遗传信息的传递

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1、遗传信息的传递广州中医药大学免疫研究室董燕遗传现象遗传现象:生物的性状可从上一代传至下一代性状：生物体表现出的形态特征（如花色）和生理生化特征（如抗病性、合成某种物质的能力）——通过各种蛋白质而显现中心法则：转录反转录翻译复制一、DNA的复制（replication）是指以亲代DNA分子为模板合成一个新的子代DNA分子的过程1.半保留复制DNA双螺旋结构中的两条链分开，以每一条单链为模板（template）按照碱基互补配对方式合成一条新链。新生成的两个DNA分子与原来的DNA分子完全相同，且每个子代DNA分子中有一条链来自亲代DNA，而另一

2、条链是新合成的。实验证明——同位素标记和密度梯度离心亲代子一代子二代轻链[14N]DNA杂交链[14N-15N]DNA重链[15N]DNA15N培养基14N培养基14N培养基亲代子一代子二代2.半不连续复制模板：DNA底物：dATP、dTTP、dGTP、dCTPRNA引物DNA聚合酶：从引物的3’-OH上逐个加上脱氧核苷酸5’→3’聚合活性新链合成方向：5’→3’大肠杆菌DNA聚合酶：DNA聚合酶IDNA聚合酶IIDNA聚合酶III分子结构单链分子单链分子核心酶3个亚基全酶22亚基分子量（ku）1091204505’→3’聚合酶活性＋＋＋5

3、’→3’外切酶活性＋－＋3’→5’外切酶活性＋＋＋功能除去RNA引物并填补空隙DNA校正和修复冈崎片段及前导链的合成起始：特定的起始位点(复制起点，Ori）双链解开—解链酶、拓扑异构酶、SSB引物生成—引物合成酶延长：前导链冈崎片段DNA聚合酶III终止：停止延伸删除引物—DNA聚合酶I（外切酶活性）填补空隙—DNA聚合酶I（聚合酶活性）滞后链形成—DNA连接酶形成超螺旋—拓扑异构酶二、转录转录（transcription）：是遗传信息转移至RNA分子中的过程。在依赖于DNA的RNA聚合酶作用下，合成与DNA模板链碱基顺序互补的RNA的过程

4、。1.DNA指导下的RNA合成反应体系：模板：DNARNA聚合酶：从单核苷酸的3’-OH上逐个加上核苷酸5’→3’聚合活性底物：ATP、UTP、GTP、CTP合成方向：5’→3’不需引物产物：信使RNA（mRNA）核糖体RNA（rRNA）转移RNA（tRNA）模板链（templatestrand）或反义链（antisensestrand）编码链（codingstrand）或有义链(sensestrand)2.RNA聚合酶大肠杆菌：全酶（holoenzyme）—2’核心酶（coreenzyme）2’.识别模板链上的起始位点——

5、因子识别终止信号——需要ρ因子帮助不需要引物，不具有校正功能真核生物：RNA聚合酶有I、II、III聚合酶I（核仁）——催化rRNA（大分子）合成；聚合酶II（核质）——催化mRNA前体即不均一核RNA（hnRNA）的合成；转录的起始需要辅助因子参与聚合酶III（核质）——催化tRNA和rRNA（小分子）合成3.启动子DNA链上一段能与RNA聚合酶结合并能起始RNA合成的序列原核：真核：启动子：保守区——Hogness盒（或TATA盒）、GC盒及CAAT盒（或CAT盒）是转录因子的结合位点增强子（enhancer）序列：对基因的转录起促进作

6、用，增强邻近基因的表达但与它本身所在的位置及方向无关4.转录过程起始：RNA聚合酶与启动子识别并结合全酶—启动子—ATP/GTP双链局部解开延伸：酶沿着DNA链移动DNA双螺旋解开RNA链由5’→3’延长终止：模板上5’端有终止信号：5’-末端AT丰富区中含有一连串的A多个G、C组成的所谓“断裂反复区”RNA链的3’终止端为一连串的碱基URNA链能自身配对互补而自动形成发夹式结构RNA聚合酶识别终止信号RNA脱离RNA聚合酶和DNA模板发夹式结构5.真核生物的转录后加工真核mRNA前体的加工：加帽：5’端加上一个7-甲基鸟苷帽子（与核糖体识

7、别有关，稳定一级结构）加尾：3’端加上多聚腺苷酸尾巴[poly（A）]，长度约为100～200个核苷酸（保护作用，维持稳定性，模板活性）剪接作用：mRNA前体——不均一核RNA（hnRNA）成熟mRNA（具有生物活性）4.甲基化、编辑加工除去内含子转录产物，拼接外显子转录产物小核RNA（snRNA）核酶RNA和DNA的合成过程比较：相似：①具有启动、延伸和终止的基本步骤；②需要多组分的启动复合物；③遵循碱基配对原则；④按5’到3’方向合成新链。不同：①RNA合成的底物是核糖核酸（NTP），而不是脱氧核糖核酸（dNTP）；②RNA中以U代替T

8、作为A的互补碱基；③RNA合成中不需要引物参与；④基因组中只有小部分被转录成RNA,而在DNA复制中全部基因组都必须被复制；⑤RNA转录过程中无校正功能。转录产物需加工修饰。三、