考研生物化学ppt课件

,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,蛋白质的生物合成,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,13.4 RNA,的生物合成,（,Transcription,）,3.1,转录及加工,转录及加工,RNA,的复制,RNA,的转录调控,中心法则,DNA,RNA,蛋白质,复制,复制,转录,翻译,逆转录,RNA的生理功能,：,DNA将携带的遗传信息转到RNA分子中，RNA分子以其信息指导蛋白质的合成,。,n,1,ATP,n,2,CTP,n,3,GTP,n,4,U,TP,RNA,聚合酶等,Mg2+,DNA,转录单位,RNA,+,（,n,1,+n,2,+n,3,+n,4,),PPi,从,DNA,一条链,中的一段为模板，在,RNA,聚合酶,的催化下，以四种,核苷酸,为原料，按照,A-U，G-C,配对原则,合成,RNA,是合成,RNA,的,模板链,是,DNA,一条链中的一个,片断,是一个基因中的,反义链,有义链和反义链：,是相对于,RNA,而命名,DNA,转录单位的,编码链有义链链,模板链反义链链,特点：,(1),RNA,合成的模板链叫做,反义链,；另一条不做模板的链叫,有义链,。,RNA,为全保留,转录。,不对称转录,(2),转录开始,不需要引物,，,链的延长方向也是5,3,(3)RNA,聚合酶对利福平敏感,例题,请用简短的文字和示意图说明有意链和反意义链与转录产物的关系,，以及各自的序列、方向特点。,南京,农业大学,一、,RNA,聚合酶（,RNA,polymease,）,以,4,种核苷,酸,为底物，,DNA,为模板,，在二价阳离子（,Mg2+,或,Mn2+,）参与下催化,RNA,合成,RNA,链的合成,方向为,5-3,不需要引物,，能直接在模板上合成,RNA,链,无校对功能,例题,下列哪一项是RNA聚合酶与DNA聚合酶共同具有的性质,A,）,3,5,外切酶性质,B,）,5,3,外切酶性质,C,）,5,3,聚合酶性质,D,）需要引物的,3,-OH,南京,农业大学,原核生物的,RNA,聚合酶,RNA聚合酶亚基组成：,a,2,bb,s,=,a,2,bb,+,s,全酶 核心酶,转录起始因子,识别转录起点,，引导转录开始,含四个亚基，在转录,延长,中起主要作用。,还含有,2,个,Zn,离子。,某些酶制剂中还存在,w,亚基,根据对,-,鹅膏蕈碱的敏感性,不同，真核生物分为,、,、,三种,RNA,聚合酶。,例题,原核生物,DNA,转录时，识别启动子的因子是（）,A.IF-1,B.RF-1,C.,因子,D.,因子,2008,年农学联考,09,年农学统考中则考的是“大肠肝菌,RNA,聚合酶核心酶的组成是？”,启动子（,promoter,）,是,RNA,聚合酶识别,、结合和开始转录的一段,DNA,序列。,-35,序列,-10,序列,+1,序列,RNA,聚合酶牢固结合位置，也叫,“,T,ATA box,”,。,转录,初级转录物,RNA,RNA,聚合酶识别部位,RNA,合成,的起点,二、启动子,(,一,),起始,1.,因,子,识别,DNA,的启动子,2.,RNA,聚合酶,与启动子结合形成,“,闭合型复合体,”,3.DNA,双链解开一个短的区域，转录酶与模板链成,“,开放型复合物,”,4.,核苷酸被引入，至产生一定长度后（,6-9nt,），,因,子被释放。,三、原核生物转录机制,(,二,),延长,2.RNA,延长方向：,5,3,（,+1+n,）,1.,核心酶沿模板移动方向：,3,5,3.,当,5,端,RNA,离开,DNA,后，,DNA,重新恢复双螺旋，,RNA,以自由单链形式被释放。,(,三,),终止,终止子,(terminator,）：提供转录终止信号的,DNA,序列,依赖于,因子的终止子,：,弱,终止子,不依赖于,因子的终止子,：,强,终止子，富含,CG,回文结构，转录的,RNA,形成发夹结构以终止反应。,终止包括：,RNA,链延伸停止,新生,RNA,链的释放,RNA,聚合酶与模板解离,1.,依赖于,因,子的终止,（,1,）,因,子识别,并与弱终止子,(terminator),结合,;,（,2,）核心酶转录停止，解开,DNA-RNA,杂化双链，释放,RNA,因子,识别终止子,依赖,RNA,的,NTPase,活性,解螺旋酶活性,2.,不依赖于,因,子的终止,(1),在模板链终止点前有,4-6,个,dA,，即,poly,dA,结构；,(2)polyA,上游有一段,GC,富集区,，并形成回文序列。,合成出终止子对应的,GC,区时，,RNA,形成发夹结构,，核心酶停止转录。,例题,简要说明原核生物和真核生物内,RNA,合成的异同点,2002,年北师大,相同点：都是以,DNA,为模板合成,RNA,不同点：,原核细胞只有一种,RNA,聚合酶，而真核细胞有,3,种聚合酶；,启动子的结构特点不同，真核细胞有,3,种不同的启动子以及其它与转录有关的元件；,真核的转录有很多蛋白因子的介入。,RNA,的转录后加工,除,原核生物,mRNA,外，其它,RNA,在转录后基本都要进行剪切、修饰、异构等加工过程，才能成为成熟的,RNA,分子，称为,转录后加工,。,真核生物,mRNA,具有的特定结构：,5,戴帽,：,7-,甲基鸟苷三磷酸帽子结构,(m7G5,ppp5,Nmp),3,加尾,：,多聚腺嘌呤,(polyA),原核生物,mRNA,合成,真核生物,mRNA,合成,多顺反子,转录，即一条,mRNA,链上有几个结构基因（决定蛋白质结构的基因）,单顺反子,转录，即一个结构基因转录在一个,mRNA,分子上,转录和翻译相偶联,转录与翻译不偶联，转录在核内，翻译在核外细胞质中,mRNA,的寿命比较短,mRNA,的寿命较长,一般不需要转录后加工,要转录后加工，,5,戴帽，,3,加尾,DNA,复制与转录的比较,复 制 转 录,相,同,点,模 板,两股链均复制 模板链转录,合成方式,半保留复制 不对称转录,原 料,dNTP,NTP,引 物,RNA,不需要,聚合酶,DNA,聚合酶,RNA,聚合酶,碱基配对,A-T,，,G-C A-,U,，,T-,A,，,G-C,产 物,半保留的双链,DNA,单链,RNA,校正功能,有 无,不,同,点,以,DNA,为模板,遵循,碱基配对,原则,都需,依赖,DNA,的聚合酶,聚合过程都是生成,磷酸二酯键,新链合成方向为,5,3,正链,：,具有,mRNA,功能的链,负链：正链,的互补链,3.2 RNA,的复制,RNA也可以成为遗传信息的基本携带分子,如一些病毒的基因组为RNA分子，含有特异的RNA复制酶，可以,在RNA的指导下合成RNA,。RNA通过复制将遗传信息由亲代分子传递给子代分子。,病毒侵入宿主,合成特异性的,RNA复制酶,RNA复制酶吸附到正链RNA的3,末端,以正链为模板合成负链RNA,合成结束，负链从模板上释放,RNA复制酶又吸附到负链RNA 3,末端,以负链为模板合成正链,RNA,病毒产生,mRNA,的机制大致可分为四类：,(+)RNA,(-)RNA,mRNA(+),链,双链,RNA,(-)DNA,(+)RNA,(-)RNA,双链,RNA,3.3 RNA,的转录调控,在原核生物中，若干结构基因可,串联,在一起，其表达受到同一调控系统的调控，这种基因的组织形式称为,操纵子,（,operon,）,。,原核生物的操纵子调控,Z,Y,A,O,P,I,结构基因,操纵序列,启动子,调节基因,例题,一个操纵子通常含有,A.,一个启动序列和一个编码基因,B.,一个启动序列和数个编码基因,C.,数个启动序列和一个编码基因,D.,数个启动序列和数个编码基因,E.,一个启动序列和数个调节基因,2007,年中科院,通过,诱导剂或阻遏剂,来调节原核生物操纵子控制的酶蛋白的合成速度。,诱导剂：促使基因转录增强、酶蛋白合成增加的物质；反之为阻遏剂；,负调控,:,阻遏基因的表达,(,相应蛋白质,降低,),正调控,:,促进基因的表达,(,相应蛋白质,增加,),乳糖操纵子,色氨酸操纵子,I,P,O,Z,Y,A,控制位点,结构基因,DNA,阻遏蛋白,启动序列,操纵序列,半乳糖苷酶,通透酶,乙酰基转移酶,RNA,聚合酶结合位点,调控基因,一、,乳糖操纵子,cAMP,-CAP,结合位点,Z,Y,A,P,I,结构基因,操纵序列,启动子,调节基因,mRNA,调节蛋白,O,mRNA,蛋白质,阻遏蛋白的负性调控,乳糖操纵子模型：没有乳糖或其它诱导物时，调节基因生成阻遏蛋白，结构基因的表达,被抑制,。,Z,Y,A,O,P,I,结构基因,操纵序列,启动子,调节基因,mRNA,调节蛋白,乳糖操纵子模型：有乳糖或,IPTG,（异丙基硫代半乳糖）时，结构基因的表达,被诱导,。,m,R,N,A,半乳,糖苷酶,半乳糖苷,透过酶,半乳糖苷,转乙酰酶,既含有葡萄糖又含有乳糖的时候，,大肠杆菌优先利用葡萄糖,；只有当葡萄糖耗尽后，才会利用乳糖。,CAP-,cAMP,复合物可促进转录的进行,；,葡萄糖的代谢产物会抑制,cAMP,，从而抑制结构基因的表达。,Z,Y,A,O,P,I,结构基因,操纵序列,启动子：,弱,调节基因,mRNA,cAMP,-CAP,复合物的正调控,活性,CAP,结合位点：可增加,RNA,聚合酶的转录活性,调节蛋白,m,R,N,A,半乳,糖苷酶,半乳糖苷,透过酶,半乳糖苷,转乙酰酶,乳糖操纵子模型,阻遏蛋白负调节,乳糖操纵子的转录活性；,CAP,正调节,乳糖操纵子的转录活性；,lac,操纵子强的诱导作用,既需要乳糖,存在，,又需缺乏葡萄糖，,两种机制协调合作。,例题,与,O,序列结合,与,P,序列结合,与,CAP,结合,与,CAP,位点结合,2008,年农学联考,Lac,阻遏蛋白,RNA,聚合酶,cAMP,CAP-,cAMP,trpR,trp,二、色氨酸,操纵子,调控基因,结构基因：合成色氨酸,高,Trp,时：阻遏物,+,Trp,结合操纵基因,阻止转录,低,Trp,时：阻遏物,不结合操纵基因,转录,The end,例题,名词解释,冈崎片段,半保留复制,转录,重组修复,解螺旋酶,光复活修复,复制叉,终止子,南京,农业大学,例题,DNA,损伤修复中，给生物带来高变异率的是,A,）切除修复,B,）,SOS,修复,C,）光复活,D,）重组修复,南京,农业大学,