07-核酸代谢课件

1第七章核酸代谢第一节核酸降解和核苷酸代谢第二节DNA的生物合成第三节RNA的生物合成第四节核酸代谢的调节212第一节核酸降解和核苷酸代谢一、核酸和核苷酸的分解代谢二、核苷酸的合成代谢3一、核酸和核苷酸的分解代谢1、核酸的解聚作用2、核苷酸的降解3、嘌呤的分解4、嘧啶的分解41、核酸的解聚作用核苷核酸核苷酸碱基许多个戊糖磷酸51、核酸的解聚作用核糖核酸酶与脱氧核糖核酸酶核酸内切酶与核酸外切酶限制性核酸内切酶62、核苷酸的降解核苷碱基戊糖磷酸各种单核苷酸受细胞内磷酸单酯酶或核苷酸酶的水解作用成为核苷和磷酸72、核苷酸的降解核苷碱基戊糖磷酸非特异性的磷酸单酯酶，其水解位点可以是核苷的2'、3'或5'特异性强的磷酸单酯酶只能水解3'-或5'-核苷酸磷酸82、核苷酸的降解碱基戊糖核苷酶按底物不同可分为嘌呤核苷酶和嘧啶核苷酶按催化反应的不同可以分为核苷磷酸化酶和核苷水解酶92、核苷酸的降解碱基戊糖10

腺嘌呤(A)鸟嘌呤(G)

H2O

H2O

NH3

NH3

次黄嘌呤

黄嘌呤(Xan)

H2O+O2

H2O2

H2O+O2

H2O2

尿囊素

尿酸

H2O

CO2+H2O2

2H2O+O2

尿囊酸

尿素+乙醛酸

H2O

2H2O

4NH3+2CO2（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）（灵长类以外的哺乳动物）（植物）（鱼类、两栖类）（海洋无脊椎动物）腺嘌呤脱氨酶鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿囊素酶尿囊酸酶脲酶3、嘌呤的分解11（1）鸟嘌呤的分解鸟嘌呤酶黄嘌呤氧化酶鸟嘌呤黄嘌呤尿酸（2）腺嘌呤的分解腺苷脱氨酶黄嘌呤氧化酶尿酸腺苷黄嘌呤腺苷酸脱氨酶黄嘌呤氧化酶尿酸腺苷酸黄嘌呤3、嘌呤的分解12腺嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤3、嘌呤的分解13腺苷肌（次黄）苷腺苷脱氨酶H2ONH3嘌呤核苷磷酸化酶Pi磷酸核糖次黄嘌呤3、嘌呤的分解14鸟苷嘌呤核苷磷酸化酶Pi磷酸核糖鸟嘌呤3、嘌呤的分解15腺嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤腺嘌呤脱氨酶

＋H2O,－NH3鸟嘌呤脱氨酶

＋H2O,－NH33、嘌呤的分解16黄嘌呤黄嘌呤氧化酶H2O＋O2H2O2尿酸尿酸氧化酶2H2O＋O2H2O2＋CO2尿囊素3、嘌呤的分解17尿囊素酶

＋H2O尿囊素尿囊酸尿囊酸酶

＋H2O尿素乙醛酸尿酶＋2H2O4NH32CO23、嘌呤的分解18

尿酸是人、猿及鸟类等体内嘌呤代谢的最终产物。尿酸因动物的种类而异可进一步分解，成为尿囊素、尿素、乙醛酸及NH3和CO2。尿酸尿囊素尿素＋乙醛酸NH3和CO2尿酸酶尿囊酶（非灵长类的哺乳类）（鱼类、两栖类）尿酶＋H2O（甲壳类）3、嘌呤的分解19尿素乙醛酸腺苷酸次黄苷酸腺苷腺嘌呤次黄苷次黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿囊素黄嘌呤尿囊酸鸟嘌呤3、嘌呤的分解20胞嘧啶(C)尿嘧啶(U)

二氢尿嘧啶

H2O

NH3

NAD(P)H+H+

NAD(P)+

H2O

β-丙氨酸

β-脲基丙酸

H2O

胸腺嘧啶(T)

二氢胸腺嘧啶

NAD(P)H+H+

NAD(P)+

H2O

β-氨基异丁酸

β-脲基异丁酸

H2O

胞嘧啶脱氨酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶二氢尿嘧啶脱氢酶二氢嘧啶酶脲基丙酸酶NH3+CO2+NH3+CO2+4、嘧啶的分解21尿嘧啶胸腺嘧啶胞嘧啶4、嘧啶的分解22二氢尿嘧啶脱氢酶NADPHNADP++H+尿嘧啶5,6－二氢尿嘧啶二氢嘧啶水化酶＋H2Oβ-脲基丙酸β-丙氨酸脲基丙酸酶＋H2O4、嘧啶的分解23二氢尿嘧啶脱氢酶NADPHNADP++H+二氢嘧啶水化酶＋H2O脲基丙酸酶＋H2O胸腺嘧啶5,6－二氢胸腺嘧啶β-脲异丁酸β-氨基异丁酸4、嘧啶的分解24尿嘧啶与胸腺嘧啶→二氢衍生物

→β-脲基丙氨酸及β-脲基异丁酸

→β-丙氨酸及β-异丁酸+

CO2+

NH3胞嘧啶具有氨基，所以要先在胞嘧啶脱氨酶的作用下水解脱氨基

胞嘧啶+H2O→尿嘧啶+NH34、嘧啶的分解25二、核苷酸的合成代谢1、嘌呤核糖核苷酸的生物合成2、嘧啶核糖核苷酸的生物合成3、脱氧核糖核苷酸的生物合成4、核糖三磷酸和胸苷酸的生物合成261、嘌呤核糖核苷酸的生物合成从头合成：以氨基酸等简单物质为原料从头合成核苷酸。补救途径：以现有的碱基和核苷为原料合成核苷酸。271、嘌呤核糖核苷酸的生物合成N1C2N36C5C4CN7N9C8天冬氨酸一碳单位一碳单位CO2甘氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺281、嘌呤核糖核苷酸的生物合成（1）嘌呤核苷酸的从头合成（2）嘌呤核苷酸的补救合成（3）嘌呤核苷酸的相互转变29PRPP合成酶5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的合成（1）嘌呤核苷酸的从头合成30谷氨酰胺PRPP酰胺基转移酶（1）嘌呤核苷酸的从头合成931磷酸核糖甘氨酰胺合成酶（1）嘌呤核苷酸的从头合成457932磷酸核糖甘氨酰胺转甲酰基酶（1）嘌呤核苷酸的从头合成8945733磷酸核糖甲酰甘氨咪唑合成酶（1）嘌呤核苷酸的从头合成38945734磷酸核糖氨基咪唑合成酶（1）嘌呤核苷酸的从头合成38945735磷酸核糖氨基咪唑羧化酶（1）嘌呤核苷酸的从头合成389457636磷酸核糖氨基咪唑-琥珀酸-甲酰胺合成酶3894571637腺苷酸-琥珀酸裂解酶（1）嘌呤核苷酸的从头合成3894571638磷酸核糖氨基咪唑甲酰胺转甲酰基酶（1）嘌呤核苷酸的从头合成38945716239IMP-环化水解酶（1）嘌呤核苷酸的从头合成38945716240AMP和GMP的合成（1）嘌呤核苷酸的从头合成41（2）嘌呤核苷酸的补救合成42（3）嘌呤核苷酸的相互转变432、嘧啶核糖核苷酸的生物合成N3C2N14C5C6CCO2天冬氨酸谷氨酰胺442、嘧啶核糖核苷酸的生物合成（1）嘧啶核苷酸的从头合成（2）嘧啶核苷酸的补救合成45嘧啶核苷酸的从头合成氨甲酰磷酸合成酶Asp-氨甲酰基转移酶二氢乳清酸酶乳清酸脱氢酶（1）嘧啶核苷酸的从头合成46乳清酸磷酸核糖基转移酶乳清核苷酸脱羧酶（1）嘧啶核苷酸的从头合成47（2）嘧啶核苷酸的补救合成483、脱氧核糖核苷酸的生物合成494、核糖三磷酸的生物合成核苷酸不直接参加核酸的生物合成而是先转化成相应的核苷三磷酸后再参入DNA或RNA

(d)NMP+ATP→(d)NDP+ADPATP作为磷酸的供体，催化酶为（脱氧）腺苷酸激酶，此酶对核糖没有专一性，而对碱基有专一性

(d)NDP+ATP→(d)NTP+ADP催化酶为一种激酶，它没有专一性5012第二节DNA的生物合成一、DNA的复制二、DNA的损伤与修复3三、逆转录51一、DNA的复制1、半保留复制2、复制的起点和方式3、参与DNA复制的酶和蛋白因子4、DNA的半不连续复制5、原核生物DNA复制的特点6、真核生物DNA复制的特点521、半保留复制定义：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的实验证据：1958年Meselson和Stahl用同位素15N标记大肠杆菌DNA，首先证明了DNA的半保留复制ＤＮＡ复制53亲代第一代第二代[15N]DNA[14N-15N]DNA[14N]DNA实验证明542、复制的起点和方式复制叉：

DNA复制进行时，在复制眼中发生的DNA合成反应的分支点复制子：在DNA复制原点的控制下能够独立进行DNA复制的单位。一个复制子可以有一个或两个复制叉复制方向：单向和双向55起点起点起点起点起点未复制DNA单向复制双向复制复制叉复制叉复制叉562、复制的起点和方式真核细胞染色体的复制573、参与DNA复制的酶和蛋白因子（1）DNA聚合酶（2）DNA连接酶（3）与解除DNA高级结构相关的酶及蛋白因子（4）引发体58以DNA为模板合成DNA的酶。催化DNA新链合成时需有4种dNTP作为底物，还需Mg2+、DNA模板及与模板DNA互补的一小段多核苷酸引物。有DNA聚合酶I、II、III、IV、V。（1）DNA聚合酶59①DNA聚合酶I②DNA聚合酶II③DNA聚合酶III④真核细胞的DNA聚合酶（1）DNA聚合酶601956年，A.Kornberg发现分子量为109,000，由一条单一多肽链组成，多肽链中含有一个锌原子大肠杆菌有400个①DNA聚合酶I615’→3’方向聚合作用3’→5’核酸外切作用5’→3’核酸外切作用①DNA聚合酶I62活性部位在肽段上的分布：5`→3`外切3`→5`外切5`→3`聚合蛋白酶NC小片段，3500Klenow片段，6800①DNA聚合酶I63由10个亚基组成的蛋白质，其中α、ε、θ组成的部分叫核心酶，核心酶与其它亚基组成全酶。α亚基具有5’-3’聚合酶作用ε亚基3’-5’外切酶活性θ亚基组建复制起始复合物②DNA聚合酶II64大肠杆菌有10个聚合酶活性比DNA聚合酶I高15倍现在认为它是E.coli细胞内真正负责重新合成DNA的复制酶③DNA聚合酶III65DNA聚合酶Ⅲ全酶核心酶PolIIIPolIII延长因子DNA聚合酶Ⅲ二聚体66DNA聚合酶催化的链延长反应3´5´模板链5´RNA引物子链3´3´5´5´3´3´5´5´3´67DNA聚合酶的校对功能聚合酶错配碱基复制方向正确核苷酸5´5´5´3´3´3´切除错配核苷酸68功能polⅠpolⅡpolⅢ聚合作用5'→3'+++外切酶活性3'→5'+++外切酶活性5'→3'+--焦磷酸解和焦磷酸交换作用+-+完整的DNA双链---带引物的长单链DNA+--带缺口的双链DNA+--双链而有间隙的DNA+++相对分子量109000120000>140000每个细胞中的分子数40017～10010～20结构基因polApolBpolCDNA聚合酶I、II和III的不同点69真核细胞有5种DNA聚合酶：αβγδεDNA聚合酶α：引物酶活性DNA聚合酶β：修饰作用DNA聚合酶γ：线粒体DNA的复制DNA聚合酶δ：具有5’-3’聚合酶作用和3’-5’外切酶活性；合成前导链和滞后链DNA聚合酶ε：DNA修复④真核细胞的DNA聚合酶70是指催化双链DNA切口处的5’-磷酸基和3’-羟基之间形成磷酸二酯键的酶，连接反应需要供给能量，主要以ATP作为能量来源。3‘5‘3‘5‘OHP3‘5‘3‘5‘DNA连接酶（2）DNA连接酶71（2）DNA连接酶3’PTAOH5’3’PCAPPATGT3’5’PATPAMP+PPiMg2+连接酶PTA5’3’PCAPPATGT3’5’P72

DNA解旋酶：催化DNA双螺旋分开成为两条链的酶。

DNA拓扑异构酶：能够催化DNA链的断裂和结合，从而控制DNA的拓扑状态。

SSBs（单链结合蛋白）：稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。（3）与解除DNA高级结构相关的酶及蛋白因子73

引发体：是DNA复制开始所必须的，由多种蛋白质及酶组成的复合物

DnaA：能结合于DNA复制起始部位

DnaB：具有解链酶的作用

DnaC：能结合于DNA复制起始部位，解开DNA双链引物酶：DNA合成时候所需的引物（4）引发体744、DNA的半不连续复制定义：两条DNA链同时作为模板进行复制时，一条链（3’→5’）的复制是连续的，另一条链（5’→3’）的复制是不连续的。前导链和滞后链：DNA聚合酶只能催化DNA链从5’→3’方向合成，因此新生DNA链先按5’→3’方向连续合成一条链，这一条链叫前导链，不连续合成的另一条链叫滞后链。Okazaki（冈崎）片断：半不连续复制过程中出现的1000个左右核苷酸的DNA小片段。754、DNA的半不连续复制复制叉764、DNA的半不连续复制774、DNA的半不连续复制

RNA引物：DNA复制时，除了需要DNA聚合酶、模板和4种核苷酸底物及其它所需的小分子外，还需要一段RNA作为引物，在其3’末端合成DNA新链。

RNA引物的合成：是在DNA模板链的一定部位合成并互补于DNA链，合成方向也是5’→3’。催化该反应的酶称为引物合成酶。引物的长度通常为15—30个核苷酸。784、DNA的半不连续复制ArthurKornbergwonthe1959NobelPrizeinMedicineforhisdiscoveryofthemechanisminthebiologicalsynthesisofdeoxyribonucleicacid(beforeWatsonandCrickwontheirs!)Thebiologicsynthesisofdeoxyribonucleicacid794、DNA的半不连续复制①在多种蛋白质和酶的参与下，双链解开形成复制叉②在一系列酶的作用下，DNA双螺旋解开形成两股单链进行复制③两股单链分别在复制叉处按碱基配对原则进行反向平行复制，一条沿5'→3'方向连续进行复制，而另一条则经形成冈崎片段进行不连续复制④冈崎片段经DNA连接酶形成一条连续的DNA链DNA的复制步骤804、DNA的半不连续复制815’3’复制叉的移动方向ATPADP＋PiDNA旋转酶解旋酶SSB引物体RNA引物DNA聚合酶III复合物DNA聚合酶III在RNA引物上开始作用DNA聚合酶IRNA引物的去处和被脱氧核苷酸取代被DNA连接酶拼接3’5’3’5’前导链滞后链SSB825、原核生物DNA复制的特点θ方式（或Cairns方式）：大肠杆菌滚动环式：病毒取代环或D-环式：线粒体DNA的复制单个复制起始点，单个复制子复制方式836、真核生物DNA复制的特点真核生物有多个复制起始点和复制子真核生物的复制子从开始复制后一直复制到结束，期间不再重新开始真核和原核生物DNA聚合酶不一样真核生物复制时，首先DNA与组蛋白解开，复制完成后重新组装核小体引物及冈崎片段的长度均比原核细胞短84真核细胞DNA复制的特点多个起点复制起点起点起点起点起点起点85PCR聚合酶链式反应（PolymeraseChainReaction）是体外酶促合成特异DNA片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增。PCR又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增技术。

特点：特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等。应用范围：不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究，还可用于疾病的诊断或任何有DNA，RNA的地方。86PCR①模板DNA的变性：模板DNA经加热至94℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；②模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至40~60℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；工作原理87PCR③引物的延伸：DNA模板—引物结合物在DNA聚合酶的作用下，于72℃左右，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链。重复循环变性—退火—延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。88PCR引物酶

dNTP模板Mg2+

89引物设计①引物长度：15-30bp，常用为20bp左右。②引物碱基：G+C含量以40-60%为宜，G+C太少扩增效果不佳，G+C过多易出现非特异条带。ATGC最好随机分布，避免5个以上的嘌呤或嘧啶核苷酸的成串排列。③避免引物内部出现二级结构，避免两条引物间互补，特别是3‘端的互补，否则会形成引物二聚体，产生非特异的扩增条带。④引物中有或能加上合适的酶切位点，被扩增的靶序列最好有适宜的酶切位点，这对酶切分析或分子克隆很有好处。⑤引物的特异性：引物应与核酸序列数据库的其它序列无明显同源性。DNAMAN

DNAClub

Oligo

Primer

PCR反应体系92PCR反应条件第一阶段：94℃预变性4min

第二阶段：

94℃变性40S退火温度30S72℃延伸1-2min

第三阶段：72℃延伸10min，使引物延伸完全，并使单链产物退火成双链第四阶段：4℃保存×（25~35）16SrRNA扩增电泳图20001500M12341000500250100磷脂酶B的PCR扩增产物20001000750500250100M194二、DNA的损伤与修复1、DNA的损伤—突变2、DNA的修复951、DNA的损伤—突变点突变：DNA分子上一个碱基的变异。缺失：一个碱基或一段核苷酸链乃至整个基因，从DNA大分子上丢失。插入：一个原来没有的碱基或一段核苷酸序列插入到DNA大分子中去，引起移码突变，影响三联体密码的阅读方式。96

DNA突变的类型

-T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-转换

-T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入A

-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失T野生型基因

-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-

-T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-颠换碱基对的置换（substitution）移码突变（frameshiftmutation）97三、逆转录1、逆转录酶及其催化特性2、逆转录过程3、cDNA文库981、逆转录酶及其催化特性逆转录：逆转录酶催化的反应，即以RNA为模板合成DNA的过程称为逆转录逆转录酶逆转录病毒：需在逆转录酶的作用下首先将RNA转变为cDNA，再在DNA复制、转录、翻译等蛋白酶作用下扩增的一类病毒。

991、逆转录酶及其催化特性RNA3’5’依赖于RNA的DNA聚合酶RNA3’5’核糖核酸酶H5’3’5’3’cDNA依赖DNA的DNA聚合酶cDNA杂交分子3’5’5’3’双链DNA新合成的双链DNA整合到寄主染色体DNA中1002、逆转录过程1013、cDNA文库是以特定的组织或细胞mRNA为模板，逆转录形成的互补DNA（cDNA）与适当的载体（常用噬菌体或质粒载体）连接后转化受体菌形成重组DNA克隆群，这样包含着细胞全部mRNA信息的cDNA克隆集合称为该组织或细胞的cDNA文库。

cDNA文库特异地反映某种组织或细胞中，在特定发育阶段表达的蛋白质的编码基因，因此cDNA文库具有组织或细胞特异性。1023、cDNA文库10312第三节RNA的生物合成一、催化RNA合成的模板和酶二、转录过程43三、转录后修饰加工四、RNA的复制104一、催化RNA合成的模板和酶1、转录模板2、RNA聚合酶3、RNA复制酶4、多核苷酸磷酸化酶5、模板与酶的辨认结合1051、转录模板反义链（模板链、负链、非敏感链、非编码链）：在RNA的转录中，用作模板的DNA链称为反义链有义链（编码链、正链、敏感链）：在RNA的转录中，不作为模板的DNA链称为有义链1062、RNA聚合酶以DNA为模板，以4种核苷三磷酸（NTP）为底物，在二价阳离子参与下催化合成RNA的酶。又称为依赖DNA的RNA聚合酶。1072、RNA聚合酶大肠杆菌的RNA聚合酶，其相对分子质量约为465000，由4种亚基α、β、β’和σ（sigma）组成的五聚体（α2ββ’σ）αβσαβ’+108ACPTPCPGAPP-P-POH5’3’CPGPPPPOHUDNA指导下的RNA合成1092、RNA聚合酶真核生物的RNA聚合酶：酶类型别名细胞定位合成RNA的类型α-鹅膏蕈碱抑制程度Ⅰ（A酶）rRNA聚合酶核仁rRNA抑制（不敏感）≥10-3mol/LⅡ（B酶）不均一RNA聚合酶核质hnRNA

低浓度抑制（高度敏感）Ⅲ（C酶）

小分子RNA聚合酶核质5SRNA，tRNA>10-5抑制（中度敏感）1103、RNA复制酶依赖于RNA的RNA聚合酶，以RNA为模板，以4种核苷三磷酸为底物，合成RNA分子。RNA复制酶包括4个亚基，3个亚基来自宿主细胞，1个亚基在噬菌体感染过程中产生。不仅存在于被噬菌体感染的细菌体内，而且也存在于被RNA病毒感染的高等动物和植物体内。1114、多核苷酸磷酸化酶催化在体外合成多核苷酸的酶，不需任何模板。广泛存在于微生物体内，催化以核苷二磷酸为底物的多核苷酸合成反应。人们推断该酶在生物体内的功能是催化RNA分解为核苷二磷酸，而不是合成RNA。1125、模板与酶的辨认结合操纵子：包括若干结构基因及其上游的调控序列启动子：与RNA聚合酶相结合的区域，也是控制转录的关键部位

TTGACAAACTGTTATAATATATTA－35（识别位）－10（Pribnow框）＋1起始部位DNA5’3’原核生物启动子结构113二、转录过程1、转录起始2、转录延长3、转录终止1141、转录起始（1）原核生物的转录起始（2）真核生物的转录起始115原核生物依靠σ因子辨认转录起始点，被辨认的DNA区段就是处在-35区的TTGACA序列。-35-10ααββ’转录方向上游下游σ因子原核物转录起始的识别（1）原核生物的转录起始116真核生物RNA聚合酶辨认转录起始区上游的DNA序列，生成起始复合物。起始点上游大多有共同的5’-TATA序列，称为Hogness盒或TATA盒。AATAAGCGC-CAAT-TATA-ATG切离加尾真正终止点翻译起始转录起始TATA盒CAAT盒GC盒增强子内含子外显子（2）真核生物的转录起始1172、转录延长原核和真核生物的转录延长过程没有显著区别，只是RNA聚合酶的不同。5’3’mRNA5’3’5’1183、转录终止（1）原核生物的转录终止（2）真核生物的转录终止119依赖ρ因子的转录终止（1）原核生物的转录终止120不依赖ρ因子的转录终止（1）原核生物的转录终止121在模板链读码框架的3’端之后，常有一组共同序列AATAAA，在下游还有相当多的CT序列，这些序列称为转录终止的修饰点。越过转录修饰点后，mRNA在修饰点处被切断，随即加上polyA尾及5’-帽子结构。（2）真核生物的转录终止122RNA合成过程起始双链DNA局部解开磷酸二酯键形成终止阶段解链区到达基因终点延长阶段53RNA启动子（promoter)

终止子(terminator)5RNA聚合酶5353553离开123RNA链的延伸图解3´3´RNA-DNA杂交螺旋聚合酶的移动方向新生RNA复链解链有义链模板链（反义链）延长部位124三、转录后修饰加工1、真核生物mRNA的转录后加工2、真核生物tRNA的转录后加工3、真核生物rRNA的转录后加工1251、真核生物mRNA的转录后加工（1）首、尾的修饰5′m7GpppNp………3′ 5′m7GpppNmp………3′ Pi 甲基化酶

甲基化酶

5′pppNp………3′ SAM

SAM 磷酸酶 5′ppNp………3′ 5′GpppNp………3′ 新生的mRNA鸟苷酸转移酶 126GppGGppG1、真核生物mRNA的转录后加工（2）mRNA的剪接AA…AAAAGppGAA…AAAAAA…AAAA5’3’5’5’3’3’12345127卵清蛋白基因产生mRNA的过程：转录1234567ABCDEFG卵清蛋白基因(7700个核苷酸)1234567ABCDEFGLL5’3’加帽子和尾巴1234567ABCDEFGL5’3’内含子RNA的除去和拼接作用1234567LCAPPolyA尾成熟的mRNA1872个核苷酸1281、真核生物mRNA的转录后加工1292、真核生物tRNA的转录后加工①由RNaseP（核酸内切酶）作用，从5’末端切除多余的核苷酸②由RNaseD（核酸外切酶）作用，从3’末端切除多余的核苷酸③在tRNA核苷酰转移酶的作用下，完成3’末端添加-CCA-序列④由核酸内切酶和连接酶共同完成剪接反应⑤完成碱基的甲基化、还原反应、脱氨基反应等化学修饰过程1302、真核生物tRNA的转录后加工tRNA的生成细胞核核仁细胞质tRNA基因转录5’切断tRNA前体nCH3假尿苷生成tRNA131酵母酪氨酸tRNA前体的加工早转录本成熟tRNA加工1323、真核生物rRNA的转录后加工18S28S5.8S18SrRNA5.8S和28SrRNA1234转录剪接内含子1333、真核生物rRNA的转录后加工18S5.8S28S45S甲基化作用核酸内切酶18SRNA5.8SRNA28SRNA真核生物rRNA前体的加工134真核生物rRNA的生成与成熟45S5S41S→32S5S20S32S5S细胞核核仁细胞质28S5.8S18S5S28S5.8S18S核蛋白体135P16SP23SP5S16S23S5S细菌rRNA的形成136四、RNA的复制1、单链RNA病毒的复制2、双链RNA病毒的复制1371、单链RNA病毒的复制＋ssRNA病毒：一旦病毒颗粒中的RNA进入寄主细胞，就直接作为mRNA，翻译出所编码的蛋白质，其中包括衣壳蛋白和病毒的RNA聚合酶。

例如脊髓灰质炎病毒、鼻病毒、烟草花叶病毒。

1381、单链RNA病毒的复制病毒正链（具mRNA功能）pppG5’3’OH5’5’pp3’OH复制中间体5’3’3’新合成的负链病毒正链为模板复制酶5’1391、单链RNA病毒的复制－ssRNA病毒：其复制是以ssRNA为负链，侵入寄主后不能直接作为mRNA，而是先以负链RNA为模板由转录酶转录出与负链RNA互补的RNA，再以这个互补RNA作为mRNA，翻译出遗传密码所决定的蛋白质。例如流感病毒、莴苣坏死黄化病毒等。1402、双链RNA病毒的复制病毒RNA聚合酶的作用下病毒基因组转录正链RNA，自髓核逸出。它们既能作为mRNA，又能作为病毒基因组的模板。mRNA翻译结构蛋白，装配内层衣壳后，再合成负链RNA。正链RNA进入，与之形成双链RNA。然后又重复上述过程，最后获得了外层衣壳。14114212第四节核酸代谢的调节一、原核生物基因的转录调控43二、真核生物基因的转录调控143一、原核生物基因的转录调控1、操纵子的概念和结构2、乳糖操纵子3、色氨酸操纵子1441、操纵子的概念和结构

操纵子：原核生物基因表达调控的功能单位，由启动子、调节基因、操纵基因和一个或多个功能相关的结构基因组成。RPOZYA

操纵子调节基因启动子操纵基因结构基因1452、乳糖操纵子大肠杆菌的乳糖操纵子是第一个被发现的操纵子。调控区结构基因操纵基因启动子 CAP结合位点 调节基因 β－半乳糖透性酶 β-半乳糖苷乙酰基转移酶 β－半乳糖苷酶 RP O Z A Y 1462、乳糖操纵子乳糖操纵子在阻遏状态示意图（无乳糖存在）RPOZYA

调节基因启动子操纵基因与阻遏蛋白复合物操纵子mRNA阻遏蛋白阻遏蛋白结构基因阻遏蛋白与操纵基因结合阻止结构基因转录1472、乳糖操纵子乳糖操纵子在诱导状态示意图（有乳糖）RPOZ