生物化学之中心法则.doc

第一章：核酸的生物学合成之DNA1一、DNA复制1二、DNA突变与修复2第二章、RNA的生物合成4真核生物mRNA的转录后的加工过程5RNA转录调控5第三章、蛋白质生物合成62.参与蛋白质的合成物质73蛋白质的生物合成8第一章：核酸的生物学合成之DNA一、DNA复制1. 复制起始过程DNA-DnaA DNA-DnaA-DnaC-DnaB DNA-DnaA-DnaB-引物酶-RNA引物（引发体） 延伸DnaA 起着DNA复制起始作用，打开双螺旋形成开放复合物DnaB 解旋酶活性引发体是以Dna B 和 Dna G 引发酶为主体的并能引发DNA复制的大复合体。具有引物酶活性的Dna G 蛋白却需要与引发体结合被活化后，才能在后随链模板上合成RNA引物片段，然后引发体才能随引物RNA的合成而周期性地启动冈崎片段的合成。2. DNA链的延伸有意链、正链、编码链非模板链DNA pol具有5-3核酸外切酶活性，DNA修复（由持续合成能力决定）3. DNA的复制终止当聚合酶遇到DNA复制终止序列时，在Tus 蛋白（解旋酶DnaB的抑制剂）的帮助下，复制终止。二、DNA突变与修复DNA突变包括点突变和结果畸变（缺失，插入突变）生物体内存在DNA的损伤修复机制，分别为直接修复、切除修复、错配修复、重组修复以及SOS反应与易错修复 五种方式 直接修复：生物体内存在一些酶，能够直接修复DNA的某些损伤l 光修复 有些生物存在光裂合酶，它可以直接修复由于紫外线引起的胸腺嘧啶二聚体l 其他酶 有些生物具有O-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶。当烷基化试剂造成鸟嘌呤烷基化生成O-甲基鸟嘌呤-DNA产物时，该酶能够催化O-甲基鸟嘌呤-DNA脱烷基形成正常的鸟嘌呤，完成修复作用。 切除修复：指在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤的部分切除，并以完整的那一条链为模板，合成新的被切除的部 分，然后使损伤的DNA恢复正常结构的过程核苷酸切除修复（NER）DNA pol以完整的亲代链为模板填补缺口，连接酶封口碱基切除修复（BER）DNA糖基化酶识别突变的尿嘧啶核苷酸，使其中的糖苷键发生断裂，在DNA上形成无碱基的AP位点。AP核酸内切酶作用于AP位点，切除原尿嘧啶核苷酸剩余的脱氧核糖部分，在DNA pol的帮助下 错配修复：大肠杆菌对其DNA复制完成后出现的碱基错配进行的一种修复。 错配修复的主要问题是如何区分哪条链是模板链？DNA合成前作为模板的DNA链，其特点的序列GATC中A是甲基化标志的。如果在新链标记前没有进行碱基修复，则无法区分新旧两条链。 重组修复：即DNA复制已经开始，由于两条链同时是模板，当一条DNA的某一部分存在损伤部分，则DNA的复制酶系无法在损伤部分以碱基配对方式合成新的子链，因此复制酶系就跳过损伤部分，继续以后面正常的为模板合成DNA子链，空缺的部分由损伤DNA链的互补链移动相应的片段弥补。 复制结果是DNA1号链中的损伤部分仍然保存下来。 SOS反应和易错修复双脱氧法测出DNA序列：原理：测序体系中包括模板链（单链DNA）、d NTP 、DNA聚合酶、引物、dd NTP.如果在四管反应系统中分别按比例引入四双脱氧碱基，只要双脱氧碱基掺入链端，该链就停止延长，链端掺入单脱氧碱基的片段可继续延长。如此每管反应体系中便合成以共同引物为5端，以双脱氧碱基为3端的一系列长度不等的核酸片段。启动子是基因的一个组成部分，控制基因表达的起始时间和表达程度。启动子就象“开关”，决定基因的活动。第二章、RNA的生物合成 原核生物大肠杆菌RNA聚合酶各亚基功能全酶2w,其中亚基是组装亚基的脚手架；，与其结合，聚合反应；，与启动子DNA序列结合促进转录开始。 真核生物有三种聚合酶：存在于核仁，用于合成8S，18S，5.8S rRNA :存在于核质，转录mRNA :存在于核质，转录tRNA, 5S rRNA 核酸合成抑制剂 rRNA 5S/16S/23S 5S/5.5S/28S/18S真核生物核糖体大亚基中5SrRNA是聚合酶的转录产物。 真核生物mRNA的转录后的加工过程hnRNA（核内不均一）形成成熟mRNA需要经历5端添加帽子结构，3端添加多聚腺苷酸尾巴，内含子的切除三个过程。帽子结构mGpppNp真核生物RNA的帽子结构是通过与mRNA形成5-5三磷酸连接。 RNA转录调控在乳糖和葡萄糖都存在的条件下，大肠杆菌先利用那种糖？为什么？l 乳糖操纵子属于酶合成的诱导型操作子调节基因不属于乳糖操作子，调节基因产生的调节蛋白为阻遏蛋白，它有活性。在没有乳糖存在时，阻遏蛋白与操纵子的操作基因结合阻碍基因表达，因此不能合成利用乳糖的酶类。乳糖是操作子的诱导物，它可以与阻遏蛋白结合使其失去活性，所以操作子开放，基因能够表达，即乳糖能够利用。l 乳糖操作子有正调控和负调控两种形式。其中阻遏蛋白对操纵子调控属于负调控。而CAP蛋白（环腺苷酸调节蛋白）与cAMP结合形成复合物。该复合物能够与上CAP位点结合，促进RNA聚合酶与上RNA聚合酶位点结合，增强基因转录。因此在乳糖存在下，如果CAP蛋白也存在，能够加强基因转录，这是乳糖操作子的正调控方式。l 在葡萄糖和乳糖同时存在的条件下，虽然乳糖操作子处于打开的状态，基因能够表达。但是葡萄糖能抑制cAMP环化酶的活性，所以葡萄糖存在，使得细胞中cAMP含量降低，结果CAP蛋白无法与结合成复合物，即无法起到正调控作用，基因转录受到影响。因此，细菌在葡萄糖和乳糖都存在时，先利用葡萄糖后利用乳糖。这种现象叫葡萄糖效应代谢物抑制效应。酶合成阻遏性操作子：阻遏蛋白一般没有活性，转录正常。当存在辅阻遏物时，辅阻遏物与阻遏蛋白结合改变阻遏蛋白构象，使能够与操作基因结合阻止转录。第三章、蛋白质生物合成1、密码子l 注意所要写出的蛋白质氨基酸序列是真核生物还是原核生物，确定蛋白质N端第一个氨基酸甲酰化是否N 甲酰-Met 与 N-Metl 反密码子的5端第一个碱基与 密码子 3端第一个碱基 密码子与反密码子反向互补l 当编码某氨基酸的一个密码子变成终止密码子或变成编码另一种氨基酸的密码子时则当密码子突变成其他氨基酸时，该氨基酸是不变残基，则蛋白质活性活性发生变化（如镰刀性贫血由于谷氨酸变成缬氨酸）；如果该残基是可变残基，则如上所诉可能活性变化，也可能活性不变，主要依据变化后氨基酸残基的形式和本身该残基存在的位置；当密码子突变为终止子时，得到的蛋白质将是不完整的，如果该密码子之前的部分翻译后形成的蛋白质功能区域完全以及维持空间结构肽链完全，则可能活性不变，否则活性改变2.参与蛋白质的合成物质各因子类型各因子代号生物学功能起始因子IF1促进IF2 IF3 执行其功能IF2促使起始tRNA与30S小亚基结合于P位点，需要GTPIF3促进核糖体解离成亚基；促使30S小亚基与mRNA起始部位结合延伸因子EF-Tu促进氨酰-tRNA进入A位点，与mRNA结合EF-Ts促进EF-TuGDP再生为EF-Tu.GTP EF-G水解GTP，使核苷酸按5-3方向沿mRNA移动一个密码子距离终止子RF1识别终止密码子UAA、UAGRF2识别终止密码子UAA、UGARF3促进RF1 RF2的活性核糖体(80S)大亚基(50s)5S，23S小亚基(30s)16S核糖体上主要位点与蛋白质合成有关：辅助因子结合位点，mRNA结合位点，氨酰-tRNA结合位点（A位点），肽酰-tRNA结合位点（P位点），肽基转移酶位点。3蛋白质的生物合成l 氨基酸的激活AA+ATP+tRNA氨酰-tRNA + AMP +ppi (氨酰-tRNA合成酶)l 蛋白质合成的起始阶段原核生物中，在甲酰基转移酶下fMet-tRNA30S小亚基在IF3的作用下形成 核糖体小亚基30S.mRNA ,其中是16SrRNA 识别SD序列在IF2的作用下形成了核糖体30S.mRNA.fMet-tRNA (30S 起始复合物)释放起始因子，形成70S起始复合物。l 蛋白质合成的延伸过程进