?酶及蛋白質(zhì)因子 ?ATP、 GTP 八、蛋白質(zhì)的生物合成 ? mRNA ?原核生物：多順反子 /真核生物：單順反子 ?遺傳密碼 (64個 ) ?三聯(lián)體 = 一個密碼子 一個氨基酸 ?起始密碼 AUG ?終止密碼 UAA/UGA/UAG ?連續(xù)性 ?連續(xù) 閱讀從 mRNA5’ 3’ ?肽鏈合成 N端 C端 ?框移突變 ?簡并性 ?一個 ?密碼 第 2位上堿基不變 ， 第 3位堿基可改變 ?如： ACU ACC ACA ACG 都編碼蘇氨酸 ?兼職性 ?AUG：起始信號 / Met的密碼子 ?通用性 ?從最簡單生物 (病毒 )到人類 ,使用同一套遺傳密碼 ?擺動性 ?密碼子與反密碼子的相互作用 前二對 嚴(yán)格堿基配對 第三對 擺動配對 ?核蛋白體 蛋白質(zhì)合成的場所 原核生物 真核生物 rRNA種類 5S 16S 23S 5S 18S 28S 核糖體 (rRNA+rP) 70S （ 30S小亞基） （ 50S大亞基） 80S （ 40S小亞基） （ 60S大亞基） 多核糖體 一條 mRNA鏈上同時具有許多個核糖體 一條 mRNA可同時合成多條多肽鏈 ? tRNA 氨基酸 的 特異“搬運(yùn)工具” ～ 6特異 tRNA 和 mRNA擺動配對 ?氨基酸的活化 氨基酰 tRNA合成酶 +特異 tRNA 氨基酰 tRNA ATP AMP+PPi ?氨基酰 tRNA合成酶 對底物氨基酸和 tRNA都有高度特異性 具有校正活性 ?催化反應(yīng) 活化 1個氨基酸 消耗 2個 ATP 氨基酸 + ATPE 氨基酰 AMPE + PPi 氨基酰 AMPE+tRNA 氨基酰 tRNA+AMP+E (COOH) (3’CCAOH) ?氨基酰 tRNA AlatRNAAla MettRNAMet ?起始氨基酰 tRNA 真核生物： MettRNAiMet 原核生物： fMettRNAifMet ?可溶性蛋白質(zhì)因子 原核生物 真核生物 起始因子 IF IF IF3 9種 eIF 延長因子 EFTu、 EFTs、 EFG eEF1α eEF1βγ eEF2 釋放因子 RF RF RF3 eRF ?蛋白質(zhì)合成的過程，翻譯后加工 肽鏈合成起始 翻譯起始復(fù)合物 mRNA起始氨基酰 tRNA核蛋白體 原核生物 翻譯起始復(fù)合物形成 真核生物 翻譯起始復(fù)合物形成 ?核蛋白體大小亞基分離 IF IF1與小亞基結(jié)合 ?核蛋白體大小亞基分離 eIF2B/eIF3與小亞基結(jié)合 eIF6促進(jìn)核蛋白體分離 ?mRNA在小亞基定位結(jié)合 mRNA5’端起始信號 SD序列 ?起始氨基酰 tRNA結(jié)合小亞基 MettRNAiMetelF2 –GTP kozak序列 ?起始氨基酰 tRNA結(jié)合 mRNA (fMettRNAimet)IF2(GTP) ?mRNA在核蛋白體小亞基就位 elF4E/elF4G/elF4A/elF4B/PAB ?核蛋白體大亞基結(jié)合 IF2(GTP)促進(jìn)三種 IF釋放 ?核蛋白體大亞基結(jié)合 elF5/GTP促進(jìn)各種 elF釋放 肽鏈合成延長 核蛋白體循環(huán) 進(jìn)位、成肽、轉(zhuǎn)位 每次循環(huán)增加一個氨基酸 原核生物 核蛋白體循環(huán) 真核生物 核蛋白體循環(huán) ?進(jìn)位 EFTu結(jié)合分解 GTP， 促進(jìn)氨基酰 tRNA進(jìn)入 A位 EFTs調(diào)節(jié)亞基 ?進(jìn)位 EF1α EF1βγ ?成肽 (23s rRNA) 轉(zhuǎn)肽酶 催化的肽鍵形成（ 核酶 ） ?成肽 轉(zhuǎn)肽酶 催化的肽鍵形成 ?轉(zhuǎn)位 EFG有轉(zhuǎn)位酶活性 (GTP酶活性 ) 促進(jìn) mRNA肽酰 tRNA由 A位移到 P位，促進(jìn) tRNA從 E位釋放 ?轉(zhuǎn)位 EF2 轉(zhuǎn)位時卸載的 tRNA直接從 P位脫落（沒有 E位） 每合成一個肽鍵，消耗 4個高能磷酸鍵 活化 :2個 ATP / 進(jìn)位 :1個 GTP / 轉(zhuǎn)位 :1個 GTP 肽鏈合成終止 mRNA上終止密碼出現(xiàn)，多肽鏈合成停止， 肽鏈從肽酰 tRNA中釋出， mRNA、核蛋白體等分離 原核生物 核蛋白體循環(huán) 真核生物 核蛋白體循環(huán) ?終止密碼的辨認(rèn) RF1識別 UAA、 UAG RF2識別 UAA、 UGA ?終止密碼的辨認(rèn) ?肽鏈從肽酰 tRNA水解出 eRF ?肽鏈從肽酰 tRNA水解出 RF3：促進(jìn)釋放 結(jié)合 GTP/GTP酶活性 ? 翻譯后加工 ?多肽鏈折疊為天然的 三維結(jié)構(gòu) ?促進(jìn)蛋白折疊功能的大分子 ?分子伴侶 （熱休克蛋白 /伴侶素） ?蛋白二硫鍵異構(gòu)酶 ?肽 脯氨酰順反異構(gòu)酶 ?肽鏈一級結(jié)構(gòu)的修飾 ?肽鏈 N端的修飾 ?個別氨基酸的修飾 ?多肽鏈的水解修飾 ?高級結(jié)構(gòu)修飾 ?亞基聚合 ?輔基連接 ?疏水脂鏈的共價連接 ?蛋白質(zhì)合成后的 靶向輸送 ?分泌性蛋白 的靶向輸送 ?信號肽 抗生素 作用點(diǎn) 作用原理 應(yīng)用 四環(huán)素族 （金霉素 新霉素、土霉素） 鏈霉素 、 卡那霉素、新霉素 氯霉素 、林可霉素 紅霉素 梭鏈孢酸 放線菌酮 嘌呤霉素 原核核蛋白體小亞基 原核核蛋白體小亞基 原核核蛋白體大亞基 原核核蛋白體大亞基 原核核蛋白體大亞基 真核核蛋白體大亞基 真核、原核核蛋白體 抑制氨基酰 tRNA與小亞基結(jié)合 改變構(gòu)象引起讀碼錯誤、抑制起始 抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長 抑制轉(zhuǎn)肽酶、妨礙轉(zhuǎn)位 與 EFGGTP結(jié)合，抑制肽鏈延長 抑制轉(zhuǎn)肽酶、阻斷延長 氨基酰 tRNA類似物，進(jìn)位后引起未成熟肽鏈脫落 抗菌藥 抗菌藥 抗菌藥 抗菌藥 抗菌藥 醫(yī)學(xué)研究 抗腫瘤藥 ?蛋白質(zhì)生物合成抑制劑 ?環(huán)己亞胺 ?作用于 真核 生物 80S核糖體 ?抑制肽?；鶊F(tuán)的轉(zhuǎn)移 ?抗腫瘤 ?白喉毒素 ?對 真核生物 有劇毒的毒素，抑制蛋白質(zhì)的合成 ?eEF2 eEF2 腺苷二磷酸衍生物 (無活性 ) ?蓖麻毒素 ?使 真核 生物核糖體 60S大亞基失活 ?28SrRNA特異位點(diǎn)的腺苷發(fā)生脫嘌呤 ?干擾素 ?真核 細(xì)胞感染病毒后分泌的具有抗病毒作用的 蛋白質(zhì)， 抑制病毒的繁殖 ?干擾素誘導(dǎo) eIF2磷酸化而失活 ?干擾素誘導(dǎo)病毒 RNA降解 ?九、基因表達(dá)調(diào)控的概念及原理 基因表達(dá) 基因轉(zhuǎn)錄、翻譯的過程 基因表達(dá)的特異性 ?時間性（階段性） ?空間性（細(xì)胞特異性，組織特異性） 基因表達(dá)的方式 （協(xié)調(diào)表達(dá)） ?組成性表達(dá)（管家基因的表達(dá)） ?管家基因 :在個體幾乎所有細(xì)胞中持續(xù)表達(dá) ?誘導(dǎo)和阻遏表達(dá) ?可誘導(dǎo)基因 /可阻遏基因 基因表達(dá)調(diào)控 的生物學(xué)意義 ?適應(yīng)環(huán)境、維持生長和增殖 ?維持個體發(fā)育與分化 ? 基因表達(dá)調(diào)控的基本原理 基因表達(dá)的多級調(diào)控 ?DNA水平 ?基因激活 ?RNA水平 ?轉(zhuǎn)錄起始 ?轉(zhuǎn)錄后加工 ?mRNA降解 ?蛋白質(zhì)水平 ?蛋白質(zhì)翻譯 ?翻譯后加工修飾 ?蛋白質(zhì)降解 基因 轉(zhuǎn)錄 激活調(diào)節(jié)基本要素 原核生物 真核生物 特異 DNA序列 ?操縱子 ?啟動序列 (共有序列 ) 35區(qū) TTGACA 10區(qū) TATAAT ?操縱序列 ?其他調(diào)節(jié)序列 ?順式作用元件 (DNA) ? 影響自身基因表達(dá)的 DNA序列 ? TATA盒 /GC盒 /CAAT盒 調(diào)節(jié)蛋白質(zhì) ?阻遏蛋白 (負(fù) ) ?激活蛋白 (正 ) ?反式作用因子 (轉(zhuǎn)錄因子 /蛋白質(zhì) ) 與順式作用元件作用調(diào)節(jié) DNA表達(dá) DNA 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) ?順式作用元件 反式作用因子 ?反式作用因子 二聚體 /多聚體 RNA聚合酶 ?RNA聚合酶 +原核啟動序列 /真核啟動子 ?RNA聚合酶活性：誘導(dǎo)劑 /阻遏劑 DNA蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì) （一）原核基因的表達(dá)調(diào)控 ?轉(zhuǎn)錄起始 ?乳糖操縱子調(diào)節(jié)機(jī)制 ?阻遏蛋白的負(fù)性調(diào)節(jié) ?CAP的正性調(diào)節(jié) ?協(xié)調(diào)調(diào)節(jié) ?轉(zhuǎn)錄終止 ?衰減 色氨酸操縱子 ?抗終止 ?翻譯水平的調(diào)節(jié) ?蛋白質(zhì)分子的自我調(diào)節(jié) ?反義 RNA的調(diào)節(jié) 乳糖操縱子 (lactose operon) ?一個操縱子 =編碼序列（ 26） +啟動序列 +操縱序列 +(其他調(diào)節(jié)序列 ) I P O Z Y a 控制位點(diǎn) 結(jié)構(gòu)基因 DNA 阻遏蛋白 啟動序列 操縱序列 β半乳糖苷酶 通透酶 乙?；D(zhuǎn)移酶 ? 乳糖操縱子（ Lactose operon） 結(jié)構(gòu) RNA聚合酶 結(jié)合位點(diǎn) 調(diào)控基因 ?乳糖操縱子總結(jié) ?環(huán)境條件的變化是相關(guān)基因 表達(dá)的外界信號 ?葡萄糖、乳糖濃度的變化 ?基因表達(dá)的 負(fù)調(diào)控 ?Lac阻遏物 與操縱基因 ?基因表達(dá)的 正調(diào)控 ?cAMP+CAP與相應(yīng)的 DNA序列 ?正、負(fù)調(diào)控協(xié)同表達(dá) 翻譯水平調(diào)節(jié)的操縱子 ?蛋白質(zhì)分子結(jié)合于啟動序列或啟動序列周圍進(jìn)行自我調(diào)節(jié) （順式調(diào)控） ?翻譯水平上的調(diào)節(jié) ?調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合 mRNA靶位點(diǎn) ?阻止核蛋白體識別翻譯起始區(qū) ?阻斷翻譯 ?負(fù)自我調(diào)節(jié) ?調(diào)節(jié)蛋白作用于 自身 mRNA ?抑制 自身的合成 ?舉例 ?核糖體蛋白質(zhì)的操縱子 反義 RNA 反義 RNA結(jié)合 mRNA翻譯起始部位的互補(bǔ)序列對翻譯進(jìn)行調(diào)節(jié) (反式調(diào)控： 阻遏蛋白 /CAP/反義 RNA ） ?抑制翻譯起始 ?反義 RNA與特定 mRNA翻譯起始部位互補(bǔ) ?導(dǎo)致 mRNA不穩(wěn)定 ?反義 RNA與 mRNA形成雙鏈 ?雙鏈含有核酸內(nèi)切酶的靶位點(diǎn) ?造成翻譯提前終止 ?反義 RNA結(jié)合于轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物 ?形成類似的終止子結(jié)構(gòu) ?真核基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ?基因組結(jié)構(gòu)龐大 ?單順反子 ?重復(fù)序列 ?基因不連續(xù)（斷裂基因） ?真核基因表達(dá)調(diào)控特點(diǎn) ?多層次上進(jìn)行 ?轉(zhuǎn)錄、 轉(zhuǎn)錄后 ?翻譯、翻譯后 ?mRNA降解 ?蛋白質(zhì)分選 ?RNA聚合酶 ?活性染色體結(jié)構(gòu)表化 ?正性調(diào)節(jié)占主導(dǎo) ?轉(zhuǎn)錄與翻譯分開進(jìn)行 ?轉(zhuǎn)錄后修飾、加工 （二）真核基因表達(dá)的調(diào)控 ?真核基因表達(dá)調(diào)控主要表現(xiàn)為對轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控 ?真核基因轉(zhuǎn)錄活性的調(diào)控 ?染色質(zhì)疏松、活化： 調(diào)節(jié)蛋白 在特定部位改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu) ?轉(zhuǎn)錄因子 /抑制因子 調(diào)節(jié)基因活性 ?處于轉(zhuǎn)錄激活狀態(tài)的染 色質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化 ?對核酸酶敏感 ?DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化 ?DNA堿基的甲基化修飾變化 ?組蛋白變化 轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控 ?對核酸酶敏感 ?活化基因常有 高敏位點(diǎn) ， 位于調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合位點(diǎn)附近 ?DNA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化 ?天然雙鏈 DNA均以負(fù)性超螺旋存在 ?基因活化后 :負(fù)超螺旋 RNAP 正超螺旋 ?DNA堿基的甲基化 修飾變化 ?真核 DNA約有 5%的胞嘧啶被甲基化 ?甲基化 范