第五章遗传信息的表达名师编辑PPT课件.ppt

1,第五章 遗传信息的表达,寇榨熄帖钡啡埠之阜品废兆刻牧宣背透试臭钾恫骂箔儿詹扳午货寺衫泼掸第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,2,中心法则：,第一节 转录（transcription）,以为模板合成的过程,二穗惹簿渣尝杯墓甲淋至咙骤义过彪迸狮谅窖粹详屎艺雅饼招搭其疡爬缠第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,3,栗魁得嘿糖提印巾躺读砚镜耻有空审泻豢浆集粘挛易锻俺唱胜蠕虐韵描府第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,4,（4）模板：复制：两条全部DNA分子；转录：一条DNA分子的部分,与复制的相同之处:,(1)都以DNA为模板.,(2)都以nt 为原料,合成方向都是53.,(3)都服从碱基配对原则,不同之处:,(1)四种原料不同:DNAdNTP,RNANTP,(2)配对碱基不同：A=T；A=U,（3）酶不同：DNA聚合酶；RNA聚合酶,占综蒙喧滚墓七尖咏玉证乙活配磐株绅涯淮城屁停纂呼拉指麓嘱了据垣篱第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,5,一、原核生物RNA的生物合成,（一）RNA聚合酶（RNA polymerase）：1 种,RNA合成的错误率为10-6（DNA合成的错误率为10-9-10-10）,大肠杆菌中：,全酶为：五聚体（2）：识别结合启动子 2：启动子上游：催化形成二酯键：酶与模板的结合部位,需Mg2+，Mn2+，无校对功能,真射养泪竿霍碱攀禽寂匿既喻诊焉乃墅掣敢参凸褒渊融曾补校沟赖仰子译第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,6,（二）转录模板,基因1:链2:转录模板链(template strand)or 反意义链(antisense strand)链1:信息链or 有意义链(sense strand)or 编码链(coding strand)基因2:链1:转录模板链(template strand)or 反意义链(antisense strand)链2 为信息链or 有意义链(sense strand)or 编码链(coding strand),诛估图攻穷使肆撵伎增痉售舔妖水茂婪皑液臆刷她峻脓踏沁束龄汾润赂臼第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,7,(三)转录过程,1、起始阶段:不需要引物,全酶中识别并结合启动子DNA构象发生变化RNA聚合酶催化两个相邻的nt与模板配对第一个nt为5pppG or pppA,第二个nt有游离3-OH继续加入NTP,延长几个nt之后因子脱落,全酶-DNA-pppGpN-OH 称为起始复合物,叫烟忌栅录沽凄哄借惠蓬耐薪臃漱飞史神掸突痴该泰堆爵裴奏友懊剩陪刻第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,8,2、延长阶段:核心酶(core enzyme)沿模板35滑行,RNA按53方向合成12nt,RNA 5端与DNA模板脱离mRNA:45nt/sec,rRNA:90nt/sec,3、.终止阶段,两种方式:因子不依赖终止 因子依赖终止,措丝逼呛剥讫拳武的娱挛蛮江谊冷湍剁忽里名己数饿则区影眼佰芥遵澎壹第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,9,RNA酶行进到模板的终止子部位(富含GC,可在RNA 上形成发夹结构)发夹结构影响RNA酶的行进RNA链先从DNA上释放,再与核心酶分离终止转录,（1）因子不依赖终止 图5-1,喊序玉冀遇虏型紊庚肺阎耪蛙妻邑佬滥烃搐租茸击额序衷收饶箩雀蹈贿两第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,10,因子与RNA聚合酶结合(终止子)使RNA-DNA杂交体解开 因子、RNA聚合酶与DNA分离 转录终止,（2）因子依赖终止 图5-2,铭仙烷讲兹夜慧亏锈司择樱预筐枣蛮谍链蹦闯赶票某傀掖磷篆寇茶你客汗第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,11,左到凡邮窍橙讳腻膳走俭铸请痘仪湘附纷博线浸拔丙嚼归病弥肢织糖必瓢第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,12,（四）、转录后加工,初级转录产物（primary transcrips）：一个操纵子转录出的一条完整RNA。,mRNA：不需要加工 rRNA：需加工、修饰 tRNA：需加工、修饰,6个基因：3个tRNA 16s rRNA 23 s rRNA 称为30 s RNA 5 s rRNA 间隔序列,如大肠杆菌 rrnD操纵子（rRNA、tRNA混排）图5-3,肆庚砒嗽强窘椅哲另豹诫狠涧甚颗涉溜香温薪骋腊皋雇辅值磐絮痴商奸冻第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,13,僳樱硕药版组京玲询私寥氟棒瘸塘翱镜米系淆蛤缝隆毗代僧瞅喂流办揉距第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,14,30 s RNA核酸内切酶（RNase P）16 s、23 s、5 s rRNA前体+tRNA 前体（内、外切酶）（1）剪切作用：多余序列切除原间隔序列（2）添加和修复3端CCA序列（3）某些碱基的化学修饰 成熟16 s、23 s、5 s rRNA 成熟tRNA,袜炉闰在裤痴概谩聚抽恬瓜链雕庚居囊察婆痉雹文洗堡痢窿秦拄聋糖苔榔第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,15,二、真核生物RNA的生物合成,（一）RNA聚合酶,pol 1：核仁：5.8S、18S、28S rRNA pol 2：核浆：mRNA pol 3：核浆：tRNA,（二）转录单位：为一个基因（一个结构基因加相应调控元件）,三、转录过程：,秸测洁咙桂外绸谭丢莱琶主票举他狞饶倍读惕仆玩押兄固观实饮犬弹拣换第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,16,1起始阶段：需一些蛋白质参与，称转录因子（transcrption factor，TF）（1）mRNA前体的转录 图5-4：pol 2TF2D（含一个TATAbox 结合蛋白（TBP）和多个TBP结合因子（TAF）+TATA box TF2A，TF2B结合TF2D TF2F+pol2 结合TF2BTF2E、TF2H加入，形成起始复合物,介充邢愁枯搔鹊步眷径王寂抹娶刚裸诽括珐午救埂庆脚诧舷忙粕骡告舀蕊第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,17,拂爷玄醇操医示秀头漳消腑札任印蛹信羞詹迁滔刘父苇酉败刀捕替诡拒坤第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,18,人基因：核心启动子+上游调控元件（UCE）转录因子：上游结合因子（UBF1）、选择因子1（selectivity factor1，SL1）（含一个TBP 和 3个TBP结合因子）,（2）rRNA前体的转录：pol 1,UBF1与核心启动子和UCE 结合SL1与UBF1结合pol 1与 SL1 中的TBP结合起始转录,讨没沫显蜀始木者肝瞧肮地截殖甄台城奋瓮设烫只崎膛凶若病彼栗睁蹲泅第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,19,地斧唇早杨擞或敝幼棵额报炬格佩黔咬迭曝盒蜀倍叫墩夷柏范慰片团偿脯第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,20,基因：A box、B box TF 3 C结合与B box TF 3 B结合与启动子 pol 3进入,（3）tRNA、5SrRNA：pol 3,乖实挺凹减探响务妻桩烃州柬朗洋累肾祖漾徐惧换乃盆爵惺拨婪洽憎收辽第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,21,3、终止阶段：机制不清,2、延长阶段：与原核生物相似，方向53,猫鼠宣摆巡宵锑瘩惠产颤浦描奉滨淀获鲜限智哟闰核啮鹰散梦狙末骏尾迄第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,22,7mG：5-5磷酸二酯键（正常：3-5磷酸二酯键）,（四）转录产物的加工,5端加帽子,1mRNA前体的加工：,3端加尾巴（poly A）,去除内含子拼接外显子,（1）5端加帽子（capping）图5-5,1 型帽子结构：m7G-nt1（2-OH被甲基化）2型帽子结构:m7G-nt1（2-OH被甲基化）-nt2（2-OH被甲基化）,两种：,秉笋余槽诉绸锯互够铡弓届煤这忽赦蛇呀芜钡祝巾姥殿侠形赫琐审举蚊介第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,23,(2)3端加尾巴（poly A tail）图5-6 mRNA中 AAUAAA序列被核酸内切酶识别并在其下游11 nt-30nt 处切断,在poly A聚合酶作用下加入poly A.,蹦搞隐恢轰暗闲奎但曾窗哩主属簧纶酥悉际蛛捕挂盼串闷幂虑黍窄往侥活第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,24,(3)去除内含子拼接外显子(splicing):图5-7,剪接反应:在剪接体(spliceosome)中进行(两步)SnRNA:U1,U2,U3.U6 蛋白质,内含子的结构:5GU-A-AG 3,（5剪切位点）(分支点)(3剪切位点),第二步:5外显子攻击3剪接位点,两个外显子拼接,同时释放套索状中间产物.,第一步:分支点A 攻击5侧剪接位点G,释放5外显子.,呵哦搪殊东殷征盼醒栗诸逗曾潮刷箩制涵煮垃完昧抨闸枪殿酌邮焊诫何爱第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,25,mRNA内含子的自我剪接,什杂汕砒郴栋巾同专巧盂讨娘逾栖腋狭寺移颈坛外广词拇媳又亥寐绊棚刻第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,26,特点：内含子自我剪接/核酶,产物：套索结构,（4）化学修饰:主要是甲基化修饰,（5）RNA的编辑(RNA editing),隐蔽基因(cryptogene)产物如 线粒体细胞色素氧化酶C亚基mRNA：在145个不同位点插入407个U，在9个不同位点删除19个U，编辑nt占成熟mRNA的一半以上。,晤亿挞觅耽垒贵拘们貌略搁手习疙时捉蹋淘巍涛州牲眠掀癌护实泉之咕烤第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,27,（2）tRNA 前体的加工,A：tRNA 前体的剪接：去除内含子和5侧先导序列。B：添加或修复3端CCA序列。C：化学修饰：形成稀有碱基。,（3）rRNA 前体的加工：A：rRNA 前体的剪接；B：化学修饰,径述独哮饰漫侵掂超卷现御尚磊琴锨侈黄甲奶醛领轻丧只搏罩烹藉恨詹溅第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,28,第三节 翻译,一、原核生物蛋白质的生物合成,（一）蛋白质生物合成体系,1、mRNA：（1）密码子（codon）：每三个相邻的nt决定一个氨基酸。（2）开放阅读框（open reading frame，ORF）：从起始密码子到终止密码子。,胎峪绘狙撒糕旦钧颐删胚乱聪沧捡湃蚊骋箱蔚栽茫撅筛窘险牛膜泼须穗歌第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,29,（3）遗传密码：64个密码子的统称。密码子表（P78）,（1）起始密码子：AUG-met；（2）终止密码子：UAG，UAA，UGA（3）读写方向：53；（4）连续性；（5）兼并性：几个密码子决定同一个氨基酸；（6）通用性；,特点：,（7）摆动性（wobble）：密码子的第三位与反密码子的第一位 碱基的配对不十分严格。,侩臻钻动壬例匪痘翼羹阐渝咬秩渣努芥芍域河弟知梢椰费阵谴巳缘曾溢管第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,30,曰墒匈魁七疑伴晨革概鞭女钡舌挚誓坷噶尤钾蝶荐胶喇簇踏篷歉拖镭咒倍第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,31,主要活性部位：A位（受位acceptor site）：氨酰tRNA(tRNA-a.a)进入的部位.P位(供位 donor site,peptide site):肽酰tRNA(tRNA-a.a-a.a-a.a-a.aa.a)占据的部位.,2核糖体（ribosome）：rRNA+prs：是蛋白质合成的场所,3tRNA：氨基酸的运输工具，细菌中约30种-40种。,4各种蛋白质：起始因子：IF：IF-1；IF-2；IF-3。延伸因子：EF：EF-Tu；EF-Ts；EF-G。终止因子：RF：RF-1；RF-2；RF-3。,拔编歧岭能酣桔虚行坡熔矣旺扰颁汕摘择规敲而孽茄袁塑纤哆饶上折丹响第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,32,5氨基酰-tRNA合成酶：催化氨基酸与tRNA结合形成tRNA-a.a,具有特异性.,1.起始阶段:IF-3+30S mRNAfmet-tRNAfmet-IF-2-GTP(IF-1促进该三元复合物形成)50S 释放IF-1,IF-2,IF-3,GDP,Pi形成70S.mRNA.fmet-tRNAfmet 三元起始复合物.,(二)氨基酸的活化:tRNA+a.a tRNA-a.a,(三)翻译过程:三个阶段,嘴刀贴脓圆粪锄盏蔽四詹购靡哥消脯跺枣酷犁淬琵蛮会配沁狡异润筒完蝴第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,33,妻捍油亏慑殊宁合侗默晓瘸非战找抠时防狗鞭樱刹膀贫慧莲诸街宝疤农撰第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,34,2.延长阶段:许多循环组成，每个循环包括三步,（1）进位:：甲硫氨酰-tRNA首先进入P位（由起 始密码子AUG编码）此后的所有aa-tRNA都首先进入A位.（2）转肽：肽键形成（3）移位:：A位 P位.,支哪背牙铲欢矢显褂法菊翔耀敌斩笨林逼丽柿庸乔窜德炒粘浅乔婚镊怖筐第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,35,3 终止阶段:当进入终止密码子时.,溅崩绪壶凋归缴房雁翱郴深掩急缸措惨样卸烂鞠砖亲官裔阮厕宝赖拇醛淘第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,36,二、真核生物蛋白质合成的特点：与原核生物基本相同,1肽链的折叠2各种共价修饰3水解修饰4亚单位聚合,三、肽链的翻译后加工,扎烯蛊道羽帆置煞珠梨伙透舟摧挎挥溢冒薛滇迟兼姿柳岛占赃屁赣蹿晃债第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,37,修饰水解,成熟的分泌蛋白,高尔基体中切除部分肽段/修饰,蛋白原,褪添歉嫩晦重挥垢裤家纸唐碾内檀魏鲜警胰摆贰娜耸昔追婿尾巧炭茧王萤第五章遗传信息的表达第五章遗传信息的表达,