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1 1 作业四 描述致癌剂会导致 DNA 怎样的损伤, 损伤之后如何修复 致癌剂会导致 DNA 烷基化 DNA 甲基化可通过甲基转移酶直接修复 皮肤被紫外线晒伤后 DNA 如何损伤, 怎样修复 UV 照射下, 相邻的胸腺嘧啶形成环丁烷胸腺嘧啶二体及 4-6 环化物 DNA 光解酶可以将它们直接还原成单体 以修复

2 2 作业四 什么是转座子? 分为哪几类 转座子是在染色体 DNA 上可自主复制和移动的 基本单位 分为插入序列和复合型转座子

3 3 作业五 大肠杆菌 RNA 聚合酶有哪些组成部分? 各 个亚基作用如何? 分为 2α β β ω 和 σ α 亚基负责核心酶组装 β 和 β 是催化中心 σ 识别启动子

4 4 作业五 简述 σ 因子的作用 增加酶对启动子的亲和力, 降低其对非专一位 点的亲和力 什么是 Pribnow box? 起什么作用? Pib Pribnow box 是启动子上的一段 RNA 聚合酶的紧 密结合点, 由五个核苷酸组成 又名 TATA box 是 σ 因子的结合位点, 在模板识别中起作用

5 5 没有交作业的同学 生物技术班 (4) (4 5) (4) (4 5) 生物医学工程 (2 3) (4 5) (2-5) (2) ( ) (2 4) (2-5)

6 分子生物学 第四章生物信息的传递 ( 下 ) 从 RNA 到蛋白质 夏玉琼

7 7 中心法则

8 8 DNA mrna 蛋白质 DNA 的复制 解旋 引发 复制 终止 mrna 的转录 模板识别 转录起始 转录延伸 转录终止 蛋白质的合成 翻译的起始 肽链的延伸 肽链的终止及释放

9 9 亲水的天然氨基酸 碱性氨基酸 酸性氨基酸 精氨酸赖氨酸组氨酸 中性氨基酸 天冬氨酸 谷氨酸 天冬酰胺 谷酰胺 酪氨酸 丝氨酸 苏氨酸

10 10 疏水的天然氨基酸 亮氨酸 缬氨酸 丙氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 半胱氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 脯氨酸

11 11 目录 4.1 遗传密码 三联子 42tRNA 4.2tRNA 4.3 核糖体 4.4 蛋白质合成的生物学机制 4.5 蛋白质转运机制

12 三联子密码及其破译 为什么是 三 联子密码 理论预测 4 种核苷酸 20 种天然氨基酸 实验证明 插入或删除一个碱基, 会改变最终的全部氨基酸序列 同时插入和删除实验, 除突变密码子所对应的氨基酸, 其它氨基酸序列都不变 同时删除三个碱基, 翻译产生少了一个氨基酸 的蛋白质

13 三联子密码及其破译 三联子密码的破译 : 以均聚物 随机共聚物和特定序列的共聚物为模板合成多肽核糖体结合技术

14 14 三联子密码破译方法一 均聚物 polyu,polya,polyc UUU 苯丙氨酸 AAA 赖氨酸 CCC 脯氨酸 含 A 和 C 的随机二元共聚物 CCCCCACACACCCAAACAAACAAA 天冬酰胺组氨酸脯氨酸谷氨酰胺苏氨酸赖氨 酸

15 15 三联子密码破译方法一 PolyUG UGUGUGUGU 半胱氨酸缬氨酸 PolyUUC UUCUUC 或 UCUUCU 或 CUUCUU 苯丙氨酸丝氨酸亮氨酸 polygua GUAGUA 或 UAGUAG 或 AGUAGU 缬氨酸终止密码丝氨酸

16 16 三联子密码破译方法二 : 核糖体结合法 氨酰 trna 核糖体 模板 硝酸纤维素滤膜 核糖体 -Phe-tRNA- 三核苷酸和所有 trna 核糖体不能通过滤膜 UUU 复合物留在膜上都能通过滤膜

17 遗传密码的性质 连续性 : 连续地读码 简并性 : 几个密码子编码一种氨基酸 通用性和特殊性 : 对不同物种通用 密码子与反密码子 :mrna 与 trna 的结合

18 遗传密码的性质之简并性 终止密码子 同义密码子

19 遗传密码的性质之简并性 起始密码子

20 遗传密码的性质之特殊性 支原体中,UGA 不是终止密码子, 而是编 码色氨酸 嗜热四膜虫中,UAA 不是终止密码子, 而 是编码谷氨酰胺 人 牛及酵母线粒体 DNA,UGA 不是终止 密码子, 而是编码色氨酸 ; 甲硫氨酸 ( 通常 是 AUG) 可由 AUA 编码

21 遗传密码的性质之密码子与反密码子 trna 反密码子 反密码子 mrna 密码子密码子 反密码子第一位的 U 可与 A 或 G 匹配摆动假说 : 密码子和反密码子的前两对严格遵守碱基配对原则, 第三对碱基有一定自由度

22 22 目录 4.1 遗传密码 三联子 42tRNA 4.2tRNA 4.3 核糖体 4.4 蛋白质合成的生物学机制 4.5 蛋白质转运机制

23 tRNA trna 在蛋白质合成中的地位 第二遗传密码 共同特征 存在经过特殊修饰的碱基 3 端都以 CCA-OH 结束, 是 trna 与相应氨基 酸结合的位点

24 24 trna 中的部分罕见核苷

25 tRNA 的结构 : 三叶草型二级结构 受体臂 D 臂 T Ψ C 臂多余臂 反密码子臂

26 tRNA 的结构 :L 型三级结构

27 tRNA 的结构 :L 型三级结构 连接氨基酸 L 型结构将分子中两个不同 功能基团最大限度分离 连接 mrna

28 tRNA 的功能 trna 是 mrna 模板和氨基酸之间的结合体, 负责运载氨基酸 问题 : 是谁识别 mrna 模板? 氨酰 trna 还是氨基酸? -CH 2 -HS -CH 3 还原反应 Cys Ala 不影响 trna

29 tRNA 的功能 氨基酸怎样连接到 trna 上? 氨酰 -trna 合成酶 酶 AA+tRNA+ATP AA-tRNA+AMP+PPi AA+ATP+ 酶 (E) E-AA-AMP+PPi E-AA-AMP+tRNA AMP+tRNA AA-tRNA+E+AMP

30 tRNA 的种类 起始 trna 和延伸 trna 起始 trna: fmet-trna trna fmet ( 原核 ) 结构见下页 Met-tRNA Met ( 真核 ) 同工 trna 识别同一氨基酸的不同 trna 专一于相同的氨酰 -trna 合成酶 校正 trna 与释放因子或正常 trna 竞争, 校正无义 或错义突变 的蛋白 校正无义突变有可能通读终止密码子, 合成更长

31 31 甲硫氨酸 (Met) 和甲酰甲硫氨酸 (fmet) trna-met trna-fmet

32 32 目录 4.1 遗传密码 三联子 42tRNA 4.2tRNA 4.3 核糖体 4.4 蛋白质合成的生物学机制 4.5 蛋白质转运机制

33 核糖体 沿 mrna 模板移动的工厂 执行合成蛋白质合成的功能 可以游离状态, 也可附在内质网上 AA-tRNA 带着特定的氨基酸进入核糖体, 在一些因子的帮助下, 与模板和肽链作用后, 卸去所载氨基酸, 再离开核糖体

34 核糖体的结构 由大小两个亚基组成 S 1/3 的蛋白和 2/3 的 RNA( 原核 ) 2/5 的蛋白和 3/5 的 RNA ( 真核 ) rrna 核糖体蛋白 L 原核生物核糖体 rrna 核糖体蛋白 70S 30S +50S

35 70S = 50S + 30S? S 沉降系数 M 分子量 v 粒子密度的倒数 S = MD(1-vρ)/RT ρ 溶剂密度,R 气体摩尔常数,T 绝对温度 D 扩散系数 D = k B T/6πηR h k B 玻尔兹曼常数,T 绝对温度 η 溶剂粘度, R h 粒子尺寸 常数 大的粒子扩散系数小 35

36 核糖体的结构 : 各类 rrna 原核生物 真核生物 30S 小亚基 40S 小亚基 5S 18S 16S 50S 大亚基 60S 大亚基 5S 23S 5.8S 28S

37 核糖体的结构 : 各类 rrna 5SrRNA: 有两个高度保守的区域 CGAAC 与 trna 上的 T Ψ C 臂上的 GT Ψ CG 识别 GCGCCGAAUGGUAGU 与 23SrRNA 互补 16SrRNA 3 端 ACUCCUUA 与 mrna5 端富含嘌呤的 序列互补 靠近 3 端还有一段与 23SrRNA 互补的序列

38 核糖体的结构 : 各类 rrna 23SrRNA 存在与 trna Met 序列互补的片段 近 5 端有与 5SrRNA 互补的片段 5.8SrRNA CGAAC 与 trna 上的 T Ψ C 臂上的 GT Ψ CG 识别 与 5SrRNA 功能相似

39 核糖体的结构 : 各类 rrna 18SrRNA 酵母的 18SrRNA 的 3 端与大肠杆菌 16S rrna 具有广泛的同源性 rrna 与 trna 及 mrna 的相互关系及不同的 rrna 的关系都建立在序列互补或者同源的基础上

40 核糖体的结构 : 三个 trna 结合位点 A 位点 Aminoacyl site 氨酰的位点 P 位点 Peptidyl site 成肽的位点 E 位点 Exitsite 退出的位点

41 核糖体的功能 蛋白质合成的工厂 包含多个活性中心 : 结合 mrna 的, 结合 trna 的三个位点, 结合各种延伸因子的对模板 mrna 进行序列特异性识别

42 42 思考题 原核生物和真核生物的蛋白质合成的起始 和终止密码子分别是什么? 简述 trna 的 L 型结构和三叶草型结构以及 各部分的功能 简述核糖体的三个活性中心

43 43 下次课的内容 第四章 mrna 翻译成蛋白质 蛋白质合成的生物学机制 蛋白质的转运机制

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