分子生物学08.doc

1.DNA结构的不均一性：在DNA的一级结构中，四种碱基A，T，C，G远非均匀分布，尽管双螺旋的构型大体相同，但沿着DNA链各处的物理结构不完全相同，各处双螺旋的稳定性也就显示出差别，充分体现了DNA一级结构决定高级结构的原理。其不均一性(heterogeneity)主要有：1.反向重复序列(inverted repeats)又称回文序列(palindrome)，它能在DNA或RNA中形成发夹结构。这种回文结构通常是作为一种特别信号，如限制性核酸内切酸(restriction encl闩迥onuclease)及调节蛋白的识别位点，转录终止信号等。2.富含A/T的序列在高等生物中，A+T与GC的含量差不多相等，然而在它们的染色体某一区域，AT含量可能相当高。如在很多有重要调节功能的DNA区段都富含AT，特别是在复制起点和启动子的Pribnow框(真核生物为TATA框)的序列中，其对于复制和起始十分重要。因为AT对只有二条氢键，此处的双链较GC对处易于解开，有利于起始复合物的形成。3.嘌呤和嘧啶的排列顺序对双螺旋结构稳定性的影响。人们考察了十种相邻的二核苷酸对(nearestneighbor doublets)，发现一个非常有趣的现象，那就是碱基组成相同，但嘌呤和嘧啶的排列顺序不同，双螺旋的稳定性具有显著的差异。例如5Gc 33G 5和5GC 33GC 5的稳定性相差很大，前者的稳定性远大于后。它们的氢键数目是相同的，它们的差别在于相邻碱基之间的堆集力不同。即从嘌呤到嘧啶的方向的碱基堆集作用显著地大于同样组成的嘧啶到嘌呤方向的碱基堆集作用。(这里的方向就是常规的从5端到3端的方向)。这是因为前者的嘌呤环和嘧啶环重迭面积大于后者的嘧啶环和嘌呤环的重迭面积，这在B型DNA中确是如此。根据Gotoh 1981年的研究，十种相邻二核苷酸对的Tm值如表15?所示，单位为，所用离子强度为19.5mmol/l Na。表155相邻二核苷酸对Tm值3ATGC5A54.5057.0258.4297.73T36.7354.5054.7186.44G86.4497.7385.97136.12C54.7158.4272.5585.97由表15-5可以看到，5TA 3和 3AT5的Tm值最低。在真核生物中，常可以在19到27的位置上看到一个叫做TATA框的结构(又称Hogness框)，这是RNA聚合酶的结合位点。在这里RNA聚合酶和有关蛋白质因子形成转录起始复合物。又如，生命有机体选择UAA作为最有效的终止密码子绝不是偶然的，因为64个三联体密码子中，它与反密码子(假定有的话)形成的互补产物5UAA33AUU5的Tm值是最低的一个，即使在生理温度下也是不稳定的。当初有人花了很多工夫去寻找一个不携带氨基酸的专供肽链终止用的tRNA，其实并不存在这种tRNA。肽链的释放是由释放因子RF在起作用。在三种终止密码子中，UAG和UGA常会为突变型的tRNA无义抑制，而UAA则很少发生无义抑制也可能就是这个道理。这也就说明了为什么在肽链终止处常常会出现双重终止密码子。2.单链结合蛋白（SSB蛋白）：这种蛋白又称为双螺旋稳定蛋白（helix destabilizing protein）。当解旋酶将双链打开以后，单链DNA具有一种潜在的恢复原来双链的能力，重新形成氢键。而且单链本身若有反向重复也会形成发夹结构，这两种情况都会影响复制的，但SSB可以解决这一问题。SSB并不是酶，是由177个aa组成的蛋白，E.coli的SSB以四聚存在，分子量为74KDa，结合在单链上，每个分子可以覆盖32Nt，使DNA受到保护，不被酶水解，也不回复成双链，因此可以降低DNA的Tm值。SSB对于细菌复制叉的结构的作用和解旋酶是同等的。在原核中SSB与DNA结合表现出协同效应。若第一个SSB的结合能力为1，则第二个SSB的结合能力为103。这可能因为（1）SSB之间的相互作用；（2）第一个SSB和DNA的结合改变了DNA的结构。真核生物的SSB则不表现协同效应。螺旋酶沿复制叉方向向前推进产生了一段单链区，但是这种单链DNA不会长久存在，会很快重新配对形成双链DNA或被核酸酶降解。然而，在细胞内有大量单链DNA结合蛋白(single strand DNA binding protein SSBP)能很快地和单链DNA结合，防止其重新配对形成双链DNA或被核酸酶降解。SSBP与螺旋酶不一样，它不具备酶的活性，不和ATP结合。在大肠杆菌细胞中主要SSBP是177肽所组成的四聚体，可以和单链DNA上相瓴的32个核苷酸结合。一个SSBP四聚体结合于单链DNA上可以促进其他SSBP四聚体现相邻的单链DNA结合，这个过程称为协同结合(cooperative binding)，SSBP结合到单链DNA上后，使其呈伸展状态，没有弯曲和结节，有利于单链DNA作为模板。SSBP可以重复使用，当新生的DNA链合成到某一位置时，该处的SSBP便会脱落，并被重复利用。3.无义突变：是编码某一氨基酸地三联体密码经碱基替换后,变成不编码任何氨基酸地终止密码UAA、UAG或UGA。虽然无义突变并不引起氨基酸编码的错误,但由于终止密码出现在一条的中间部位，就使翻译时多肽链的终止就此终止，形成一条不完整的多肽链。4.小核RNA（snRNA）：也见译为核内小RNA（常见缩写为snRNA，是英文small nuclear RNA的简写)是含有100到300碱基的RNA。它参与真核生物细胞核中RNA的加工。snRNA和许多蛋白质结合在一起成为小核核糖核蛋白（snRNP即small nuclear ribonucleoproteins），参与信使RNA前体（pre-mRNA）的剪接，使后者成为成熟mRNA。它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体（spilceosome）的主要成分，参与mRNA前体的加工过程。现在发现有五种snRNA，其长度在哺乳动物中约为100-215个核苷酸。snRNA一直存在于细胞核中，与40种左右的核内蛋白质共同组成RNA剪接体，在RNA转录后加工中起重要作用。另外，还有端粒酶RNA(telomeraseRNA)，它与染色体末端的复制有关；以及反义RNA(antisenseRNA)，它参与基因表达的调控。5.核心启动子元件：真核生物基因启动子中介导基因转录起始的最小的一段连续DNA序列。RNA聚合酶识别的启动子通常包含转录起始位点及其上游或下游约35个核苷酸的序列，大小约为40个核苷酸。含有TATA框，起始子(Inr)，TFB识别元件(BRE)和核心启动子下游元件(DPE)等序列模块。 6.信号识别颗粒（SRP）：定义1：一种核糖核酸蛋白复合体。能够识别并结合刚从游离核糖体上合成出来的信号肽，暂时中止新生肽的合成，又能与其在内质网上的受体(即停靠蛋白质)结合而将新生肽转移入内质网腔，防止蛋白水解酶对其损害。 所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；信号转导（二级学科） 定义2：由6个蛋白质亚基结合在1个7S RNA分子上组成的复合体。该复合体能识别分泌蛋白肽链中的