理学核酸代谢

1、限制性内切酶：能够识别双链限制性内切酶：能够识别双链DNA上特定核上特定核苷酸序列并进行切割的核酸内切酶。苷酸序列并进行切割的核酸内切酶。P2851.核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成P289 动植物、微生物可合成嘌呤或嘧啶的核苷动植物、微生物可合成嘌呤或嘧啶的核苷酸，基本途径有：酸，基本途径有： 利用核糖、磷酸、利用核糖、磷酸、Aa、CO2、NH3合成合成核苷酸，不经过碱基、核苷的中间阶段，核苷酸，不经过碱基、核苷的中间阶段，称为称为“从头合成从头合成”途径或途径或“从无到有从无到有”途途径；径； 利用体内游离的碱基或核苷合成核苷酸，利用体内游离的碱基或核苷合成核苷酸，称为补救途径。称为补救途

2、径。二、二、DNA的生物合成的生物合成2.2.基本概念基本概念P P300300 DNADNA复制复制(replication)：在亲代：在亲代DNADNA双链的每一条双链的每一条链上，按照碱基配对准确地形成一条新的互补链上，按照碱基配对准确地形成一条新的互补链，结果生成两个与亲代链相同的链，结果生成两个与亲代链相同的DNADNA分子的分子的过程；过程； 转录转录(transcription)：以：以DNADNA链为模板，通过碱基链为模板，通过碱基配对的方式将其中所含的遗传信息传给配对的方式将其中所含的遗传信息传给RNARNA链，链，合成与合成与DNADNA互补的互补的mRNAmRNA链的过程

3、；链的过程； 翻译翻译(translation)：以：以mRNAmRNA链为模板，按照链为模板，按照mRNAmRNA分子上三个核苷酸决定一种分子上三个核苷酸决定一种AaAa的规则，合成具的规则，合成具有特定有特定AaAa顺序的蛋白质的过程；顺序的蛋白质的过程； 中心法则中心法则(The Central Dogma)：由：由DNADNA决定决定RNARNA的碱基顺序，又由的碱基顺序，又由RNARNA决定蛋白质中的决定蛋白质中的AaAa顺顺序，这叫中心法则，也叫信息流。序，这叫中心法则，也叫信息流。P P301301DNARNA蛋白质转录反转录翻译复制复制(一一) DNA的复制的复制 概念：复制时

4、，概念：复制时，DNA两条链解开，两条链解开，分别以每条链为分别以每条链为模板合成互补链，模板合成互补链，形成的两个子代形成的两个子代DNA中均有一条中均有一条链来自亲代链来自亲代DNA，另一条链是新合另一条链是新合成的。成的。1. DNA的半保留复制的半保留复制(Semiconservative Replication )P302全保留复制全保留复制半保留复制半保留复制分散复制分散复制 实验依据：实验依据：1958年年 Meselson & Stahl E.coli 同位素标记同位素标记（15N）结合密度梯度离心法结合密度梯度离心法2.DNA2.DNA的半不连续复制的半不连续复制P318 (

5、Semidiscontinuous replication) DNADNA的两条链方向是的两条链方向是相反的相反的(5(533，3 355) )； DNADNA合成需要合成需要DNADNA聚合聚合酶，它只能使酶，它只能使DNADNA链链从从5 533合成，所以合成，所以复制是半不连续的。复制是半不连续的。535555533333要点：要点：沿着复制叉沿着复制叉(replication fork)移动的方向，先移动的方向，先合成前导链合成前导链(leading strand)，前导链复制是连，前导链复制是连续的，其复制方向与复制叉移动方向一致；续的，其复制方向与复制叉移动方向一致； 复制时双链打

6、开，分开成两股，新链沿着张复制时双链打开，分开成两股，新链沿着张开的模板生成，复制中形成的这种开的模板生成，复制中形成的这种Y Y字形的字形的结构称为复制叉结构称为复制叉P P308308。53355解链方向3复制方向复制方向复制叉复制叉另外一条链另外一条链( (随后链随后链, ,lagging strand) )的合的合成是不连续的，复制叉打开后，也是按成是不连续的，复制叉打开后，也是按5 533方向即母链的方向即母链的3 355方向方向( (与复制与复制叉方向相反叉方向相反) )合成若干个短片段，然后通合成若干个短片段，然后通过连接酶连接起来，所以整个过程是半过连接酶连接起来，所以整个过程

7、是半不连续的。不连续的。53355解链方向35335复制方向复制方向冈崎片段冈崎片段P P308308 19681968年日本生化学者冈崎用电镜及放年日本生化学者冈崎用电镜及放射自显影技术，观察到射自显影技术，观察到DNADNA复制中出复制中出现一些不连续的片段，因而将这些不现一些不连续的片段，因而将这些不连续的片段称为冈崎片段。连续的片段称为冈崎片段。(2)(2)条件条件P P303-306303-306 底物：底物：dNTP(dATP、dGTP 、 dCTP 、dTTP) 聚合酶聚合酶( (polymerase) )：依赖：依赖DNADNA的的DNADNA聚合酶聚合酶( (、) )，简写为

8、，简写为DNA-pol； 模板模板(template)：解开成单链的：解开成单链的DNADNA母链；母链； 引物引物(primer)：提供：提供3 3 -OH-OH末端的寡核苷酸；末端的寡核苷酸； 其他的酶和蛋白质因子：其他的酶和蛋白质因子：DNADNA解链酶解链酶(helicase) 、DNADNA旋转酶旋转酶(gyrase)、引物酶引物酶 (primase)和引发体和引发体 (primosome)、 DNADNA连接酶连接酶(ligase)、单单链结合蛋链结合蛋白白(single-strand binding protein,SSB)。(1)引物酶引物酶 已知的任何一种已知的任何一种DNA

9、聚合酶都不能从头聚合酶都不能从头合成一条新合成一条新DNA链，链，DNA的合成需要一的合成需要一段引物。段引物。 大多数细胞中引物为大多数细胞中引物为RNA，合成这些引，合成这些引物的酶称为引物酶。物的酶称为引物酶。 引物酶以单链引物酶以单链DNA为模板，为模板，NTP为底物为底物合成合成RNA。(2) DNA聚合酶聚合酶 以四种以四种dNTP为底物，在为底物，在DNA模板的指令模板的指令下，按照碱基互补配对的原则，把下，按照碱基互补配对的原则，把dNTP逐个添加到引物或延伸链的逐个添加到引物或延伸链的3OH末端，末端，形成形成3,5磷酸二酯键。新合成的链按磷酸二酯键。新合成的链按53方向进行

10、延伸。方向进行延伸。 DNA聚合酶聚合酶可以催化可以催化DNA链的延长（链的延长（5 3聚合）聚合）由由5端水解端水解DNA链（链（53核酸外切酶活性）核酸外切酶活性）由由3端水解端水解DNA链（链（3 5核酸外切活性）校对核酸外切活性）校对 DNA聚合酶聚合酶：多亚基酶，聚合作用，但多亚基酶，聚合作用，但聚合活力很低；具有聚合活力很低；具有35外切酶活性。外切酶活性。 DNA聚合酶聚合酶 ：真正起复制作用的酶：真正起复制作用的酶由由10种亚基组成的不对称二聚体种亚基组成的不对称二聚体、和和构成核心酶构成核心酶亚基有聚合活性亚基有聚合活性亚基有亚基有35外切酶活性外切酶活性(3)连接酶连接酶

11、催化双链催化双链DNA切口上切口上5-P与与3-OH的共价的共价连接。连接。 连接反应需要能量。连接反应需要能量。 不催化两条游离不催化两条游离DNA单链的结合。单链的结合。35535353HOP DNA ligaseNADATPNMNAMP+PPi+DNA连接酶在连接酶在DNA复制、修复和重组过程均起重要作用。复制、修复和重组过程均起重要作用。(4)解螺旋酶（解链酶）解螺旋酶（解链酶） 利用水解利用水解ATP释放的能量，催化双链释放的能量，催化双链DNA解开形成单链。解开形成单链。 解链酶一般是多聚体的，最常见的是六解链酶一般是多聚体的，最常见的是六聚体的形式。聚体的形式。(5)单链结合蛋白

12、（单链结合蛋白（SSB） 稳定已被解开的稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。保护单链不被核酸酶降解。(6)拓扑异构酶拓扑异构酶（旋转酶）（旋转酶） 兼有内切酶和连接酶的活力，兼有内切酶和连接酶的活力，既能水解，又能既能水解，又能连接磷酸二酯键连接磷酸二酯键。 型拓扑异构酶：使型拓扑异构酶：使DNA一条链断裂和再连接一条链断裂和再连接 型拓扑异构酶：使型拓扑异构酶：使DNA两条链断裂和再连接两条链断裂和再连接旋转酶旋转酶(3)(3)规律规律DNADNA复制是半保留的；复制是半保留的；DNADNA复制必须在特定的位点开始，这样的复制必须在特定的位点开始，这样

13、的位点称为复制起始点位点称为复制起始点(origin, ori)，原核生，原核生物只有一个复制起始点；真核生物染色物只有一个复制起始点；真核生物染色体体DNADNA有多个复制起始点，同时形成多个有多个复制起始点，同时形成多个复制单位，两个起始点之间的复制单位，两个起始点之间的DNADNA片段称片段称为为复制子复制子(replicon)P P317317。DNADNA复制可以是单向的，复制可以是单向的，也可以是双向的也可以是双向的, ,后者更后者更常见；常见； 原核生物的复制从一个起原核生物的复制从一个起始点开始，同时向两个方始点开始，同时向两个方向进行，称为双向复制，向进行，称为双向复制，复制

14、中的复制中的DNADNA成为成为 状状两条两条DNADNA链的合成都是朝链的合成都是朝5 533方向进行；方向进行；DNADNA复制严格遵守碱基互复制严格遵守碱基互补配对原则，准确复制；补配对原则，准确复制；复制是半不连续的，复制是半不连续的，前导链是连续合成前导链是连续合成的，随后链是不连的，随后链是不连续合成的，通过连续合成的，通过连接酶把若干片段连接酶把若干片段连接起来；接起来；各个短片段开始复各个短片段开始复制时，都需要制时，都需要RNARNA引引物；物；复制有多种机制，复制有多种机制，会因环境的不同会因环境的不同( (酶酶的丰度、温度、营的丰度、温度、营养条件等养条件等) )而有不同

15、而有不同的起始机制及链的的起始机制及链的延长方式。延长方式。5.5.复制过程复制过程( (大肠杆菌大肠杆菌)P)P307307分为三个阶段：分为三个阶段：(1)(1)起始起始(initiation) RNARNA引物的合成引物的合成(2)(2)延长延长(elongation) 向向RNARNA引物引物3 3端端添加添加dNTPdNTP，合成，合成DNADNA短的片段短的片段(3)(3)终止终止(termination)RNARNA引物脱落，引物脱落，代替相应的代替相应的DNADNA序列，通过共价键连序列，通过共价键连接短片段，形成接短片段，形成DNADNA片段。片段。(1)(1)起始起始 DN

16、ADNA解成单链解成单链: :由旋转由旋转酶松弛超螺旋，解链酶松弛超螺旋，解链酶解开双链，酶解开双链，SSBSSB结合结合到单链上使其稳定。到单链上使其稳定。解链酶解链酶 引物合成：引发体引导引物酶到达适当的位引物合成：引发体引导引物酶到达适当的位置合成引物。置合成引物。Dna ADna BDna CDNA拓异构酶5335（旋转酶）（旋转酶）(2)(2)延长延长 在在DNApolDNApol催化下，以解开的单链为模板，催化下，以解开的单链为模板，以四种以四种dNTPdNTP为原料，进行聚合作用为原料，进行聚合作用, ,即新进即新进入的入的 dNTP dNTP 与引物与引物 3 3 OHOH形成

17、磷酸二酯键，形成磷酸二酯键，由由5 5 3 3 方向延长子链。方向延长子链。535DNA-pol IIIdCTPdATPdATPdTTPdTTPdGTPdGTPdCTP 随后链的模板绕随后链的模板绕DNA聚合酶向后回折成环，复制叉聚合酶向后回折成环，复制叉 上的上的DNA聚合酶聚合酶III全酶同时合成前导链和随后链。全酶同时合成前导链和随后链。(3)(3)终止终止 不连续片段的连接不连续片段的连接3553RNA酶POH3553DNA聚合酶P3553dNTPDNA连接酶3553ATPDNA聚合酶聚合酶IDNA聚合酶聚合酶I（4 4）真核生物的）真核生物的DNADNA复制复制P P310310基本

18、过程类似于原核生物的基本过程类似于原核生物的DNADNA复制，复制，但有不同：但有不同： 真核生物有多个复制起点；真核生物有多个复制起点； 真核生物有五种真核生物有五种DNADNA聚合酶聚合酶(、 )； 真核生物线性染色体末端的真核生物线性染色体末端的DNADNA叫端粒叫端粒(telomere)，端粒的复制是由端粒酶，端粒的复制是由端粒酶(telomerase)催化的。催化的。 真核生物复制的终止真核生物复制的终止: :染色体染色体DNADNA呈线性，呈线性，复制在末端停止。复制在末端停止。35533553不连续片段的连接35533553(二二)逆转录作用逆转录作用P312 概念：以概念：以R

19、NA为模板合成为模板合成DNA，这个，这个过程与转录相反，故叫逆转录，由逆过程与转录相反，故叫逆转录，由逆转录酶催化。转录酶催化。依赖依赖RNA的的DNA聚合酶聚合酶核糖核酸酶核糖核酸酶H依赖依赖DNA的的DNA聚合酶聚合酶逆转录过程中逆转录过程中cDNA的合成的合成 前病毒学说（前病毒学说（Temin）逆转录过程逆转录过程 生物学意义：生物学意义：扩充了中心法则；扩充了中心法则；有助于致癌机制、有助于致癌机制、艾滋病起因的研究；与真核细胞分裂和胚胎发育艾滋病起因的研究；与真核细胞分裂和胚胎发育有关；逆转录酶是分子生物学重要工具酶。有关；逆转录酶是分子生物学重要工具酶。逆转录病逆转录病毒的生活

20、毒的生活周期周期依赖依赖RNA的的DNA聚合酶聚合酶核糖核酸酶核糖核酸酶H活力活力依赖依赖DNA的的DNA聚合酶聚合酶逆转录过程中逆转录过程中cDNAcDNA的合成的合成7.DNA7.DNA的损伤与修复的损伤与修复P P312312 紫外线、辐射可引起紫外线、辐射可引起DNADNA损伤，使损伤，使DNADNA链中链中相邻的嘧啶形成一个相邻的嘧啶形成一个环形丁烷，主要是胸环形丁烷，主要是胸腺嘧啶二聚体；腺嘧啶二聚体； 可通过两种修复系统可通过两种修复系统除去：一种是光复活除去：一种是光复活修复系统修复系统（光复活酶，（光复活酶，蓝光）蓝光），另一种是暗，另一种是暗修复系统。修复系统。只有高等哺乳

21、动物该功能退化掉了。只有高等哺乳动物该功能退化掉了。例例 对细菌紫外诱变或杀灭时尽量保持暗环境。对细菌紫外诱变或杀灭时尽量保持暗环境。(1)光复活修复光复活修复（2）DNA的切除修复的切除修复（3 3）DNADNA的重组修复的重组修复胸腺嘧啶胸腺嘧啶二聚体二聚体复制复制核酸酶及核酸酶及重组蛋白重组蛋白修复复制修复复制DNA聚合酶聚合酶DNA连接酶连接酶重组重组提问：原损伤部位没有修复，对后代影响大吗？提问：原损伤部位没有修复，对后代影响大吗？8.8.突变突变(Mutation)P(Mutation)P315315 DNADNA上的碱基序列发生突然而稳定的变化叫突变；上的碱基序列发生突然而稳定的

22、变化叫突变； 突变的形式有：突变的形式有： 插入插入插入一个或几个碱基，插入一个或几个碱基， 置换置换( (常见常见) )一个或几个碱基的置换，包括转一个或几个碱基的置换，包括转换换( (嘌呤或嘧啶之间的置换嘌呤或嘧啶之间的置换) )和颠换和颠换( (嘌呤与嘧啶嘌呤与嘧啶之间的置换之间的置换) )， 缺失缺失一个或几个碱基的缺失一个或几个碱基的缺失( (不可逆不可逆) )； 突变可以是自发的，也可以是诱发的突变可以是自发的，也可以是诱发的( (紫外线、紫外线、射线、叠氮物、亚硝酸等物化因素射线、叠氮物、亚硝酸等物化因素) )。二、二、RNARNA的生物合成的生物合成 在在DNADNA指导的指导

23、的RNARNA聚合酶催化下，生物聚合酶催化下，生物体以体以DNADNA的一条链为模板，按照碱基配的一条链为模板，按照碱基配对原则，合成一条与对原则，合成一条与DNADNA链的一定区段链的一定区段互补的互补的RNARNA链，这个过程称为转录。链，这个过程称为转录。1.1.概念概念( (转录转录) )转录与复制的区别主要有：转录与复制的区别主要有： 材料材料:4:4种种NTP(NTP(复制为复制为4 4种种dNTP);dNTP); mRNAmRNA中由中由U U代替了代替了T;T; 复制是两条链同时进行，而转录只以其中复制是两条链同时进行，而转录只以其中的一条的一条DNADNA链为模板进行转录链为

24、模板进行转录( (不对称转录不对称转录) )，这条链叫模板链这条链叫模板链( (负链或无意义链负链或无意义链),),另一条另一条链叫编码链链叫编码链( (正链或有意义链正链或有意义链)P)P316316； DNADNA分子是整个被复制，而转录是局部的，分子是整个被复制，而转录是局部的，有选择性的。有选择性的。2.RNA2.RNA聚合酶聚合酶( (转录酶转录酶) )n1ATP DNA指导的指导的RNA聚合酶聚合酶n2GTP RNA前体前体 +n3CTP DNA、Mg2+、Mn2+ (n1+n2+n3+n4)PPi n4UTP 反应不需引物反应不需引物, ,直接在直接在DNADNA模板上合成模板上

25、合成RNARNA 合成方向合成方向5 533(RNA(RNA链的延长方向链的延长方向) ) 大肠杆菌大肠杆菌RNARNA聚合酶组成与功能聚合酶组成与功能P P327327 2 2个个 亚基：亚基：结合启动子结合启动子 核心酶核心酶 亚基：亚基：催化催化RNARNA合成合成全酶全酶 亚基：亚基：结合结合DNADNA 因子：负责识别启动子因子：负责识别启动子3.RNA3.RNA的转录过程的转录过程( (大肠杆菌大肠杆菌)P)P317-319317-319分为三个阶段：分为三个阶段：(1)(1)起始阶段起始阶段转录因子识别起始位点转录因子识别起始位点，使使RNARNA聚聚合酶结合到启动子合酶结合到启

26、动子(promoter)上，在起始区产生开上，在起始区产生开放复合体。放复合体。(2)(2)延长阶段延长阶段RNARNA聚合酶沿着聚合酶沿着DNADNA模板链模板链3 35 5 方方向向滑动，催化滑动，催化RNARNA的合成的合成( (方向是方向是5 53 3 ) )。(3)(3)终止阶段终止阶段当当RNARNA聚合酶到达终止信号时聚合酶到达终止信号时, ,它和它和合成的合成的RNARNA链一起从链一起从DNADNA上脱落下来。上脱落下来。 启动子：指启动子：指RNARNA聚合酶识别，结合和开始转录的聚合酶识别，结合和开始转录的一段一段DNADNA序列。序列。P P317317 转录因子：转录

27、因子：RNARNA聚合酶在进行转录时常需一些辅聚合酶在进行转录时常需一些辅助因子助因子( (蛋白质蛋白质) )参与作用，称之为转录因子。参与作用，称之为转录因子。 终止子终止子(terminator)：提供转录停止信号的：提供转录停止信号的DNADNA序列序列称终止子。称终止子。 终止因子：协助终止因子：协助RNARNA聚合酶识别终止信号的辅助聚合酶识别终止信号的辅助因子因子( (蛋白质蛋白质) )。55553333(1)(1)起始阶段起始阶段 转录酶转录酶全酶松弛地结全酶松弛地结合到合到DNADNA上上; ; 转录酶沿转录酶沿DNADNA滑行至滑行至启动子，由启动子，由 因子识因子识别并紧密

28、结合别并紧密结合, ,形成形成闭合复合体闭合复合体; ; 在在1010区解链区解链, ,形成开形成开放复合体放复合体; ; 催化催化ATPATP或或GTPGTP与另外与另外一个核苷酸聚合，一个核苷酸聚合，形形成成第一个第一个3 3,5,5- -磷酸二磷酸二酯键酯键， 因子脱离。因子脱离。(2)(2)延长阶段延长阶段 转录酶沿模板链转录酶沿模板链3 35 5 方向移动，开放复合体方向移动，开放复合体( (保持保持约约17bp17bp长长) )随之前移随之前移,RNA,RNA链沿链沿5 53 3 方向延伸，速度方向延伸，速度约为约为4545核苷酸核苷酸/ /秒。秒。(3)(3)终止阶段终止阶段 当

29、转录酶到达终止信号时，当转录酶到达终止信号时， RNA-DNARNA-DNA杂交区被杂交区被迫分离，酶和迫分离，酶和RNARNA均脱离均脱离DNADNA，转录结束。，转录结束。 有两种转录终止方式：有两种转录终止方式：不不依赖于依赖于 因子的终止因子的终止( (自发终止自发终止) )依赖于依赖于 因子的终止因子的终止( ( 因子依赖型终止因子依赖型终止) )依赖于依赖于 因子的终止因子的终止 因子识别因子识别RNARNA上的上的rutrut位点，与之结合，然后位点，与之结合，然后向转录酶移动，当转录向转录酶移动，当转录酶到达终止序列时，则酶到达终止序列时，则停止合成停止合成RNARNA，于是，

30、于是 因因子赶上转录酶，使子赶上转录酶，使RNA-RNA-DNADNA杂交链解开，从而杂交链解开，从而 RNARNA和转录酶脱离，转和转录酶脱离，转录结束。录结束。 真核生物的真核生物的RNARNA合成比原核生物复杂得多，合成比原核生物复杂得多，RNARNA聚合酶有三种：聚合酶有三种： （A A）核仁）核仁rRNArRNA前体前体 （B B）核质）核质mRNAmRNA前体前体 （C C）核质）核质tRNAtRNA和和5sRNA5sRNA前体前体 DNADNA模板功能抑制剂：放线菌素模板功能抑制剂：放线菌素D D、烷化、烷化剂、嵌入染料。剂、嵌入染料。P P325325 RNARNA聚合酶的抑制

31、剂：聚合酶的抑制剂： 利福平利福平与原核生物与原核生物RNARNA聚合酶的聚合酶的亚亚基结合，阻止基结合，阻止RNARNA合成；合成；P P325325 - -鹅膏覃碱鹅膏覃碱抑制真核生物抑制真核生物RNARNA聚合聚合酶酶和和的活性，阻断的活性，阻断mRNAmRNA的合成的合成。P P3213214.4.转录过程的选择性抑制转录过程的选择性抑制5.5.转录后的加工转录后的加工 原核：特定位点进行甲基化，产生甲基化修原核：特定位点进行甲基化，产生甲基化修饰成分；核酸内切酶切除间隔区。饰成分；核酸内切酶切除间隔区。P P320320(1)rRNA(1)rRNA前体的加工前体的加工30S 真核：真

32、核：100100多个核苷酸残基被甲基化修饰，多数在核多个核苷酸残基被甲基化修饰，多数在核糖糖2 2-OH-OH上；上；RNaseRNase及其它核酸内切酶裁切。及其它核酸内切酶裁切。(2)(2) tRNAtRNA前体的加工前体的加工P P320320 核酸内切酶切断核酸内切酶切断tRNAtRNA前体的两端；前体的两端； 核酸外切酶从端部逐个切去附加的顺序，进行修剪；核酸外切酶从端部逐个切去附加的顺序，进行修剪； 3 3端加上端加上-CCA-CCAOHOH( (有一类有一类tRNAtRNA本身就有，切去附加序列本身就有，切去附加序列则露出则露出) )； 核苷的修饰核苷的修饰( (甲基化、脱氨基和

33、还原作用等甲基化、脱氨基和还原作用等) ) 。(3)(3) mRNAmRNA前体的加工前体的加工 原核原核:mRNA:mRNA大多不需加工，一经转录即可大多不需加工，一经转录即可直接进行翻译直接进行翻译, ,但也有少数多顺反子但也有少数多顺反子mRNAmRNA须通过核酸内切酶切成较小的单位，然后须通过核酸内切酶切成较小的单位，然后再进行翻译。再进行翻译。 真 核 ：真 核 ： 5 5端 形 成 特 殊 的 帽 子 结 构端 形 成 特 殊 的 帽 子 结 构(m7G5PPP5NpNp-)；3 3端切断并加上端切断并加上polyApolyA尾巴；尾巴；mRNAmRNA前体剪接除去内含子，连接外前

34、体剪接除去内含子，连接外显子；有时链内部核苷被甲基化。显子；有时链内部核苷被甲基化。P P322322磷酸酶磷酸酶鸟苷酸转移酶鸟苷酸转移酶甲基转移酶甲基转移酶5 5端端加加帽帽DNA hnRNA6.RNA6.RNA指导下的指导下的RNARNA的合成的合成(RNA(RNA复制复制)P)P324324 噬菌体噬菌体QQ的复制：以的复制：以QQ病毒的病毒的RNA(RNA(正链正链) )为模板，在为模板，在QQ复制酶指导下合成互补链复制酶指导下合成互补链( (负链负链) )，再以负链为模板合成正链。，再以负链为模板合成正链。 病毒病毒RNARNA复制的主要方式：以病毒的复制的主要方式：以病毒的RNAR

35、NA为为模板进行复制模板进行复制(Q(Q病毒病毒) )；以病毒的；以病毒的RNARNA为为模板，反向转录成模板，反向转录成DNADNA，再以，再以DNADNA为模板，为模板，转录成病毒转录成病毒RNA(RNA(劳氏肉瘤病毒劳氏肉瘤病毒) )。5 RNA-5 3 3 RNA+释放释放释放释放35 3 3 5 5 RNA+RNA+RNA-vRNA-及及 RNA+的合成方向均为的合成方向均为5 3四、基因工程简介四、基因工程简介P3251.概念概念 亦称遗传工程，即利用亦称遗传工程，即利用DNA重组技术的重组技术的方法，把方法，把DNA作为组件，在细胞外将一种作为组件，在细胞外将一种外源外源DNA(

36、目的基因目的基因)和载体和载体DNA重新组合重新组合连接连接(重组重组)，最后将重组体转入宿主细胞，最后将重组体转入宿主细胞，使外源基因使外源基因DNA在宿主细胞中，随细胞的在宿主细胞中，随细胞的繁殖而增殖繁殖而增殖(cloning，克隆，克隆)，或最后得到，或最后得到表达，最终获得基因表达产物或改变生物表达，最终获得基因表达产物或改变生物原有的遗传性状。原有的遗传性状。2.基因工程基因工程的操作技术的操作技术(1)体外基因重组体外基因重组 目的基因的制备目的基因的制备 PCR载体的构建：质粒或噬载体的构建：质粒或噬菌体菌体 目的基因与载体重组目的基因与载体重组(2)重组体重组体DNA的转的转

37、化增殖和表达化增殖和表达 转化转化筛选筛选增殖和基因表达增殖和基因表达Foreign DNA to be insertedPlansmid vectorJoiningRecombinant DNA moleculeIntroduction into host cells by transformation of viral infection Host chromatemeSlection for cells coteining a recombinant DNA moleculeCloning+3.应用与前景应用与前景聚合酶链式反应聚合酶链式反应(Polymerase chain react

38、ion, PCR) PCR：在体外中通过酶促反应有选择地大量扩：在体外中通过酶促反应有选择地大量扩增（包括分离）一段目的基因的技术。增（包括分离）一段目的基因的技术。 原理：以待扩增的两条原理：以待扩增的两条DNA链为模板，一对寡链为模板，一对寡核苷酸为引物，通过核苷酸为引物，通过DNA聚合酶酶促反应，快聚合酶酶促反应，快速体外扩增特异速体外扩增特异DNA的技术。的技术。 PCR反应体系的组分：反应体系的组分：DNA模板、寡核苷酸引模板、寡核苷酸引物、物、dNTP、DNA聚合酶、聚合酶、Mg2+PCR技术每轮循环包括：技术每轮循环包括：变性：双链变性：双链DNA解链成解链成为单链为单链DNA退火退火：部分引物与模板部分引物与模板的单链的单链DNA的特定互补的特定互补部位相配对和结合部位相配对和结合延伸延伸：以目的基因为模以目的基因为模板板,合成互补的新合成互补的新DNA链链l每一轮聚合酶链式反应可使每一轮聚合酶链式反应可使目的基因片段增加一倍目的基因片段增加一倍l30轮循环可获得轮循环可获得230个片段个片段l变性、退火、延伸三步曲变性、退火、延伸三步曲 PCR技术的发明技术的发明 PCR的发明是的发明是DNA操作技术的革命操作技术的革命 美国美国Mullis教授教授 开汽车时的联想开