第10章遗传信息的传递.ppt

第10章遗传信息的传递唐山职业技术学院范例 中心法则 centraldogma 遗传信息传递方向的规律 第1节DNA的生物合成 在新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代 而另一条链则是新合成的产物 这种复制方式称为半保留复制 一 DNA的复制 一 DNA复制的方式 半保留复制semiconservativereplication AGAACTTAG TCTTGAATC AGAACTTAG TCTTGAATC AGAACTTAG TCTTGAATC 亲代 子代 DNA半保留复制的实验 二 参与DNA复制的物质 解旋 解链酶类解链酶拓扑异构酶单链DNA结合蛋白引物酶DNA聚合酶DNA连接酶 1 解旋 解链酶类 2 引物酶 primase DNA聚合酶合成新DNA时需要引物 一小段RNA 引物RNA3 OH末端作为DNA合成的起始点引物酶与多种起始蛋白结合形成引发体引物酶催化合成引物 primer 3 DNA聚合酶 DNApolymerase DNA聚合酶的作用特点 模板 解开的DNA双链催化底物 dATP dGTP dCTP dTTP 聚合形成3 5 磷酸二酯键新链延长方向5 3 具核酸外切酶活性 原核DNA聚合酶 pol pol 生理功能尚不清楚 无酶 时起作用 pol 4 DNA连接酶 DNAligase 通过3 5 磷酸二酯键连接互补链中DNA片段不能连接单独存在的DNA或RNA单链 三 DNA的复制过程 1 起始阶段模板DNA解旋与解链 形成复制叉 形成引发体 合成RNA引物 三 DNA的复制过程 2 延长阶段按A T G C碱基配对规则 合成DNA 切除引物 填补空隙 形成冈崎片段 三 DNA的复制过程 3 终止阶段DNA连接酶连接封口 形成长链DNA 在Tus蛋白参与下 终止复制 DNA复制示意图 拓扑异构酶 解链酶 5 3 3 5 3 5 DNA聚合酶 单链DNA结合蛋白 DNA聚合酶 领头链随从链 DNA连接酶 冈崎片段 引物酶 RNA引物 二 反转录 reversetranscription 概念 以RNA为模板合成DNA的过程酶 反转录酶 依赖RNA的DNA聚合酶功能RNaseH功能 水解RNA DNA杂交链 依赖DNA的DNA聚合酶功能 反转录酶 RNaseH cDNA整合入宿主细胞DNA分子中 病毒RNA RNA cDNA杂交体 cDNA 双股cDNA 宿主细胞DNA分子 整合了cDNA的宿主细胞DNA分子 反转录酶 意义 对中心法则的补充有助于基因工程的实施 反转录过程 三 DNA的修复合成 一 DNA损伤的类型 点突变 pointmutation 错配 转换 transition A G或C T颠换 transversion 嘌呤碱 嘧啶碱框移突变 frameshiftmutation 缺失 插入1个碱基二聚体的形成 二 DNA损伤的修复 光修复切除修复重组修复SOS修复 光修复 紫外辐射DNA链上两个胸腺嘧啶残基间形成二聚体 光修复酶 切除修复 核酸内切酶 DNApol DNAligase 重组修复 第2节RNA的生物合成 一 参与转录的主要物质 转录模板RNA聚合酶底物终止因子 一 转录模板 转录的模板 DNA双链中的一条模板链 DNA双链中具有转录功能的一条链 templatestrand 编码链 贮存有遗传信息与模板链互补的一条链 codingstrand 5 3 3 5 不对称转录 1 RNA分子上只有一条可转录2 模板链并不总是在同一单链上 RNA合成方向 5 3 不对称转录 asymmetrictranscription DNA5 GGAGTACATGTC 3 编码链 3 CCTCAUGUACAG 5 模板链 转录 5 GGAGUACAUGUC 3 mRNA 翻译 N Ala Val His Val C多肽 二 RNA聚合酶 RNApolymerase 全酶 核心酶 2 起始因子 三 底物 RNA聚合酶的底物 RNA合成的原料 ATP GTP CTP UTP 二 转录过程 转录起始 2 转录延长 3 转录终止 原核生物 转录起始 transcriptioninitiation 核心酶催化 在模板指导下沿5 3 方向延伸RNA链 2 转录延长 transcriptionelongation 转录泡 终止子 非依赖于 因子的终止子依赖于 因子的终止子 terminator 3 转录终止 transcriptiontermination 非依赖 因子的终止1 GC丰富 重复序列2 形成发夹样结构 依赖与 因子的终止 三 转录后的加工 转录过程中的5 端加帽与3 端加尾的修饰 mRNA的前体 非均一核RNA hnRNA 2 切除内含子 intron 拼接外显子 exon 非编码序列 编码序列 DNA和RNA生物合成的比较 1 复制转录1 原料dNTPNTP2 模板DNA两条链DNA一条链3 引物需要RNA引物不需引物4 新连延伸方向5 3 5 3 5 主要酶类DNA聚合酶RNA聚合酶解旋 解链酶类 2 引物酶终止因子 DNA连接酶 二 tRNA转录后的加工 1 剪切2 碱基的化学修饰3 添加氨基酸臂 三 rRNA前体的加工 第3节蛋白质的生物合成 一 参与蛋白质生物合成的物质 mRNAtRNArRNA氨基酸蛋白质因子ATPGTP无机离子 1 mRNA 翻译的直接模板 CAACUGCAGACAUAUAUGAUACAAUUUGAUCAGUAU 5 3 Gln Leu Gln Thr Tyr Met Ile Gln Phe Asp Gln Tyr 一 RNA mRNA分子中 从5 3 每三个相邻的碱基组成的三联体 代表某个氨基酸共有64种 遗传密码 遗传密码表 方向性通用性简并性连续性摆动性 遗传密码的特点 同一氨基酸具有多种密码子 同义密码 第1 2位 第3位 决定密码的特异性 摆动 方向性 5 3 通用性 在线粒体或叶绿体中特殊 简并性 沿5 3 方向连续阅读 插入碱基 缺失碱基 移码 突变 连续性 2 tRNA 转运氨基酸的工具 密码子与反密码子的配对 IA C UUA GGC U 反密码子 识别 密码子 第1位 摆动配对 第3位 tRNA mRNA 3 核蛋白体 蛋白质合成的场所 rRNA 蛋白质 核糖体 核蛋白体 大亚基小亚基 真核细胞 5S 5 8S 28S 18S 蛋白质 大亚基 60S 小亚基 40S 原核细胞 5S 23S 16S 蛋白质 大亚基 50S 小亚基 30S 核糖体大小亚基的组成 80S 70S 小亚基与mRNA的结合 大亚基 P位 结合肽酰tRNA的部位A位 结合氨基酰tRNA的部位E位 排出卸载tRNA的排出位 二 蛋白质合成的重要酶类 氨基酰tRNA合成酶转肽酶转位酶 三 其他因子 其他蛋白质因子 起始因子 IF 延长因子 EF 释放因子 RF Mg2 K 等无机离子 二 蛋白质生物合成的过程 mRNA中碱基的排列顺序 蛋白质中的AA的排列顺序 翻译 起始 延长 终止 进位成肽转位 一 氨基酸的活化 氨基酸 ATP tRNA 氨基酰 tRNA合成酶 氨基酰 tRNA AMP PPi 二 核蛋白体循环 起始阶段 起始复合体 大亚基 mRNA Met tRNA fMet tRNA 小亚基 IF 1 2 3GTP 二 核蛋白体循环 延长阶段 进位成肽转位 1 延长因子 EF 条件 EF TEF G EF TuEF Ts 过程 2 GTP 二 核蛋白体循环 终止阶段 A位上出现终止密码子 在释放因子RF 1 RF 2 RF 3 GTP及转肽酶作用下 多肽链水解 三 蛋白质生物合成后的加工 肽链N 端的切除加工个别氨基酸的化学修饰肽