09(核酸与蛋白质的合成代谢)CJ

第九章核酸代谢与蛋白质的生物合成核酸是一切生物体生长、繁殖的遗传信息，核酸与蛋白质在生命活动中关系非常密切。中心法则生物的遗传信息从DNA传递给mRNA的过程称为转录。根据mRNA链上的遗传信息合成蛋白质的过程，被称为翻译和表达。1958年Crick将生物遗传信息的这种传递方式称为中心法则。DNARNA蛋白质转录反转录翻译复制复制mRNA是蛋白质生物合成的直接模板Reversetranscription第一节DNA的生物合成一、DNA的复制方式半保留复制:p162首先DNA分子的两条链断开成2条单链,然后以每条单链为模板,以三磷酸脱氧核糖为原料,按照碱基配对的原则合成互补链.这样形成的子代互补链与亲代DNA分子中核苷酸顺序完全相同.这种复制方式称为半保留复制.二.DNA生物合成的基本问题模板:亲代引物:一小段RNA片段dNTP:三磷酸脱氧核苷酶:聚合酶,引物酶,连接酶等在5’-3’方向延伸三DNA复制过程1.复制的起始固定的起始点----复制叉原核:1个真核:多个2.DNA链的延长DNA聚合链的延长方向只能是5’-3’前导链:随从链:冈崎片段3.RNA引物的水解DNA链延长后,引物水解,缺口由DNA片段继续延长而填补.4.完整DNA分子的形成DNA连接酶连接相邻的DNA片段,并与对应模板的DNA链形成双螺旋结构.四、DNA的损伤与修复1.DNA的损伤与突变损伤可造成突变或致死损伤原因物理（紫外、高能射线、电离辐射）化学（烷基化试剂、亚硝酸盐、碱基类似物）生物因素（碱基对置换、碱基的插入/缺失造成移码）突变类型点突变,缺失,插入,链断裂或交联当DNA受到大剂量紫外线（波长260nm附近）照射时，可引起DNA链上相邻的两个嘧啶碱基共价聚合，形成二聚体，例如TT二聚体。2.DNA损伤修复光复活切除修复重组修复SOS修复光复活（photoreactivation）可见光（最有效波长400nm）激活生物界广泛分布（高等哺乳动物除外）的光复活酶，该酶分解嘧啶二聚体。是一种高度专一的修复形式，只分解由于UV照射而形成的嘧啶二聚体。切除修复（excisionrepair）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。重组修复（recombinationrepair）又称复制后修复（postreplicationrepair）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。SOS修复指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-ProneRepair）。第二节RNA的生物合成DNA携带的遗传信息（基因）传递给RNA分子的过程称转录（transcription）。类似于DNA的复制催化转录过程的酶：RNA聚合酶大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5种亚基α、α’、β、β’、σ组成，σ因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与β’βα2分离，没有σ亚基的酶称为核心酶——只催化链的延长，对起始无作用。五种亚基的功能分别为：α亚基：与启动子结合功能。β亚基：含催化部位，起催化作用，催化形成磷酸二酯键。α’亚基：在全酶中存在，功能不清楚。β’亚基：与DNA模板结合功能。σ亚基：识别起始位点。反应体系：DNA模板,Mg2+,Mn2+，不需要引物。转录特点：不对称转录--DNA片段转录时，双链DNA中只有一条链作为转录的模板，这种转录方式称作不对称转录。模板链：指导RNA合成的DNA链为模板链。编码链：不作为转录的另一条DNA链为编码链。原料：四种磷酸核苷NTP,DNA中的T在RNA合成中变为U合成过程:连续。方向：5‘→3’一、转录基本特点识别解链起始延伸终止1.起始位点的识别RNA聚合酶的σ亚基识别正确的启动位点，结合，DNA局部构象改变，解链2.转录起始第一个核苷三磷酸一旦掺入到转录起始点，σ亚基就会被释放脱离核心酶。-35-10pppG或pppA5‘5‘3‘3‘模板链E3.链的延伸以NTP为原料和能量,DNA模板链为模板，靠核心酶的催化，核苷酸间通过3´,5´-磷酸二酯键成核糖核酸链(RNA)4.转录终止核心酶滑动到DNA模板的转录终止部位时，转录终止。五、转录产物的“加工”（成熟过程）在细胞内，由RNA聚合酶合成的转录物是不成熟的，无功能的RNA前体物质，往往需要一系列的变化，才转变为成熟的RNA分子。此过程总称为RNA的成熟或称为RNA的转录后加工。包括链的裂解、5和3末端的切除和特殊结构的形成、核苷的修饰、以及拼接和编辑等过程