生物化学核酸的合成.ppt

核酸的生物合成,第一节 DNA的生物合成第二节 RNA的生物合成第三节 基因工程的简介,DNA是生物遗传的主要物质基础，生物机体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序，并通过DNA的复制由亲代传递给子代。在后代的生长发育过程中，遗传信息自DNA转录给RNA,然后翻译成特异的蛋白质，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状。,中 心 法 则,1964-1970 劳氏肉瘤病毒的遗传方式致癌RNA病毒,1958年，遗传信息的单向,中心法则,中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。,中心法则的遗传流向有5条途径 1、DNADNA：DNA复制（以DNA为模板合成DNA）2、RNA RNA：RNA复制（以RNA为模板合成RNA）3、DNA RNA：DNA转录（以DNA为模板合成RNA）4、RNA DNA：反(逆)转录（以RNA为模板合成DNA）5、RNA Protein：翻译,复制：亲代DNA或RNA在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则将其所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的RNA的过程。翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密码解读成蛋白质的AA顺序的过程。逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。,第一节 DNA的生物合成,一、DNA的半保留复制二、与DNA复制有关的酶和蛋白质三、DNA的复制过程四、逆转录五、DNA的损伤修复,DNA,双链线状,双链环状,单链线状：动物病毒MVM,单链环状：噬菌体X174,真核细胞染色体DNA,噬菌体T2，T5，T7，P22,E-Coli染色体DNA,线粒体DNA,叶绿体DNA,多瘤病毒DNA，病毒SV40DNA,噬菌体和X174的复制型,回顾DNA的结构特点：,3,5,3,5,一、DNA的半保留复制定义：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制（semiconservative replication）,使E.coli在含有唯一氮源15N（15NH4Cl）的培养基中培养，使得细菌的亲代DNA中含有15N，具有较高的密度。将生长在15NH4Cl培养基的E.coli转移到含有唯一氮源14N（14NH4Cl）培养基中培养。如果DNA是半保留复制，那么E.coli在含有14N氮源介质中复制一轮后分离出的DNA分子应当是14N和15N各占50的杂化分子（一条15N-DNA链和一条14N-DNA链），分子的密度处于14N和15N之间。进行半保留复制第二轮产生的DNA分子中，有一半不含有15N，表现出低密度；另一半是14N和15N各占50的杂化DNA分子，表现出中等密度。通过平衡密度梯度离心，不同密度的DNA分子可以按照它们在铯盐中的浮力彼此分开，密度高的DNA分子出现在离心管的低部，密度最低的出现在离心管的上部，中等密度的位于中部。,DNA的半保留复制实验依据,1958年Meselson&stahl用同位素示踪标记加密度梯度离心技术实验,证明了DNA是采取半保留的方式进行复制.,15N DNA,14N-15N DNA,14N DNA,14N-15N DNA,半保留复制的实验证据:1958年Meselson和Stahl用同位素15N标记大肠杆菌DNA,首先证明了DNA的半保留复制。,DNA的半保留复制的生物学意义：,DNA的半保留复制表明DNA在代谢上的稳定性，保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。,DNA这种复制的稳定性，依靠碱基互补配对和DNA聚合酶对碱基的正确选择和校对来实现。,DNA复制方向,在证明DNA的半保留复制方式后，人们又利用放射性同位素标记的胸腺嘧啶追踪E.coli细胞分裂时新合成的DNA，证实了复制是双向进行的。高倍电子显微镜照片显示DNA复制时，首先要形成一个“泡”，这个“泡”是DNA复制起点处的双链局部解旋。亲代DNA解旋，DNA新链合成的部位象一个“叉子”，又称为复制叉（replication forks）。后来的遗传学和生物化学研究证明，复制开始于一个特殊的位置并且是大多是双向进行的，存在着两个复制叉，以同一速度移动直至汇合在终止部位。,DNA复制可以朝一个方向（单向复制，unidirectional），也可以朝两个相反方向进行（双向复制，bidirectional，主要）。,二、与DNA复制有关的酶和蛋白质 原料：四种脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP)模板：以DNA的两条链为模板链，合成子代DNA。模板的利用方向是35。引物：一小段RNA(或DNA）为引物，在大肠杆菌 中，DNA的合成需要一段RNA链作为引物。,催化因子：？,催化因子1.引物合成酶（引发酶）：此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物（Primer)。实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。2.DNA聚合酶:以DNA为模板的DNA合成酶，其催化反应的特点（1）以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物；（2）反应需要有模板的指导；（3）反应需要有3-OH存在；（4）DNA链的合成方向为5 3,原核生物中的DNA聚合酶 DNA polymetases,DNA聚合酶(DNA pol I):单体酶,多肽链内含一个锌原子，多功能酶。它具有5 3 聚合酶功能；3 5外切酶活性（校对功能）；5 3外切酶活性 此多肽链用蛋白酶水解，得两个片段，大片段叫Klenow片段，Klenow片段执行前两种功能，小片段执行后一功能。,DNA聚合酶(DNA pol II)：多亚基酶，聚合作用，但聚合活力很低；具有3 5外切酶活性。其它生理功能尚不清楚，可能在修复紫外光引起的DNA损伤中起作用。,DNA聚合酶(DNA pol III)：是原核生物DNA复制的主要聚合酶，该酶由10种（22个）亚基组成，其中、形成全酶的核心酶。具有53DNA聚合酶活性（亚基，速率高）；具有3 5外切酶（亚基）的校对功能，提高DNA复制的保真性；还具有5 3外切酶活性（4）DNA聚合酶IV和V：1999年发现，当DNA严重损伤时，诱导产生。,DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 亚基数目 1（单体酶）1（多亚基酶）1（多亚基酶）5 3聚合活性+中+很低+很高3 5外切活性+（保护DNA复制的忠实性fidelity）5 3外切活性+-+,主要是对DNA损伤的修复；以及在DNA复制时切除RNA引物并填补其留下的空隙。,修复紫外光引起的DNA损伤,DNA 复制的主要聚合酶，还具有3-5 外切酶的校对功能，提高DNA复制的保真性,三种DNA聚合酶都具有校正活性，即它们都具有35外切酶活性，可以将错配的核苷酸切去，再将正确的填上。这一功能对于DNA合成的稳定性，保真性具有非常重要的意义。,在真核细胞内有五种DNA聚合酶（与细菌DNA聚合酶的性质基本相同：底物、模板、引物、方向）定位 细胞核 细胞核 线粒体 细胞核 细胞核3-5外切-+酶活性功能,引物 合成,修复作用,线粒体DNA的复制,核DNA的复制,修复作用,3.DNA连接酶Ligase（1967年发现）：若双链DNA中一条链有切口，一端是3-OH，另一端是5-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，而使切口连接。,大肠杆菌和其它细菌的DNA连接酶要求NAD+提供能量，在高等生物和噬菌体中，则要求ATP提供能量。T4噬菌体的DNA连接酶不仅能在模板链上连接DNA和DNA链之间的切口，而且能连接无单链粘性末端的平头双链DNA。,连接酶的反应机制：酶+NAD+(ATP)酶-AMP+烟酰胺单核苷酸（PPi）酶-AMP+P-5-DNA 酶+AMP-P-5-DNADNA-3-OH+AMP-P-5-DNA DNA-3-O-P-5-DNA+AMPDNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用作用,4.拓扑异构酶(topoisomerase-Top)：催化DNA的拓扑连环数（L）发生变化的酶，在DNA重组修复和其他转变方面起重要作用。除连环数不同外其它性质均相同的DNA分子称为拓扑异构体，引起拓扑异构体反应的酶称为拓扑异构酶,作用 解开DNA的超螺旋结构,拓扑异构酶：（转环酶）：在DNA的特定部位将双链中的一条切开，使链的末端沿螺旋轴松解的方向转动，然后将切口封闭，使负超螺旋数减少（不需要ATP供能），每作用一次可使L值增加1。,拓扑异构酶：（旋转酶）：将DNA特定部位的两条链均切开并连接，使DNA分子去除正超螺旋，引入负超螺旋（需要ATP供能），每作用一次可使L值减少2。二者共同控制DNA的拓扑结构。,5、解螺旋酶（解链酶DNA helicase）：通过水解ATP将DNA两条链打开。E.coli中的Rep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、III。,Rep蛋白沿3 5移动，解螺旋酶I、II、III沿5 3移动。,6.其它蛋白因子：,单链结合蛋白(SSB-single-strand binding protein)：SSBP与解开的单链牢固结合，防治它们再接触并重新结成碱基对；同时也可避免核酸酶对单链DNA的水解，使正在复制中的DNA模板链得到保护。,引发前体:它由多种蛋白质dnaA、dnaB、dnaC、n、n、n和 i 组成。引发前体再与引发酶组装成引发体(primosome)。引发体可以沿模板链移动,具有识别合成起始位点的功能，移动到一定位置上即可引发RNA引物的合成。移动和引发均需要ATP提供能量，n蛋白具有ATP酶的活力。引发体的移动与复制叉移动的方向相同，与冈崎片段的合成方向相反。引发酶(Primase)实质是-RNA聚合酶,三、DNA的复制过程：（以大肠杆菌为例）双链的解开 RNA引物的合成 DNA链的延伸 切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段,1、双链的解开,一些概念：DNA的复制有特定的起始位点，叫做复制原点。常用oriC表示。oriC区序列包含两个主要重复单位-9碱基对重复序列（4个拷贝）和富含A-T碱基对的重复区（3个拷贝），是多种蛋白的结合位点大肠杆菌染色体DNA以及真核生物的细胞器DNA为双链环状，只有一个复制原点，而真核生物染色体DNA是线性双链分子，含有许多复制起点。从复制原点到终点，组成一个复制单位，叫复制子（基因组独立进行复制的单位）。,复制原点由DnaA蛋白识别，在原点由DnaB蛋白（解螺旋酶）将双螺旋解开成单链状态，分别作为模板，合成其互补链(DNA双链的解开还需DNA拓扑异构酶、SSB),在原点处形成一个眼状结构，叫复制眼。DNA复制进行时，在眼的两侧出现两个叉子状的生长点(growth point)，叫复制叉(replication forks)。在复制叉上分布着各种与复制有关的酶和蛋白因子，它们构成的复合物称为复制体（replisome）,DNA的双向复制,(1)复制的起始,互相缠绕的双链母本DNA，复制从特定的位置(复制原点OriC or O)开始，该位置常是富含A、T区段。,DNA解螺旋酶(DnaB)打开局部双链，SSBP与每条单链结合,稳定单链并防止DNA复性;然后在DNA旋转酶（TOP)的作用下，使螺旋DNA局部变成松弛态。,起始因子、引物酶、DNA聚合酶等随后结合，,引发体在复制叉上移动，DnaB蛋白活化引物合成酶,引发RNA引物的合成。领头链先引发开始合成，以原来一条DNA单链为模板（3 5),按5 3的方向合成一段RNA引物链。领头链开始合成后，后随链也开始合成其引物。引物长度约为几个至10个核苷酸，在引物的5端含3个磷酸残基（引物酶的底物是核苷三磷酸），3端为游离的-OH。,（2）RNA引物的合成,领头链(leading strand),后随链(lagging strand),5,3,5,3,在DNA聚合酶的催化下，以四种脱氧核糖核苷5-三磷酸为底物，在RNA引物的3端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出焦磷酸。DNA链的延伸同时进行,领头链和后随链两条链的合成方向相反。,（3）DNA链的延伸,领头链在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链。随后链在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的DNA链。半不连续复制在DNA复制时，领头链是连续合成的,而随后链的合成是不连续的，这种复制方式称为半不连续复制。,半不连续复制的发现（1968）：同位素实验，3H标记dT 短时间内检测为DNA小片段，片段的长度为10002000核苷酸残基，后来称为岗崎片段 一段时间后 检测到 DNA大片段。当用DNA连接酶的变异株时，检测到大量小DNA片段的积累。证明DNA复制中有小片段合成。,冈崎片段（Okazaki fragments）在DNA复制过程中，领头链能连续合成，而随后链只能是断续的合成53 的多个短片段，这些不连续的小片段以其发现者的名字命名为冈崎片段。冈崎片段大小：真核生物：100-200个核苷酸（核小体的DNA单位）。原核生物：1000-2000个核苷酸（相当于一个顺反子）。,参与链的延伸阶段的蛋白质和酶,均以5/3/方向形成前导链和滞后链,？,当新形成的冈崎片段延长至一定长度，其3-OH端遇到上一个冈崎片段时即停止合成。前导链合成随复制叉移动到起始点即停止复制（大肠杆菌只有一个起始点）。,（4）复制终止切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段,这时会发生一系列变化：在DNA聚合酶催化下切除RNA引物；留下的空隙由DNA聚合酶催化合成一段DNA填补上；在DNA连接酶作用下，连接相邻的DNA链；修复掺入DNA链的错配碱基。这样以两条亲代DNA链为模板，各自形成一条新的DNA互补链。结果是形成了两个DNA双股螺旋分子。,真核生物中DNA的复制特点,1、真核生物染色体有多个复制起点，多复制眼，呈双向复制，多复制子。2、冈崎片段长约100200bp.3、真核生物DNA复制速度比原核快。4、真核生物染色体在全部复制完之前起点不再重新开始复制；5、真核生物有多种DNA聚合酶。6、真核生物线性染色体两端有端粒结构，防止染色体间的末端连接。由端粒酶负责新合成链5RNA引物切除后的填补，亦保持端粒的一定长度。,定义:以RNA为模板，按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA称为逆转录，由逆转录酶催化进行。1970年Temin和Baltimore同时分别从劳氏肉瘤病毒和小白鼠白血病病毒等致病RNA病毒中分离出逆转录酶，迄今已知的致癌RNA病毒都含有逆转录酶。用特异抑制物（放线菌素D）能抑制致癌RNA病毒的复制，而对一般RNA病毒的复制无影响。已知放线菌素D专门抑制以DNA为模板的反应，可见致癌RNA病毒的复制过程必然涉及到DNA。所以Temin提出前病毒的假说。,四、逆转录,病毒RNA的逆转录过程（以前病毒形式引起整合到宿主细胞DNA中而使细胞恶性转化）单链病毒RNA RNA-DNA杂交分子 双链DNA（前病毒）,逆转录酶也和DNA聚合酶一样，沿53方向合成DNA，并要求短链RNA作引物。,逆转录酶是多功能酶，兼有3种酶的活性：RNA指导的DNA聚合酶活性 DNA指导的DNA聚合酶活性 核糖核酸酶H的活性，专一水解RNA-DNA杂交 分子中的RNA DNA连接酶，解旋酶的活性,逆转录酶发现的理论和实践意义：不能把“中心法则”绝对化，遗传信息也可以从RNA传递到DNA。促进了分子生物学、生物化学和病毒学的研究，为肿瘤的防治提供了新的线索。目前逆转录酶已经成为研究这些学科的工具。,1983年，发现人类免疫缺陷病毒（human immune deficience virus,HIV）,感染T淋巴细胞后即杀死细胞，造成宿主机体免疫系统损伤，引起艾滋病（acquired immunodeficiency syndrome,AIDS）,五、DNA的损伤与修复,1.DNA的损伤 DNA的损伤：DNA在复制时产生错配、病毒基因整合；某些物化因子如紫外光、电离辐射和化学诱变等，破坏DNA的双螺旋结构。从而影响DNA的复制，并使DNA的转录和翻译也跟着变化，因而表现出异常的特征（生物突变）。,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。,DNA的损伤和切除修复（excision repair）,碱基丢失,碱基缺陷或错配,结构缺陷,切开,核酸内切酶,核酸外切酶,切除,DNA聚合酶,DNA连接酶,AP核酸内切酶,核酸外切酶,切开,切除,修复,连接,糖苷酶,插入酶,碱基取代,重组修复（recombination repair）,又称复制后修复（postreplication 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。,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-Prone Repair）。此过程诱导产生切除修复和重组修复中的关键蛋白和酶，同时产生无校对功能的DNA聚合酶。所以会有2种结果：修复或变异（进化）。,第二节 RNA的生物合成,一、RNA聚合酶 二、RNA的转录过程 三、转录后加工 四、RNA的复制,一、概念转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。反义链（antisense strand）及模板链(template strand)（无意义链，负链）：在RNA的转录中，用作模板的DNA链。有意义链(sense strand)及编码链(coding strand)或正链：在RNA的转录中，不作为模板的DNA链。,RNA聚合酶：大肠杆菌的RNA聚合酶全酶由5种亚基2 组成，因子与其它部分的结合不是十分紧密，它易于与2分离，没有、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：亚基：与启动子结合功能。亚基：含催化部位，起催化作用，催化形成磷酸二酯键。亚基：在全酶中存在，功能不清楚。亚基：与DNA模板结合功能。亚基：识别起始位点。,一、RNA聚合酶,真核细胞的RNA聚合酶,酶类,分布,产物,-鹅膏蕈碱对酶的作用,分子量,反应条件,I,核仁,核质,核质,rRNA5.8SrRNA18SrRNA28SrRNA,mRNA,tRNA 5SrRNA,不抑制,低浓度抑制,高浓度抑制,500 000700 000,700 000,_,低离子强度,要求Mg2+或Mn2+,高离子强度,高Mn2+浓度,RNA聚合酶的特点：,反应底物-NTP，DNA为模板、Mg2+促进聚合反应。RNA聚合酶不需要引物，合成方向53。,RNA的转录过程：（以大肠杆菌为例）起始位点的识别 转录起始 链的延伸 转录终止,二、RNA的转录过程,（1）起始位点的识别,体外实验证明，不含亚基的核心酶会随机地在一个基因的两条链上启动，当有亚基时就会选择正确的起点。亚基起着识别DNA分子上的起始信号（启动子指RNA聚合酶识别、结合和开始转录的一段DNA序列）的作用。,启动子的结构至少由三部分组成：-35序列提供了RNA聚合酶全酶识别的信号；-10序列是酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）；第三部分是RNA合成的起始点。,TTGACA,TATAAT,+1转录起始点,5,3,3,5,35序列,10序列,（2）转录起始,RNA聚合酶全酶扫描解链区，找到起始点，然后结合第一个核苷三磷酸。加入的第一个核苷三磷酸常是GTP或ATP，很少是CTP，不用UTP。所形成的启动子、全酶和核苷三磷酸复合物称为三元起始复合物，第一个核苷三磷酸一旦掺入到转录起始点，亚基就会被释放脱离核心酶。,因子仅与起始有关，RNA的合成一旦开始，便被释放,（3）RNA链的延伸,DNA分子和酶分子发生构象的变化，核心酶与DNA结合比较松弛，可沿DNA模板移动，并按模板顺序选择下一个核苷酸，将核苷三磷酸加到生长的RNA链的3-OH端，催化形成磷酸二酯键。转录延伸方向从5 3,（4）转录终止,在DNA分子上（基因末端）提供转录停止信号的DNA序列称为终止子（terminators),它能使RNA聚合酶停止合成RNA并释放出RNA。,需要因子，因子能与RNA聚合酶结合但不是酶的组分，它的作用是阻止RNA聚合酶向前移动，于是转录终止，并释放出已转录完成的RNA链。,不依赖于因子。强终止子序列有两个明显的特征：（1）在终止点之前具有一段富含G-C的回文区域。（2）富含G-C的区域之后是一连串的dA碱基序列，它们转录的RNA链的末端为一连串U（连续6个）。,依赖因子的终止,发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。,三、RNA的转录后加工 在细胞内，由RNA聚合酶合成的原初转录物（primary transcript）往往需要一系列的变化，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，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。,1、mRNA前体的加工：原核生物的mRNA转录后一般不需要加工，转录的同时即进行翻译（半寿期短）。真核生物mRNA（半寿期较长）原初转录物很大，在加工过程中形成许多分子大小不等的中间物，它们被称为核内不均一RNA（heterogeneous nuclear RNA,hnRNA),加工包括：（1）hnRNA被剪接，把内含子（DNA上非编码序列）转录序列剪掉，把外显子（DNA上的编码序列）转录序列拼接上(真核生物一般为不连续基因)。（2）3端添加polyA“尾巴”；（3）5端连接“帽子”结构（m7G5ppp5NmpNp-）；（4）分子内部的核苷酸甲基化修饰。,2、tRNA前体的加工：原核与真核生物的tRNA转录后都需要加工。包括：（1）由核酸内切酶切除前体上3和5端上多余的核苷酸；（2）由核酸外切酶逐个在3切去附加序列，进行修剪。（3）3端添加CCAOH序列，由核苷酰转移酶催化。（4）核苷的一些特定的碱基和戊糖进行修饰。,酵母酪氨酸tRNA前体的加工,早转录本,成熟tRNA,加工,原核：刚转录的rRNA为30S，先在特定的碱基上进行甲基化（核糖2-羟基）修饰，后逐步裂解（核酸酶的切割）。真核：45S（哺乳动物）、38S（果蝇）、37S（酵母）,P16,P23,P5,16S,23S,5S（一般不含甲基化）,28S,18S,5.8S,3、rRNA前体的加工：,45S或38S,37S,26S17S5.8S,rRNA原初转录物,研究四膜虫rRNA前体的拼接时发现 ribozyme,原核生物中rRNA前体的加工,甲基化作用专一核酸内切酶,30S前体,17S,tRNA,25S,专一核酸外切酶,16S rRNA,tRNA,23S rRNA,5S rRNA,专一核酸外切酶,真核生物rRNA前体加工,两个阶段（1）其单链RNA可充当mRNA，利用寄主中的核糖体合成外壳蛋白和复制酶的亚基。（2）复制酶的亚基可与来自寄主细胞的亚基自动装配成RNA复制酶，可进行RNA的复制.,四、RNA的复制,第三节 基因工程简介,DNA重组与克隆,从细胞中分离出DNA,限制酶截取DNA片断,分离大肠杆菌中的质粒,DNA重组,用重组质粒转化大肠杆菌,培养大肠杆菌克隆大量基因,重组体的筛选,克隆羊多利的诞生,胚胎羊,乳腺上皮细胞（提供DNA）,母羊,除去细胞核的卵母细胞（受体）,体外融合,植入受体母羊,问答题,1、比较DNA复制与RNA转录的异同。2、比较DNA聚合酶与RNA聚合酶催化作用的异同。3、DNA复制的高度准确性是通过什么来实现的？4、肽链合成后的加工处理主要有哪些方式？5、何谓基因工程？简述其基本理论、基本过程及应用价值名词解释中心法则 半保留复制 转录 反转录翻译有意义链反意义链内含子外显子冈崎片段 突变,1、下列有关TATA盒(Hognessbox)的叙述,哪个是正确的:A.它位于第一个结构基因处B.它和RNA聚合酶结合C.它编码阻遏蛋白D.它和反密码子结合,B,2.转录需要的原料是:dNTPB.dNDP C.dNMP D.NTP E.NMP,D,3、DNA模板链为 5-ATTCAG-3,其转录产物是:A.5-GACTTA-3 B.5-CTGAAT-3 C.5-UAAGUC-3 D.5-CUGAAU-3,D,4、DNA复制和转录过程有许多相同点,下列描述哪项是错误的?A.转录以DNA一条链为模板,而以DNA两条链为模板进行复制 B.在这两个过程中合成均为5-3方向 C.复制的产物通常情况下大于转录的产物 D.两过程均需RNA引物,D,5、真核生物的mRNA加工过程中,5端加上（），在3端加上（），后者由（）催化。如果被转录基因是不连续的，那么，（）一定要被切除，并通过（）过程将（）连接在一起。,帽子结构、多聚腺苷酸尾巴、poly(A)聚合酶、内含子、拼接、外显子,6、10位的（）区和35位的（）区是RNA聚合酶与启动子的结合位点，能与因子相互识别而具有很高的亲和力。,TATA、TTGACA,7、原核生物 RNA 聚合酶核心酶由（）组成，全酶由（）组成。,2、2,8、下面那一项不属于原核生物mRNA的特征（）A：半衰期短 B：存在多顺反子的形式 C：5端有帽子结构 D：3端没有或只有较短的多聚（A）结构,9、比较RNA转录与DNA复制，下列哪些是正确的？A.都在细胞核内进行 B.转录是连续的 C.链的延长均为53 D.与模板链的碱基配对均为GC,10、真核细胞中的mRNA帽子结构是（）A.7-甲基鸟嘌呤核苷三磷酸 B.7-甲基尿嘧啶核苷三磷酸 C.7-甲基腺嘌呤核苷三磷酸 D.7-甲基胞嘧啶核苷三磷酸,11、下面哪一项是对三元转录复合物的正确描述（）（A）因子、核心酶和双链DNA在启动子形成的复合物（B）全酶、模板DNA和新生RNA形成的复合物（C）三个全酶在转录起始点形成的复合物（D）因子、核心酶和促旋酶形成的复合物,