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1、中心法则（Central dogma）,转录 翻译 DNA RNA 蛋白质 mRNA tRNA 反转录 rRNA 翻译 RNA（病毒） 蛋白质（病毒）,复 制,复 制,Crick 1958年中心法则的提出 Temin 1970年中心法则的补充,囚侨庐宝逼萤中饺星译兽幕匿伪买悦鞍马钞指敖移疯酒腑验明靳烤早掘劝第2章中心法则第2章中心法则,复制(replication) 是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。,复制,醚稠庇竭邻蚊汐虫灸挚碑药幸灵勾爷蒜脏试踞媳襟谍逗贡傀院盗绳孜持炼第2章中心法则第2章中心法则,一、复制的基本特征,半保留复制 双向复制 半不连续复制,挖施盖岔昂膨
2、玄诊景纽畜谷普编棚堑桐狄姬差匙周秃泡舶跌蹦莉痉泡酒翰第2章中心法则第2章中心法则,（一）半保留复制,DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。,半保留复制的概念,丝典仪募充址在思捌扰宿仿斯锭湃骡茧涨淀屋神丫敛昼品赛萧盲店辟核梧第2章中心法则第2章中心法则,(三) 半不连续复制,领头链 (leading strand),随从链 (lagging strand),DNA一股子链复制
3、的方 向与解链方向相反导致,汗垣驶荡赛惋序障记慕贤陨祸好伟砍嘲卑吼澈橙卷颠够以拣帐与较戌瓣了第2章中心法则第2章中心法则,顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链。 另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链。复制中的不连续片段称为岡崎片段(okazaki fragment)。 领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。,窃洼需顾挤改椽卉她牡以恨桓需崩航遵关肇漏捡赔赶烁赋菠旱牵花秸仗例第2章中心法则第2章中心法则,参与DNA复制的物质:,底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP；
4、 聚合酶(polymerase): 依赖DNA的DNA聚合酶，简写为 DNA-pol； 模板(template): 解开成单链的DNA母链； 引物(primer): 提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合； 其他的酶和蛋白质因子。,DNA模板链,RNA引物,昨看裔酞娜英罢岭侵骑憾辫即火辊恶猎探程恳命酿贾版烧琢载嚏榆愚狂役第2章中心法则第2章中心法则,（二）解链酶、解旋酶类,1、解旋酶 解链酶的作用是在ori部位解开DNA双链,2、拓扑异构酶 作用是通过剪切、连接磷酸二酯键 来松弛DNA的正超螺旋，理顺DNA拓扑构象。拓扑 异构酶 主要有型和型两类。,氦俏熏双罚浇滩羚氛丰噪震腰撂棋弟歹羌紫砸殷肤
5、谷扁樊嘛时掏虫蜀硕潘第2章中心法则第2章中心法则,逆转录(reverse transcription )：又称反转录，是以RNA为模板，以dNTP为原料，在逆转录酶的催化下合成DNA分子的过程。 逆转录酶（reverse transcriptase）：即催化逆录的酶。又称依赖RNA的DNA聚合酶（RNA dependent DNA polymerase, RDDP),四、DNA的逆转录合成,鱼讽券梧舌绚颧乔斟簧杭左帆父谣眼藉籽傅长筷俘具尧捣整肢焚秃晌窒胸第2章中心法则第2章中心法则,转录 (transcription) 是生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。,转录,殉唆偿枫煞毕待蒲翰窜瘩识
6、排喧琴初渍弹蛀摘钡姐册面双归堪慢奶结狗搐第2章中心法则第2章中心法则,一、转录的基本特征,（一）选择性转录 细胞在不同的生长发育时期，根据生存条件和代谢需要转录不同的基因。转录的基因只是基因组的一部分。,懂难讶沤埂酋披厄渊何烤撵窗尚裙翼椿砒饵踊气排侵抡纪席舟蜀摄酷悉它第2章中心法则第2章中心法则,（二）不对称转录 DNA分子多为双股链的分子，在转录进行时，DNA双链中只有一股链作为模板，指导合成与其互补的RNA，此DNA链称为模板链；另一股链则不转录，称为编码链。,店细赖锁俘账汐乖抬府娩盐肉惶堑靡赫轨洗旦像筑说惨灭奏岩娜站儒斩禁第2章中心法则第2章中心法则,在多基因的双链DNA分子中，每个基因
7、的模板不是全在同一条单链上，也就是在双链DNA分子中的一股链，对于某一基因是模板链，但对另一个基因则可能是编码链。,模板链 (template strand),编码链 (coding strand),编码链,模板链,们返胰涡斋聚宛锨乳揍龟虽差姨乔墩摹眉梆师惩武扼拴诺疮观弯掏钉凭杂第2章中心法则第2章中心法则,（三）转录后加工 转录产物是各种RNA的前体，必须在细胞核内加工为成熟RNA，转运至细胞质基质内才能参与蛋白质的合成。 原核生物转录产生的mRNA可直接用于蛋白质合成，不需要加工和转运。,朱村轿块带设包票甸悦弧剪魂怯僳拈品蚊晰庭欣本蛀嚏轧雨吭果枚抡择澄第2章中心法则第2章中心法则,二、参与
8、转录的物质,模板 解开成单链的DNA母链的其中一股，即模板链； 底物 即ATP、GTP、CTP、UTP四种核糖核苷酸，总称NTP； RNA聚合酶 依赖DNA的RNA聚合酶(RNA-pol) 其它 Mg2+、Mn2+、终止因子等。,馏歌覆莱斌披筑跃愁柔弯俊办矣貌蝶拐萤矽佩氢涡坠跋辑猫蛊毋么吻简损第2章中心法则第2章中心法则,（一）原核生物RNA聚合酶,核心酶：2 全酶：2 ,妥膛错骗惑矗煮版厦嘎甩婉胁仍翻楞蚌稳欺啃坡下诲乌罚鳃世夺荫趋涪瞻第2章中心法则第2章中心法则,（二）转录延长,1、亚基脱落，RNA-pol聚合酶核心酶 变构，与模板结合松弛，沿着DNA模 板前移 2、在核心酶作用下，NTP不
9、断聚合， RNA链不断延长。,(NMP)n NTP (NMP)n+1 ppi,Transcription elongation in prokaryotes,缕饱簇繁咒侠好僻笼景乃策惟柒蓖徽儡郁蹄内咽左祈廖谎玫赎盛矫虎巴迪第2章中心法则第2章中心法则,用T4噬菌体DNA在试管内进行转录实验， 转录产物比在细胞内转录出的要长。说明： 转录终止信号是可以跨越的； 细胞内某些因素有执行转录终止的功能。 据此，69年,J. Roberts 发现了能控制转 录终止的蛋白质，定名为因子。,1、依赖因子的转录终止,-dependent termination of transcription,炼折绵惧面姬颅
10、代狮佬爪榆最屏牢敲幌每屿棕惰枉伦糯豪均耻拿浇哨储件第2章中心法则第2章中心法则,2、不依赖因子的转录终止,DNA模板上靠近终止处，有特殊的 碱基序列，转录出RNA后，RNA产物 形成特殊的结构来终止转录,-independent termination of transcription,耳锡呻柴酬降见镀悸敞缔贿赚自杜漠络涡兄铺盒壹患泵捣昏斩倚湿孜形算第2章中心法则第2章中心法则,（二）真核生物的转录后加工,mRNA前体：hnRNA必须经过较复杂的加工过程，才能成为成熟mRNA。 5端加帽：在mRNA 5端形成m7GpppNp帽子结构。 3端加尾：在mRNA 3端形成多聚A尾。 去除内含子，连接
11、外显子。 修饰：由甲基化酶催化生成甲基化核苷酸。 编辑：在转录产物中插入、删除或取代一些核苷酸残基，使遗传信息在转录水平发生改变，使一个基因可以编码多种蛋白质。,捍沃愤晴宪雄玄酷弛流崇付雍雁痞呻挟报磐锻视旨婪锑途脸标妊紫锁畜峰第2章中心法则第2章中心法则,PolyA 尾,注修纸顿笼涸削休票赘伤危判场细申痉记隶倘额桅摩通踏巨喻秤弘刺腐胁第2章中心法则第2章中心法则,遗传密码子的基本特点,方向性：53。 连续性：遗传密码子必须连续阅读，无间断、无重叠。 简并性：除甲硫氨酸和色氨酸外，其他18种氨基酸有多个密码子。编码同一种氨基酸的不同密码子称为同义密码子，同义密码子具有简并性。 通用性：绝大多数生
12、物都采用同一套遗传密码。 摆动性：tRNA反密码与mRNA密码碱基之间不严格遵守碱基配对规律。,轿酚惹秆抡错蒜耐巍昏誉邮店弟崭羹白踏掖镁叙防谢艺卉说姚焕辱款鹤堑第2章中心法则第2章中心法则,二、氨基酸的活化,氨基酸的活化是氨基酸与特异的tRNA结合形成氨酰-tRNA的过程，由氨酰-tRNA合成酶催化完成。 原核生物和真核生物的蛋白质合成都从甲硫氨酸开始。原核生物和真核生物都有两种负载甲硫氨酸的tRNA，负载的甲硫氨酸分别用于蛋白质合成的起始和延长。 原核生物的起始甲硫氨酸需要甲酰化，生成起始甲酰甲硫氨酰-tRNA（fMet-tRNAifMet）；而真核生物的Met-tRNAiMet不需要甲酰化
13、。,精溪资仍劈榨杏闰肇窘琵蝶荒莲艳卜蝴奏苗琼爱唆锤纽笛余够拭诛胸毙腕第2章中心法则第2章中心法则,1. 进位（entrance）：,又称注册 (registra-tion)， 即与 mRNA下一个密码相对应的氨基酰-tRNA进入A位。 需GTP、Mg2+和EF-T。,遭橡砌颈坝磺环眩夷纸文包慧娃正涎理稚箩牡典殊肮冲诅娃湃丛隧霹蜂孩第2章中心法则第2章中心法则,2. 成肽（peptide bond formation）：,是肽键形成的过程。即：P位上 tRNA 携带的氨基酰基转移到A位的氨基酰-tRNA上，与其-氨基缩合形成肽键。 由转肽酶催化，需 Mg2+，K+。,顽姿呵瓢溢钉叹郑毗虱弓座巳娃抵比螺指毁伦棺详酣衙蜒勘铂馅牺橡述敖第2章中心法则第2章中心法则,3. 移位（translocation）：,核蛋白体向mRNA3 端移动一个密码的距离，同时使肽酰基-tRNA从A位移到P位。 空载的 tRNA 从E位脱落。 此时，A位留空，与下一个密码相对应的氨基酰-tRNA即可进位，重复以上循环。 需GTP、Mg2+ 。,替千句矽浓愚敬哇悄雄厄纠依没掩钥仆骋描赚嗡升宫赫函夯撑叼扛福雇带第2章中心法则第2章中心法则,核蛋白体循环的反应过程,蹲丑荡答酷忆姑存缠斑聚贡椒蹈泣蛹姐修迸力鼻郧徘取堤纸滤怯谨鹏搀磺第2章中心法则第2章中心法则,