高级生物化学 核酸的生物合成_2015.pptVIP

2、起始 RNA聚合酶全酶促使局部双链解开，并催化ATP或GTP与另外一个三磷酸核苷聚合，形成第一个3,5-磷酸二酯键。 3、延长 σ因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿DNA链移动，按照碱基互补原则，不断聚合RNA。 4、终止 终止子：提供转录终止信号的DNA序列。 RNA转录合成的终止机制有两种： 1．自动终止：模板DNA链在接近转录终止点处存在相连的富含GC和AT的区域，使RNA转录产物形成寡聚U及发夹形的二级结构，引起RNA聚合酶变构及移动停止，导致RNA转录的终止。 2．依赖辅助因子的终止：由终止因子(ρ因子)识别特异的终止信号，并促使RNA的释放。 二、RNA的转录后加工 原核生物的mRNA不需要翻译前修饰，但tRNA 和rRNA需转录后加工。 加工方式有切断、化学修饰等。 rRNA前体分子被切割成成熟的23S、16S和5S rRNA以及一个tRNA， tRNA也是切割前体分子生成。 rRNA和tRNA还要进行化学修饰，如甲基化。 16S rRNA 23S rRNA 5S rRNA tRNA RNA前体分子 真核生物中RNA的加工 mRNA的转录后加工 1．加帽 即在mRNA的5‘-端加上m7GTP的结构。此过程发生在转录早期，在细胞核内。 加工过程首先是在磷酸酶的作用下，将5‘-端的γ磷酸基水解，然后再加上鸟苷三磷酸，形成GpppN的结构，再对G进行甲基化。 该帽可使RNA免受核酸酶降解，还在蛋白质合成的起始步骤中起作用。 2．加尾 细胞核内完成，首先由核酸外切酶切去3‘-端一些过剩的核苷酸，然后再加polyA。 polyA结构与mRNA的半寿期有关。 多聚腺苷酸尾保护mRNA 3 ’ -端免受核酸酶降解而稳定mRNA，可增加mRNA翻译的效率。 基因是DNA片段，DNA分子中最小的功能单位。 真核生物中大部分蛋白质编码的基因是不连续的，为断裂基因. mRNA 1 872bp A B C D E G 7 700bp F 内含子Intron ：基因中不为多肽编码，不在成熟mRNA中出现。 外显子Exon：为多肽编码的基因片段。 3．剪接 切除内含子序列，将相邻外显子的末端连接起来形成功能性mRNA，这一过程为RNA剪接。 真核生物RNA的剪接一般需核内小RNA （snRNA）参与构成的核蛋白体参加。 一些snRNA对RNA剪接具催化作用，是催化RNA。具有催化活性的RNA分子称为核酶。 断裂基因有以下优点： 1.几个外显子编码蛋白质的不同功能或结构区域，可加速新蛋白质的演化（外显子改组）； 2.可变剪接途径，使细胞从单一基因的原始转录物合成几种功能特异的蛋白质。 前缓激肽原基因RNA转录起始物的两种不同剪切机制示意图，内含子I表示，外显子以数字及P，K表示 真核生物mRNA的转录后加工修饰 tRNA的转录后加工 主要有以下几种加工方式： 切断, 剪接, 化学修饰。 rRNA的转录后加工 几十到几千拷贝 与有功能的基因在核苷酸顺序的组成上非常相似，却不具有正常功能的基因，称为假基因。1977年在研究非洲爪蟾核糖体5sRNA的基因时最早发现。 三、 RNA指导下的RNA 和DNA合成 （一）RNA的复制 RNA复制酶：RNA模板、Mg2+、四种核糖核苷三磷酸（NTP） （二） RNA的逆转录 以 RNA为模板合成DNA。 逆转录酶： RNA为模板、Mg2+、四种脱氧核糖核苷三磷酸（dNTP）、需要引物、DNA合成方向5‘→3’ 核酸生物合成的抑制剂 按照作用的对象、性质不同，分为3种： 一、模板功能的抑制剂 嵌合剂 如放线菌素D (p 288)嵌入dG-dC之间、EB为高灵敏度荧光试剂 烷化剂 二、RNA聚合酶的抑制剂 原核生物：利福平、曲张霉素 真核生物：?-鹅膏蕈碱 三、核苷酸合成抑制剂: aa-、叶酸-、碱基和核苷类似物 反转录病毒的生活周期（? RNA 病毒的反转录过程） （1）病毒粒子侵染细胞，病毒RNA和反转录酶一起进入细胞。 （2）RNA被反转录成双链DNA（前病毒），环化，进入细胞核。 （3）反转录病毒的DNA整合到宿主染色体DNA中。 （4）前病毒DNA进行复制，转录出功能基因、基因组RNA和病毒蛋白。 （5）基因组RNA和病毒蛋白在胞质中组装成新病毒粒子，转移到质膜，通过出芽方式释放新病毒粒子。 反转录的生物学意义 1．反转录酶存在于所有致癌RNA病毒中，它的存在与RNA病毒引起细胞恶性转化有关。 2．艾滋病毒（AIDS） 人类免疫缺陷病毒（HIV），也是一种反转录病毒，主要感染T4淋巴细胞和B淋巴细胞。病毒粒子直径100nm，球状，粒子外包被两层脂质质膜，膜上有糖蛋白（gp120、gp41），另有两层衣壳蛋白p24、p18。 HIV基因组由两条单链