第三章遗传信息传递.ppt

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1、第三章 遗传信息传递,本章重点,DNA复制规律与过程,DNA转录过程,中心法则、遗传密码与蛋白质生物合成,基因表达的调节控制,3.1 DNA复制,DNA复制一般规律,DNA复制酶与蛋白,DNA复制过程,原核与真核DNA复制比较,复制：以亲代DNA为摸板合成子代DNA的过程,3.1.1 DNA复制一般规律,半保留复制（semi-conservative replication）,-DNA复制一般规律,半不连续复制(semi-discontinuous replication),3.1.2 复制酶与蛋白,拓扑异构酶、解链酶、单链结合蛋白,引发酶,DNA聚合酶,DNA连接酶,-真核生物DNA聚合酶,

2、-原核生物DNA聚合酶,3.1.3 DNA 复制过程,复制起始,多种启动蛋白识别结合复制起点origin并由解链酶解开双链，形成“泡”。,-DNA 复制过程,复制起始后的延伸,-DNA 复制过程,复制终止,延伸结束后进入终止，目前终止并没有发现特异的序列。,终止阶段还进行引物切除、缺口补齐、冈崎片段连接，还有端粒的形成。,-DNA 复制过程,3.1.4 原核与真核复制比较,3.2 转录,转录：以DNA为摸板，在RNA聚合酶作用下合成RNA的过程。,3.2.1RNA聚合酶,大肠杆菌RNA聚合酶,真核生物RNA聚合酶,1、识别、结合摸板；2、解开双链；3、选择rNTP并延伸；4、识别终止信号并终止

3、转录。,3.2.2转录过程,3.2.3 mRNA加工,5端加帽,3端加尾,剪接,避免mRNA受核酸酶/磷酸酶作用；提供核糖体识别位点；,增加稳定性；有助于成熟mRNA运输；增强翻译的效率。,除去内含子，连接外显子。,mRNA剪切加工过程,U1,U2,U4/U6,U5:为snRNP,3.3 蛋白质的生物合成,翻译：以mRNA为摸板合成蛋白质的过程,3.3.1遗传密码,遗传密码：mRNA的碱基序列与蛋白质氨基酸序列的对应关系。,遗传信息(genetic information)：由分子核苷酸序列与蛋白质分子中氨基酸序列的对应关系。,模板学说：DNA分子核苷酸序列是合成蛋白质的模版。对特定的氨基酸编

4、码的核苷酸三联体(triplets)，称为“密码子（coden）”。,-遗传密码,3.3.3细胞内RNA种类,1）信使RNA(mRNA，messenger RNA）mRNA的功能是将DNA分子中的遗传信息(gene tic information)带入细胞质，作为合成蛋白质的模版。2）转运(transfer RNA，tRNA)1 反密码子环 上有三个碱基形成反密码子(anticoden)，反密码子能与m链上的密码子配对，所以t能识别mRNA链上的密码子(coden)。,2 氨基酸臂 tRNA 3端的最后个碱基都是，可以同氨基酸的羧基因结合。3 双氢尿嘧啶环 与识别特定的氨基酰tRNA合成酶（a

5、minoacyl-tRNA synthetase）有关。,4 TC环 参与核糖体的结合，即为核糖体所识别。,-RNA种类,3）核糖体(ribosomal RNA.rRNA),核糖体的主要成分，识别m的起始密码UG，有肽基转移酶(peptidyl tremsferase)能将氨基酸联结成多肽链，同时还能为两个tRNA提供结合部位。,-RNA种类,3.3.2核糖体结构与功能,-核糖体功能,3.3.3蛋白质合成过程,-合成过程-起始,-合成过程-延伸,-合成过程-终止,3.3.4肽链的修饰与运输,-肽链的修饰,1、氨基酸残基化学修饰,2、N端甲硫氨酸或甲酰甲硫氨酸切除,3、信号肽切除,4、肽链折叠,

6、5、切除前体中不需要的肽链片段,6、二硫键形成,3.4基因表达调控,生物总是生存在 一定的环境中，通过长期的进化，生物形成了一定的机制改变基因活性来适应新环境。这其中就涉及到基因的表达与调控。,3.4.1原核生物调控,DNA水平DNA重排,转录水平,翻译水平翻译效率/mRNA降解,正调控,lac,负调控,trp,-trp衰减作用,-时序调控,1981,Losick和Pero提出因子级联模型,噬菌体SPO1侵染枯草杆菌后，基因表达分3个时期。,3.4.2真核生物调控,DNA与染色体水平,基因丢失,基因扩增,基因重排,DNA甲基化,有些线虫发育早期常丢失染色体。,某些特定基因copy数专一性大量增加。,如MHC的重排。,如珠蛋白基因表达。,转录水平,顺式作用元件，trans-acting element,反式作用元件,cis-acting element,DNA分子上与结构基因连锁的转录调控区域，包括增强子、启动子、沉默子及应答元件等。,又称转录因子，能直接或间接地识别或结合在个顺式作用元件，参与靶基因表达调控的一组调节蛋白。,转录后水平,RNA编辑,mRNA前体选择性拼接,反义RNA调节,逆转录(reverse transcriptase)指遗传信息由RNA流入DNA的过程。,3.5中心法则(central dogma),