分子生二物学基础.ppt

第二章动物生物技术的分子生物学基础 一、遗传信息传递的方向―――中心法则 蛋白质的生物活性 氨基酸顺序 特定的三维结构的完整性 遗传信息从基因转变成具有生物活性的功能蛋白质是通过两种“密码”介导： 遗传密码，通过遗传密码将mRNA多核苷酸顺序译成线性多肽链； 折叠密码（folding code）,其决定存在于氨基酸顺序中一维结构信息向蛋白质特定的三维结构的转变。 RNA 多肽链 蛋白质 二、DNA的复制 1、DNA复制从特定的位点开始 酵母的自主复制序列（ARS） A T T T A T Pu T T T A T A A A T A Py A A A T 2、半保留复制 3、半不连续复制 4、DNA复制具有高度的忠实性 DNA聚合酶的自我校正功能 5、多种酶和蛋白因子协同作用 线性DNA 双链的复制单一起点、单向，如：腺病毒 单一起点、双向，如：T7噬菌体 多个起点、双向 2、半保留复制 1958年，Meselson 和Stahl证明 DNA半保留复制。 半保留复制是遗传消息能准确传代的保证。是物质稳定性的分子基础。 4、DNA损伤与修复 光复活 切除修复 重组修复 SOS修复 （二）切除修复（excision repair） 即在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤的部分切除掉，并以完整的那一段为模板，合成出切去的部分，从而使DNA恢复正常。这是一种比较普遍的修复机制。 细胞的修复功能对于保护遗传物质DNA不受破坏有重要意义。 （三）重组修复（recombination repair） 又称复制后修复（post-replication repair） 受损伤的DNA在进行复制时，跳过损伤部位，在子代DNA链与损伤相对应部位出现缺口。通过分子间重组，从完整的母链上将相应的碱基顺序片段移至子链的缺口处，然后再用合成的多核苷酸来补上母链的空缺，此过程即重复修复。并非完全校正。 （四）SOS修复 允许子链DNA复制合成时越过亲链上受损伤的片段而不形成缺口 旁路系统 是DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式，修复结果只是能维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但留下的错误较多，又称倾错性修复（Error-Prone Repair） 三、原核和真核生物基因结构的特征 原核基因： 1、功能相关的基因大多是以操纵子结构出现； 2、蛋白质基因通常以单拷贝的形式存在； 3、编码RNA的基因通常是多拷贝的； 4、位于DNA上的各种调控元件的DNA顺序是多种多样的，为基因表达调控的多样性和精确性提供了结构基础。 真核基因： 四、RNA的转录和RNA的加工 1、RNA转录 转录的起始 转录的延伸 转录的终止 1）与转录调控有关的DNA序列 －10区pribnow框（TATAAT）：RNA聚合酶的牢固结合位点； －35区Sextama框（TTGACA）：RNA聚合酶的识别位点。 一般来说，对于给定的启动子，其特异性序列趋于启动子共有序列时－10与－35区之间的间距趋于17bp时，启动子的转录效率可能就高。 天然启动子中这段距离多为15－20bp. ● 原核生物启动子结构 典型启动子的结构 -35 真核生物的启动子： ①帽子位点及转录的起始位点，其碱基大多是A ②TATA框：转录起始点上游－30区到－25区段 ，框内任何碱基的替代突变都使转录活性降低，是绝大多数真核基因正确表达所必需的 ③在起始位点的上游－50、－75、－100左右都存在与基因转录起始有关的序列：－75区附近的CAAT框可能控制着转录起始的频率 ④增强子 ⑤负控制序列 真核生物启动子的结构 上游启动子元件 ●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等 出现延宕 ∞减少DNA序列中的G·C碱基对的含量 ∞ RNA聚合酶没有校对能力，转录过程没有校对机制 ∞转录的精确性必须依靠RNA聚合酶在选取互补核苷酸或拒绝非互补核苷酸的立体化学特性 终止效率与二重对称序列和寡聚U的长短有关，长度 效率 2、RNA加工 原核生物和真核生物初级转录产物都需经一定程度的加工才具有活性。 原核生物RNA加工、真核生物RNA加工 原核生物中rRNA前体的加工 tRNA前体分子的加工 帽子结构功能： ①能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和核糖体的结合； ②m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5’末端，以保护mRNA免受5’核酸外切酶的降解，增强mRNA的稳定。 4、R