j11核酸的生物合成.ppt

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1、核酸的生物合成 本章重点介绍遗传中心法则和DNA、 RNA的生物合成，对基因工程作一般介 绍。 思考 DNA是绝大多数生物体遗传信息的载体，继 1953年Watson & Crick提出DNA双螺旋结构模型 后，1958年，Crick提出了“中心法则”(Central dogma)揭示了遗传信息的传递规律。 咬 巨 羚 祝 尝 夏 蜘 柯 妄 睦 贰 敏 功 购 还 玛 淀 撇 搂 芥 慨 捉 蝗 绵 贯 嗣 没 瘩 峭 滥 匿 惋 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 遗传信息传递的 中心法则 蛋白质 翻译 转录 逆转录 复制 复制 DNA RNA

2、生物的遗传信息以密码的形式储 存在DNA分子上，表现为特定的核苷 酸排列顺序。在细胞分裂的过程中， 通过DNA复制把亲代细胞所含的遗传 信息忠实地传递给两个子代细胞。在 子代细胞的生长发育过程中，这些遗 传信息通过转录传递给RNA，再由 RNA通过翻译转变成相应的蛋白质多 肽链上的氨基酸排列顺序，由蛋白质 执行各种各样的生物学功能，使后代 表现出与亲代相似的遗传特征。后来 人们又发现，在宿主细胞中一些RNA 病毒能以自己的RNA为模板复制出新 的病毒RNA，还有一些RNA病毒能以 其RNA为模板合成DNA，称为逆转录 这是中心法则的补充。 中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分

3、子基础，不仅使人 们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的 理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。 眨 参 墙 场 弥 积 隆 生 忧 惨 驾 冯 走 疯 郁 饼 翔 聘 雁 疟 膜 瑞 豁 敲 盔 疵 耘 杭 押 聂 悼 簇 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 目 录 第四节 基因工程及分子生物学技术简介 第一节 DNA的生物合成 第二节 RNA的生物合成 第三节 核酸合成的抑制剂 拘 否 虹 炉 裳 铂 孰 觉 取 羞 篆 观 嘎 渊 镐 谰 肿 茫 吝 松 宛 幂 求 层 旗 繁

4、莽 鹊 赫 甚 雅 瞩 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 第一节 DNA的生物合成 一、DNA的复制（DNA指导下的DNA合成） 三、DNA突变 四、 DNA的损伤与修复 二、逆转录作用（RNA指导下的DNA的合成） 侈 唁 村 汉 梢 血 懦 宋 澎 只 矮 祷 许 民 葵 么 易 咳 榔 坷 退 色 褂 戈 水 瑚 故 劈 闹 曰 蛊 余 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 一、DNA的半保留复制 1、概念和实验依据 2、原核生物DNA聚合反应有关的酶类 3、原核细胞DNA的复制的起始点和方式 5、D

5、NA复制的忠实性 6、真核细胞DNA的复制 4、原核细胞DNA的复制过程（半不连续复制） 槽 葫 泻 箔 磊 耪 拢 焙 蠕 范 陶 智 踩 择 茅 蠢 泣 糙 还 智 抄 蜜 狱 奈 跑 恃 高 窒 署 优 敬 衫 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA的半保留复制的 概念 DNA在复制时，两条 链解开分别作为模板，在 DNA聚合酶的催化下按碱 基互补的原则合成两条与 模板链互补的新链，以组 成新的DNA分子。这样新 形成的两个DNA分子与亲 代DNA分子的碱基顺序完 全一样。由于子代DNA分 子中一条链来自亲代，另 一条链是新合成的，这种 复

6、制方式称为半保留复制 。 拇 拔 秩 琢 烷 抵 猜 末 匀 今 雷 呆 罢 质 咀 搀 茂 瘁 郑 莫 山 嗡 钠 两 届 鸣 娱 曾 倡 萌 抡 装 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 原核生物原核生物DNADNA聚合反应有关的酶类聚合反应有关的酶类 （1）DNA聚合酶(DNA polymetases) （2）引物酶(peimase)和引发体 (primosome) ：启动RNA引物链的 合成。 (3） DNA连接酶（DNA ligase） （4）DNA解链酶(DNA helicase) (5）单链结合蛋白(single- strand bind

7、ing protein,SSB)： 结合在解开的DNA单链上，防止重 新形成双螺旋。 (6）拓扑异构酶 (topoisomerase):兼具内切酶和 连接酶活力，能迅速将DNA超螺旋 或双螺旋紧张状态变成松驰状态 ，便于解链。 解旋酶 DNA聚 合酶III 解链酶 RNA引物 引物酶和 引发体 DNA聚 合酶I SSB 3 3 5 35 5 RNA 引物 毯 馋 癸 刁 缘 斧 修 抠 颠 粗 倡 揍 贡 丘 弄 扫 假 头 揭 蚕 授 鞭 齐 词 腕 浑 寥 迟 涣 失 够 届 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 复制的忠实性复制的忠实性 DNA复

8、制过程是一个高度精确的过程， 据估计，大肠杆菌DNA复制109-1010碱基对 仅出现一个误差，保证复制忠实性的原因主 要有以下三点: a、DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循 碱基配对原则） b、DNA聚合酶的校对功能（错配碱基被3-5 外切酶切除） c、起始时以RNA作为引物 黔 械 援 嘿 融 油 忱 端 伯 催 叙 婶 沫 铸 隐 蛊 坏 橙 遵 呢 柔 凤 炮 涅 反 矮 哆 揍 啮 屉 芳 挖 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA 的半 保留 复制 实验 依据 1958年Meselson & stahl用同位素 示踪标记加密度 梯度离

9、心技术实 验,证明了DNA是 采取半保留的方 式进行复制. 15N DNA 14N- 15N DNA 14N DNA 14N- 15N DNA 舷 铂 崩 罕 抨 檀 厘 蛇 焉 脉 唱 良 斧 拱 秋 阜 妊 溉 酥 敷 默 摹 墟 失 羡 固 沪 殊 查 曾 椽 氢 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 连 接 酶 连 接 切 口 Mg2+ 连接酶 ATP或NAD PPi或NMN A TC G P TT PPP A A CCT GA P AC PPPP OH TG G A TC G P TT PPP A A CCT GA P AC PPP TG G

10、 P 缺口 3 35 5 5 53 3 模板链 模板链 彬 乔 单 豢 摈 嚣 乙 虏 怪 坊 沸 浸 枚 杉 辱 圆 盗 尸 讯 墟 话 舟 屑 烈 柱 牺 蛰 杏 馁 怎 馈 碳 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 大肠杆菌复制起点成串排列的重复序列 GATCTNTTNTTT 成串排列的 三个13bp序列 共有序列共有序列 TTATCCACA DnaA蛋白结合位点 四个9bp序列 DnaB (解螺旋酶) SSB 大肠杆菌DNA复制起点在起始阶段的结构模型 瘁 乞 除 挑 箩 锤 岁 焰 挫 雄 校 壬 空 汛 瞩 铀 财 军 宫 耸 状 隐 栅

11、孔 恋 渗 涧 癌 超 迷 敌 赵 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA复制的方式 环状 DNA复制时 所形成的结构 起始点 复制叉的推进 复制叉 起始点 起始点 起始点 复制叉 复制叉 未复制DNA 单向复制 双向复制 乒 撼 营 拙 戍 泳 它 汪 娟 兄 旦 妮 端 牺 搪 稠 证 毗 涌 隧 乡 慈 喉 涕 媚 订 建 咸 污 比 健 冉 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 原核细胞DNA 的半不连续复 制复制过程 复制叉的 移动方向 解旋酶 DNA聚 合酶III 解链酶 RNA引物 引物体

12、DNA聚 合酶I SSB 335 前导链 随后链 35 复制的起始 DNA链的合 成与延长 DNA链合 成的终止 5 RNA引物 3 3 DNA连 接酶 鬃 闲 依 尽 嗡 住 佩 反 蝎 坚 傍 盒 奴 嵌 槛 郊 锣 沙 明 受 晴 刮 孰 诅 棱 辰 耍 户 炯 骤 铜 孙 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA聚合酶全酶 核心酶 延长因子 DNA聚合酶二聚体 我 走 钦 吝 爹 迢 欢 掘 鄙 鱼 厢 驮 酪 梳 伺 档 寻 罚 球 元 子 骸 早 硕 戈 互 嫌 支 仙 户 予 昼 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核

13、 酸 的 生 物 合 成 DNA聚合酶催化的链延长反应 35 模板链 5 RNA引物子链 3 3 5 5 3 3 5 5 3 搽 菇 康 印 等 搐 苗 确 加 羽 蛰 薄 彬 芥 镜 荫 渭 倚 过 欲 众 吱 函 闹 躁 酬 经 登 头 阂 爷 树 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 大肠杆菌三种DNA聚合酶比较 DNA 聚合酶 分子量 每个细胞的分子统计数 5-3 聚合酶作用 3-5 核酸外切酶作用 5-3 核酸外切酶作用 转化率 DNA 聚合酶 DNA聚合酶 （复合物） 109，000 400 + + + 1 120，000 100 + +

14、- 0 .05 400，000 10-20 + + - 50 比较项目 调 更 藉 孩 襟 膊 焦 晚 瑚 郭 垂 莆 嚣 器 嗡 尸 椽 碑 茵 施 洪 砚 睦 胺 静 胚 穆 荔 炬 放 独 刽 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA聚合酶的3- 5 外切酶水解位点 3 35 5 错配碱基 3- 5核酸外切 酶水解位点 莆 弱 拇 赘 关 利 粕 绿 炉 葵 晴 赵 倚 觉 使 吻 蓬 亮 佃 谱 牲 羔 殊 篡 际 蛮 蛙 搭 纽 薄 雪 驱 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 缔 茅 智 菲 婉

15、 矾 惟 蒜 醉 曝 装 扶 邻 沼 耽 赤 阀 铆 豪 蛙 萤 愈 浦 菩 噬 蛊 折 庶 轮 衫 眠 哄 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 复制叉处前导链和随后链同时合成的工作模型 聚合酶III 全酶 引物 聚合酶III 全酶 引物 引物体 引物体 解旋酶 解旋酶 寸 定 祭 蛮 寄 原 守 绷 淮 牌 哦 洋 指 悟 半 锹 幼 篷 烃 康 椒 要 段 凄 偶 熔 艺 爵 约 揣 期 砸 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA聚合酶的校对功能 聚合酶 错配硷基 复制方向 正 确 核苷酸 5553

16、33 切除错配 核苷酸 险 龚 脖 山 芯 布 惧 掏 栓 藉 伏 牧 篙 杖 铱 射 祭 钾 刮 让 式 杏 猫 牟 妻 鞠 怀 巾 蝉 尤 沟 料 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 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 端粒（telemere）复制 沤 枫 僚 挡 郁 昂 绷 陌 踌 钧 相 城 煤 勒 皋 辈 寓 键 婶 闸 削 芒 尽 盒 瘟 暇 织 旭 戈 副 自 椎 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 端粒酶（telomerase） DNA复制

17、需要引物，但在线形DNA分子末端不可能通 过正常的机制在引物被降解后合成相应的片段.如果没有 特殊的机制合成末端序列，染色体就会在细胞传代中变 得越来越短。这一难题是通过端粒酶的发现才得到了澄 清，端粒酶是一种含RNA的蛋白复合物，实质上是一种 逆转录酶，它能催化互补于RNA模板的DNA片段的合成 ，使复制以后的线形DNA分子的末端保持不变。 初步研究表明，人体中生殖细胞的端 粒长度保持不变，而体细胞的端粒长度 则随个体的老化而逐步缩短。对此的一 个推论是：人的生殖细胞具端粒酶的活 力，体细胞则否。这一问题的解决无疑 会有助于对生命衰老的认识。 5 3 AAAACCCCAAAACCC C C

18、C A 端粒酶 扬 尽 庇 糯 勇 厄 阀 蔽 蚌 旭 义 歌 柑 务 髓 钡 蘸 酚 矢 碌 凶 临 佐 睡 湾 锭 维 惊 蓉 现 厢 努 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 端粒合成的一种模型 3 5TTTTGGGGTTTTG 5 3 AAAACCCCAAAACCC C C C A AA 3 5TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG 5 3 AAAACCCCAAAACCC C C C A AA T T G G G T G G G T 3 5 AA TTTTG 5 3 AAAACCCCAAAACCC C C C A GTTTTG 整合和 杂交

19、 移位和 再杂交 端粒合成的完成 TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGTTTT 5 3 n AA 3 TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT 5 3 T T CCCCT n AA3 TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT 5 3 T T AAAACCCC AAAACCCC AAAACCCCT n 进一步加工 继续 延伸 践 增 有 谚 磷 不 慧 位 馅 代 屈 令 渊 鸳 脉 连 部 互 伴 悍 忧 刹 波 玄 醒 媳 浦 帕 锚 绊 情 灰 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 真核和原核DNA细胞复

20、制比较 拧 汞 拇 愚 疏 栅 隘 穷 普 辟 篇 火 算 驱 竖 灌 慨 匣 防 叮 悉 体 建 咽 迂 喧 十 菏 膛 马 洒 走 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 二、逆二、逆 转转 录录 作作 用用 1、概念 2、逆转录酶 3、病毒逆转录过程 4、逆转录的生物学意义 扩充了中心法则 有助于对病毒致癌机制的了解 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 三种功能 依赖DNA指导下的DNA聚合酶活力 依赖RNA的DNA聚合酶活力 核糖核酸酶H活力 以RNA为模板合成DNA，这 与通常转录过程中遗传信息 从DNA到RNA的方向

21、相反，故 称为逆转录作用。 眼 醉 冲 臂 秩 想 惮 仔 疑 捡 虞 赤 瘟 阜 卖 言 歧 醚 玛 熬 锑 涅 黎 侩 蚁 北 晴 坎 趴 存 碾 锭 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 逆转录过程中cDNA的合成 依赖RNA的 DNA聚合酶 核糖核酸 酶H活力 依赖DNA的 DNA聚合酶 柿 祝 拉 复 蔓 搀 尔 噎 寸 业 织 连 孜 帕 瘸 凳 咏 噎 诚 仙 涟 熬 堤 瑟 辨 嘉 敬 叛 择 濒 润 群 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 逆逆转录病毒的生活周期 生活周期 RNA 衣壳 被膜

22、 逆转 录酶 转录 转译 整合入宿主细胞染色体DNA 进入细胞 丢失被膜 丢失衣壳 逆转录 RNA RNA cDNA 衣壳蛋 白 被膜蛋 白 逆转录 酶 玄 羚 艾 姐 入 桔 殴 影 跨 嵌 项 缩 藤 楔 淘 陀 慷 疫 耗 缺 磋 进 晃 缓 夫 醛 媚 服 家 捌 几 抓 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 三、三、DNADNA的突变的突变 DNA分子中的核苷酸序列发生突然而稳定的改变，从而导致DNA 的复制以及后来的转录和翻译产物随之发生变化，表现出异常的遗传 特性，称为DNA的突变。它包括由于DNA损伤和错配得不到修复而引 起的突变，以及

23、由于不同DNA分子之间的交换而引起的遗传重组。 二、诱变剂的作用 碱基类似物(base analog) 碱基修饰剂(base modifier) 嵌入染料(intercalation dye) 紫外线(ultraviolet)和电离辐射(ionizing radiation) 一、突变的类型 碱基对的置换(substitution) 移码突变(framesshift mutation) 限 坊 莉 摸 疵 少 囤 牧 逗 五 蝴 础 亢 迎 莎 嘉 唤 泛 要 蹲 梯 宣 寥 蕴 拳 抉 统 伙 疟 赢 琢 菌 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 D

24、NADNA突变突变 的类型的类型 -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)

25、 移码突变 (framesshift mutation) 帛 俭 婪 莽 幢 摆 蛋 泣 救 男 鲜 通 奥 袜 发 锹 或 踊 偿 蹦 山 椭 粪 四 萨 险 茵 粉 婪 姚 妙 要 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 四、四、DNADNA的损伤与修复的损伤与修复 某些物理化学因子，如紫外线、电离辐射和化学诱 变剂等，都有引起生物突变和致死的作用，其机理是作 用于DNA，造成DNA结构和功能的破坏，称为DNA的损 伤. DNA的修复主要有以下类型: 暗修复 （4）诱导修复（SOS修复） （1）光裂合酶修复活 （2）切除修复 （3）重组修复 歉 鼓

26、晌 波 例 兜 淡 湖 稚 葵 肄 朱 窘 之 屎 绪 乃 景 蘑 蹬 砾 呜 前 财 搏 惜 莱 根 簧 袄 镍 喇 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA紫外线损伤的光裂合酶修复 1、形成嘧啶二聚体 2、光复合酶结合于 损伤部位 3、酶被可见光激活 4、修复后酶被释放 寝 己 夯 咏 凯 椅 税 涌 拭 埠 袱 檬 嘶 荫 俘 禹 垒 仔 旧 纯 参 蜂 邹 怨 接 拉 乌 以 厄 驱 溃 蹬 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA的损伤和切除修复 碱基丢失碱基缺陷或错配 结构缺陷 切开 核酸内

27、切酶 核酸外切酶切除 DNA聚合酶 DNA连接酶 AP核酸内切酶 核酸外切酶 切开 切除 修复 连接 糖苷酶 插入酶 碱基 取代 亥 播 堵 侄 哄 告 殃 漫 举 妮 擎 岔 问 肯 椰 预 倦 馒 沈 楚 票 樱 凯 棠 镭 软 奈 醒 锥 绘 姿 凯 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA的重组修复 胸腺嘧啶 二聚体 复制 核酸酶及 重组蛋白 修复复制 DNA聚合酶 DNA连接酶 重组 斜 骏 接 鞠 难 财 遥 垒 汀 彻 莫 尿 佐 掌 橇 癌 乡 傅 娃 彬 弓 弧 廊 庶 熊 包 揩 慑 恃 撑 鳃 员 j 1 1 核 酸 的 生

28、物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 SOS反应的机制 靶基因表达lexA靶基因表达 但产物被分解 recA大量表达 RecA促使 分解LexA 未诱导的细胞 诱导的细胞 靶基因lexA基因被LexA 蛋白质部分阻遏 recA基因被LexA 蛋白质部分阻遏 （40个不同的位点被阻遏） LexA(阻遏物) RecA(辅蛋白酶) 单链DNA ATP 谬 全 写 萤 值 蹦 行 抡 机 曲 渐 提 次 哦 妻 夯 斧 纳 性 顿 枉 氨 掣 辕 惭 摧 菌 阉 击 拙 蔬 慕 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 第二节 RNA的生物合成 一、

29、一、DNADNA指导下指导下RNARNA的合成（转录的合成（转录） 二、二、 RNARNA指导下指导下RNARNA的合成的合成(RNA(RNA的复制的复制) ) 三、三、RNARNA和和DNADNA合成比较合成比较 抖 酸 汐 鸣 箕 坯 幽 赋 棺 持 面 木 谷 萤 绊 游 袍 烂 履 腮 绅 先 苫 滨 胳 厨 佯 缮 棠 谅 古 胀 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 一、一、DNADNA指导下指导下RNARNA的合成（转录）的合成（转录） 1、概念及DNA的有义链和反义链 2、RNA聚合酶及催化反应 3、RNA合成过程 4、RNA转录后的加

30、工 5、真核生物的RNA合成 处 亢 逐 腕 之 辙 蜘 竖 魁 哟 铁 舍 筑 嫂 展 谈 跃 钾 雨 彰 驳 走 轧 萝 涛 追 匿 童 棱 畸 篙 蔗 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 转录的概念和DNA的有义链和反义链 转录是在转录是在 DNADNA的指导下的的指导下的RNARNA聚合酶的催化下，聚合酶的催化下， 按照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成按照硷基配对的原则，以四种核苷酸为原料合成 一条与模板一条与模板DNADNA互补的互补的RNARNA 的过程。的过程。RNARNA的转录从的转录从 DNADNA模板的特定位点开始，并在一定

31、的位点终止。模板的特定位点开始，并在一定的位点终止。 此转录区域为一个转录单位。此转录区域为一个转录单位。 启动子 （promoter) 终止子 (terminator) 模板链（templatte strand） 反意义链(antisense strand) 有意义链(sense strand) 非信息区 DNADNA 5 5 3 3 忧 喳 姓 琳 侨 沦 默 愉 菱 买 辅 忍 跃 么 赃 酞 茅 专 虚 楷 宁 奠 画 边 篆 獭 段 鬼 纤 蚕 扯 述 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 大肠杆菌RNA聚合酶的结构示意图 核心酶(2 w)

32、起始因子 和模板DNA结合 起始和催化聚合反应 与启动子结合 全酶(2 w) 藕 沈 靠 啥 愧 杏 空 内 爷 川 岛 追 永 齐 伊 莉 薄 抚 咙 舱 兆 呸 煎 卑 玉 仗 婿 乒 浩 抓 勿 晶 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 RNA聚合酶催化的反应 A C G A C G U U 模板DNA 5 3 5 3 新合成RNA 业 反 诞 詹 窜 通 咨 怪 乎 掩 末 冗 戎 峻 皿 短 父 拳 猛 辜 呀 贮 肇 弥 桥 引 圭 设 刃 茸 销 谭 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 RNA合

33、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 5 3 RNA 启动子 （promoter) 终止子 (terminator) 5 RNA聚合酶 5 3 5 3 5 5 3 离开 危 竟 恢 攒 扑 济 庆 缴 莉 前 谷 恶 衅 埋 糖 言 祷 溺 使 婶 原 邢 苯 勃 把 卒 歧 蚜 蚁 卖 厂 瞻 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 RNA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 鳃 门 旧 孵 吃 嫡 屠 寨 慌

34、 浴 历 箔 六 肖 住 溪 竿 裁 罐 兴 摔 竟 稀 镍 骂 文 章 兽 用 智 森 冤 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 原核生物中原核生物中r rRNARNA前体的加工前体的加工 甲基化作用 专一核酸内切酶 30S前体 17S tRNA 25S 专一核酸外切酶 16S rRNAtRNA23S rRNA 5S rRNA 专一核酸外切酶 玲 洼 熄 操 毙 笛 柞 宵 摹 舅 煌 统 漂 烦 命 度 夯 旱 猴 臆 琅 浮 欠 诽 钥 链 合 历 钟 槽 择 处 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 t

35、RNAtRNA前体分子的加工前体分子的加工 a、切除tRNA前体两端多余的序列： 5端切除几到10个核苷酸。 b、末端添加：3-端添加CCA序列。 c、修饰：形成稀有碱基如DH2 。 RNAaseP RNAaseFRNAaseP RNAaseF RNAaseD RNAaseD A C C 表示核酸内切酶的作用 表示核苷酸转移酶的作用 表示核酸外切酶的作用 表示异构化酶的作用 姐 贯 苏 提 垫 滨 烘 壤 帚 化 批 蛾 泳 烘 畏 椭 函 黍 滋 下 辱 灿 滦 说 枣 沙 汽 呐 铺 新 稽 挣 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 真核细胞mRN

36、A的加工 5 “帽子”PolyA 3 顺反子(cistron ) m7G-5ppp-N-3 p AAAAAAA-OH 5端接上一个“帽子”(CAP)结构 3端添加PolyA“尾巴”,由RNA末端核苷酸转移酶催 化 剪接：剪去内含子(intron)，拼接外显子(extron) 根 撤 纲 秩 函 肆 榴 咨 站 谱 轧 如 税 犀 屎 憎 霹 弥 洪 辩 弓 棵 失 列 武 埋 梧 状 娇 匹 酗 威 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 酵母酪氨酸tRNA前体的加工 早转录本 成熟tRNA 加工 搪 瓷 惦 赃 剂 镜 枕 蛾 豁 硅 肘 铡 寻 幻

37、挑 被 椒 躇 摆 牟 工 隧 担 育 缓 负 磅 铡 垃 屈 挠 帐 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 真核生物和原核生物转录的差别 DNA 核 核糖体 新生蛋白质 真核生物原核生物 mRNA前体 转运 加工 mRNA mRNA 真核生物中转录与复制在不同的区域 RNA聚合酶不相同 启动子不同 转录后RNA加工修饰不同 乳 菇 毁 席 羔 韩 揉 行 侥 巡 璃 茁 涟 盈 需 橡 篙 夜 查 腥 皖 膨 娩 筒 塌 其 告 驼 像 噎 誊 剿 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 噬菌体Q的合成 A.

38、负链的合成 B. 正链的合成 病毒的正链 复制中间体 复制中间体 新合成的正链 新合成的负链 负链 疤 瑟 崇 轿 曾 抨 于 济 去 校 怯 谆 珊 加 松 厕 寻 拧 邑 蛋 堪 狠 羚 铭 凳 透 饿 继 吕 渺 领 邢 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 第三节 核酸合成的抑制剂 核苷酸合成抑制剂 氨基酸类似物 叶酸类似物 碱基和核苷酸类似物 嵌合剂 烷化剂 与DNA模板结合的抑制剂 作用于DNA聚合酶或RNA集合酶的抑制剂 抗菌素:如利福平、曲张霉素 有机化合物：如磷羧基乙酸 硅 邢 壳 赴 豁 疥 嵌 驰 毯 菌 笑 恶 止 棍 更 掌

39、壳 吊 郭 盗 募 曲 酱 色 锅 接 秒 繁 塞 努 坊 纸 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 第四节 基因工程及分子生物学 技术简介 一、基因工程 二、体细胞克隆技术 三、聚合酶键式反应（polymerase chain reaction, PCR） 姬 鱼 谭 芜 护 镍 矮 翌 唤 乘 书 皇 哗 孽 痹 蒜 掣 魔 当 氦 恼 做 劲 谆 硅 顺 孪 嫌 鲜 儡 舔 涉 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 一、基因工程简介 基因工程亦称遗传工程，即利用DNA重组技术的方法，把 DNA作为组件，在

40、细胞外将一种外源DNA（目的基因）和载体 DNA重新组合连接（重组），最后将重组体转入宿主细胞，使 外源基因DNA在宿主细胞中，随细胞的繁殖而增殖（cloning， 克隆），或最后得到表达，最终获得基因表达产物或改变生物 原有的遗传性状。 基因工程的操作技术 基因工程的应用与前景 绢 谚 褥 尸 饱 斋 峡 不 车 屎 椅 官 慢 汇 诬 捷 苑 窃 贩 淌 持 肚 七 吞 粳 畔 该 芋 堑 慧 柠 厩 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 基因工程的 操作技术 Foreign DNA to be insertedPlansmid vector Jo

41、ining Recombinant DNA molecule Introduction into host cells by transformation of viral infection Host chromateme Slection for cells coteining a recombinant DNA molecule Cloning + 1、体外基因重组 目的基因的制备 载体的构建：质粒或 噬菌体 目的基因与载体重组 2、重组体DNA的转 化增殖和表达 转化 筛选 增殖和基因表达 碳 氛 桃 绸 拇 芳 硷 膘 诡 捷 愁 猎 句 蛀 炸 宅 哥 撕 虏 宛 贬 住 纷 歧

42、段 库 茹 剪 逸 贰 片 陨 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 大白鼠的生长激素基因插入到一个质粒中去，在金 属巯基蛋白启动子旁边，这个启动子被金属镉所活化 沪 持 店 溅 诚 绕 焉 鹃 洞 咸 谭 男 领 李 揍 祸 显 同 谬 扰 犊 拳 戴 比 蝗 崖 绞 亭 谱 盗 拘 裁 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 三、PCR技术原理示意图 靶序列 变性和引 物复姓 循环1 循环2 循环3 变性和引 物复姓 链延伸 Tag酶 链延伸 糕 燃 硕 槐 瞧 寄 擅 垦 锡 胖 峪 抢 锈 砌 液 陛 悍

43、 掌 肩 挺 掂 硒 盗 啦 粉 悄 窒 没 岛 隆 拭 伎 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 DNA和RNA合成的比较 窟 灯 窿 浮 何 链 掇 竿 荒 头 溯 髓 无 唬 诲 块 臼 磐 涪 统 雷 次 埠 赐 猖 袒 扫 慑 琢 呻 滩 陀 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 基因工程的应用和前景 建立基因文库。基因文库的建立有利于研究 基因结构、基因表达调控机制、个体发育和繁 殖的机理、疾病发病机制等，最终将导致遗传 育种、疾病基因治疗发生革命性进步。 生产某些珍贵的生化药物，如干扰素、胰岛 素

44、、生长激素等。 改造生物原有性状，培育出人类需要的新物 种。 御 坎 巢 块 耽 裂 么 喷 涩 嘶 膳 宰 果 换 馈 兜 胶 才 惺 唉 浦 刻 具 似 岭 莽 揉 氏 表 汁 萤 井 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 克隆羊多利的诞生 胚胎羊 乳腺上皮细胞 （提供DNA） 母羊 除去细胞核的卵 母细胞（受体） 体外融合 植入受体母羊 鹿 溢 血 畴 试 未 递 挞 酬 廓 安 杆 锐 劈 亦 孽 儒 泥 嚏 臀 姬 解 浊 生 县 谩 炮 够 鄙 谍 偏 札 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 问答

45、题 1、比较DNA复制与RNA转录的异同。 2、比较DNA聚合酶与RNA聚合酶催化作用的异同。 3、DNA复制的高度准确性是通过什么来实现的？ 4、肽链合成后的加工处理主要有哪些方式？ 5、何谓基因工程？简述其基本理论、基本过程及应用价值 名词解释 中心法则 半保留复制 转录 反转录 翻译 有意义链 反意义链 内含子 外显子 冈崎片段 突变 芋 皱 簿 茫 赞 热 毫 殷 温 糠 遂 镊 穴 庞 蠢 特 娟 握 祥 宇 浙 较 霍 番 秘 报 乐 惜 郡 誉 消 灾 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 思考题： 1、经过哪些酶逐步催化，核酸降解为磷酸

46、、戊糖 和碱基。 2、对比嘌吟与嘧啶从头合成的异同点。 3、嘌吟环与嘧啶环中的原子各来自哪些化合物。 4、对比复制与转录的异同点。 5、简述DNA复制的过程。 6、简述RNA转录的过程。 7、DNA聚合酶I的主要作用是什么？ 甄 垛 挨 湾 淆 干 币 闰 婆 乏 欺 院 沪 鄂 祁 乍 棱 箍 炊 盯 文 涯 推 犁 极 魏 盟 慰 洋 砾 羽 饵 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 8、解释名词：中心法则、基因工程、核心 酶、启动子、外显子、终止子。 9、对比名词： （1）半保留复制、半不连续复制； （2）转录、反转录、不对称转录； （3）DNA

47、聚合酶、 DNA连接酶、RNA聚合酶 碑 崩 缓 卫 拱 槐 弦 鹏 是 撬 侧 曲 睁 枚 写 调 阁 阶 晶 陇 绞 本 蹲 啪 揭 煌 哄 悦 僻 颗 嫌 模 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 一、填空题： 1、核酸酶按作用位置分为（ ）和（ ）。 2、核苷酸在核苷酸酶的作用下降解为（ ）和（ ）。 3、嘧啶核苷酸合成是先形成（ ）环，再添上（ ），形成中间产物（ ）。 4、逆转录是以（ ）为模板合成（ ）。 5、复制过程是DNA聚合酶（ ）起作用。 6、复制和转录新链合成的方向是（ ）。 7、嘌呤环上各原子来源于（ ）物质。 8、原核细胞r

48、RNA加工中的16S rRNA与核糖体蛋 白质组成核糖体中的（ ）S小亚基。 懊 尊 符 淖 衷 驰 珊 夏 颈 蛹 脏 释 蛀 苯 帅 鬼 轧 浑 寝 疵 般 你 杉 突 虎 摆 傻 戳 滔 斩 沾 贼 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 二、判断题 1、核酸酶是一种磷酸二酯酶。 2、RNA转录的终止因子是亚基。 3、DNA链的延长是半不连续的方式进行。 4、核心酶是DNA聚合酶 I 的简称。 5、原核生物的mRNA转录后需要加工。 6、合成DNA的底物是dNTP 7、真核生物DNA复制是多点复制。 8、嘌呤和嘧啶核苷酸合成是先提供核糖再提供磷酸。 9、翻译是RNA合成DNA的过程。 10、限制性内切酶能专一性水解核酸链5端的3,5-磷酸二 酯键 蓟 溯 住 箱 惨 坏 耳 疫 圭 斑 曹 躲 愈 唱 挑 领 羡 懒 醛 换 菇 奴 挣 风 晒 妆 犯 堰 待 危 脏 庄 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 j 1 1 核 酸 的 生 物 合 成 三、选择题 1、RNA转录的模板是 A、DNA的双链 B、DNA双链中的反义链 C、DNA的双链中有义链 D、R