中山大学生物化学考研复习笔记资料(6)

本站小编 免费考研网/2015-10-13


冈崎片段: DNA 在复制时,由随后链先形成的一些短DNA 片段称为冈崎片段。冈崎片段的大小,在原核生物中约为1000~2000 个核苷酸,而在真核生物中约为100 个核苷酸。 
复制的终止:1. 去除引物,填补缺口:在原核生物中,由DNA 聚合酶Ⅰ来水解去除RNA 引物,并由该酶催化延长引物缺口处的DNA,直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。2. 连接冈崎片段:在DNA 连接酶的催化下,形成最后一个磷酸酯键,将冈崎片段连接起来,形成完整的DNA 长链。
4. 真核生物DNA 的复制 
真核生物 DNA 的末端有端粒结构,富含G/C。人的端粒为TTAGGG。 
端粒的功能是: A,稳定染色体末端结构。B、防止染色体间末端连接。C、可补偿滞后链5-末端在消除RNA 引物后造成的空缺。 
端粒酶是一种含有RNA 链的逆转录酶,它以所含的RNA 为模板合成DNA 端粒结构。
5. 保证复制忠实性 
原因主要有以下三点:1. DNA 聚合酶的高度专一性,严格遵循碱基配对原则。2. DNA聚合酶的校对功能,错配碱基被3’-5’外切酶切除。3.
起始时以RNA 作为引物  起始时以RNA 作为引物的作用:DNA 复制为什么要合成一个RNA 引物,而后又把这个引物消除呢?这是保证DNA 聚合过程高度精确的又一措施。已知DNA 聚合酶具有3’-5’外切酶功能校对复制过程中的核苷酸,也就是说聚合酶在开始形成一个新的磷酸二酯键前,总是检查前一个碱基是否正确,这就决定了它不能从头开始合成。因此先合成一条低忠实性的多核苷酸来开始DNA 的合成,并以核糖核苷酸来表示是“暂时”的,当DNA开始聚合以后再以3’-5’外切酶的功能切除,以高忠实性的脱氧核苷酸取而代之,确保复制的忠实性。
6. 逆转录-RNA 指导的DNA 合成 
逆转录酶有 3 种酶的活性:①依赖RNA 的DNA 聚合酶活力:合成DNA ②RNaseH活性:水解除去RNA-DNA 杂合分子中的RNA ③依赖DNA 的DNA 聚合酶活性:以DNA为模板合成双链DNA。
逆转录酶无校对功能,因此错误率较高,端粒酶就是一种逆转录酶。 
逆转录酶的引物可以是寡DNA,也可以是RNA,但要有游离3’-OH 末端。
7. DNA 的修复 
细胞对 DNA 损伤的修复系统有五种:A、错配修复; B、直接修复; C、切除修复;D、重组修复; E、易错修复。
8. DNA 的重组 
重组的三种类型:同源重组、位点专一重组、转座(又称异常重组)
3.2 RNA 的生物合成加工 
1. 原核生物的 RNA 合成 
启动子:聚合酶的结合位点,一般位于转录起始位点上游。RNA 聚合酶与启动子结合转录才能开始。共同序列:Pribnow box (-10 box)、-35 box。-10 box 与-35 box 的最佳距离为17bp 加减1 bp 
终止子有两种(终止方式也有两种):1. 不依赖于ρ 的终止子(简单终止子)、依赖于ρ 的终止子。 
2. 真核生物的 RNA 合成 
真核生物的 RNA 聚合酶:1. RNA 聚合酶I:位于核仁,转录28S/18S/5.8S rRNA。2. RNA聚合酶II :位于核质,转录mRNA 和snRNA。3. RNA 聚合酶III :位于核质,5SRNA、tRNA、U6snRNA、7SL RNA、7SK RNA   
α-鹅膏蕈碱:抑制RNA 聚合酶II(低浓度);抑制RNA 聚合酶II 和RNA 聚合酶III(高浓度)、放线菌素D:抑制RNA 聚合酶I 
RNA 聚合酶II 识别的启动子(II 类启动子):与原核基因的启动子最相似。 
TATA 区:位于转录起始位点上游约25 bp,共同序列为TATAAAA。功能:确定转录起始位点(一般是TATA 区的第一个核苷酸后30 bp);有时甚至是决定整个启动子是否有作用。看家基因和控制发育的基因没有TATA 区。 
RNA 聚合酶III 识别的启动子(III 类启动子):5S rRNA 基因位于基因内部。tRNA基因位于基因外部,类似RNA 聚合酶II 识别的启动子(含TATA box)U6 snRNA 基因、7SL RNA 基因、7SK RNA 基因。 
RNA 聚合酶I 识别的启动子(I 类启动子):变化较II 类启动子大,无甚保守序列(即随物种而异)。 
增强子:能增强转录的元件,但又不是启动子的一部分。增强子常在启动子的上游,但也可以在基因内部(如内含子中)。 
沉默子: 能抑制基因转录的元件,可远距离影响(抑制)基因的转录。沉默子的作用机制是通过影响染色质的结构(使其变得致密),从而使邻近的基因不能转录 
增强子与沉默子有时可以是同一DNA 元件(取决于什么蛋白质因子与其结合)。甲状腺素应答元件:只与甲状腺素受体结合,是一沉默子;与甲状腺素受体及其配体(甲状腺素)结合,是一增强子。 
真核生物的通用转录因子(TBP)、转录激活子(锌指、GAL4 蛋白质)
3. RNA 合成后的加工 
核 mRNA 前体的剪接:Step 1:内含子内的一个腺苷酸的2’ 羟基进攻连接内含子 5’端与外显子的磷酸二酯键,产生一个游离的外显子(5’ 外显子)与一个套环结构(内含子 + 3’ 端外显子)的中间产物。Step 2: 5’ 端外显子的 3’ 羟基进攻连接内含子3’端与外显子的磷酸二酯键,使两外显子连接起来,并产生套环状的内含子。 
组成型剪接、选择性剪接(免疫球蛋白)、自剪接的内含子(核酶) 
加帽与聚腺苷酸化:1. 加帽:帽子含7-甲基鸟苷(m7G)。一般的RNase 不能切割含有3 个磷酸基的帽子、提高翻译能力(效率)、、有利于mRNA、运出细胞核、使mRNA前体的能正确剪接(第一个内含子的剪接所需)。 2. 聚腺苷酸化:PAP 为不需要模板的聚合酶。一般都是在剪接前发生。保护mRNA、提高mRNA 的翻译能力。聚腺苷酸化信号在poly(A)位点上游。
顺式剪接与反式剪接:1. 顺式剪接:所有参与剪接的外显子都在同一个基因中(同一个RNA 分子中)。2. 反式剪接:参与剪接的外显子并不在同一个基因中(即在不同的RNA分子中)。反式剪接只在某些生物中发现RNA 编辑、RNA 干涉 
3.3 蛋白质的合成及转运 
1. 原核生物的翻译起始 
1. tRNA 装载。在氨酰tRNA 合成酶的作用下,使氨基酸连接到tRNA 3’端的腺苷酸上,形成氨酰tRNA。2. tRNA 识别。氨酰tRNA 合成酶的专一性很高,共有20 种,每一种只用于单一种氨基酸与相应tRNA 的结合。tRNA 上的某些结构特征能使它在氨酰tRNA合成酶的催化下,与特定的氨基酸结合;这些结构特征就是“第二遗传密码”。“第二遗传密码”常在tRNA 的受体茎上,但在其他区域的也有不少。3. 核糖体解离。翻译起始复合物首先是在核糖体小亚基上组装起来。每一次翻译后,核糖体的大小亚基必须解离,以让新的翻译起始复合物形成。核糖体解离需要起始因子(IF)的协助。4. 起始tRNA 携带甲酰甲硫氨酸的tRNA(tRNA ),识别密码子AUG、GUG 和UUG。tRNA 与携带甲硫氨酸到蛋白质链内部的tRNA(tRNA )稍有不同,后者只识别AUG。5. mRNA 与核糖体小亚基的结合。在起始密码子的上游(数个核苷酸),有一共同序列AGGAGGU,与16S rRNA 3’端的序列(3’ HO-AUUCCUCC AC 5’)互补配对,是核糖体的结合位点;这一序列又称SD 序列。6. 甲酰甲硫氨酰tRNA 与30S 起始复合物的结合。主要由IF-2 负责,IF-1 和IF-3 辅助,此外还需要GTP(GTP 的作用是使IF-2 能顺利地结合到核糖体小亚基上)。7. 70S 起始复合物的形成。30S 起始复合物加上核糖体大亚基(50S),就形成70S 起始复合物。在这一过程中,IF-1 和IF-3 先从复合物中解离,接着IF-2 解离,同时GTP 水解成GDP 和磷酸(促进IF-2 解离)。IF-2 的解离是形成具活性的70S 复合物所必需的
2. 真核生物的翻译起始 
与原核生物的翻译起始的差异:起始氨基酸不是甲酰甲硫氨酸,而是甲硫氨酸;起始tRNA 则为tRNA 。 真核mRNA 不含SD 序列,但有5’帽子,有助于起始复合体的形成。通过扫描寻找起始密码子。 
mRNA 二级结构与翻译起始的关系:mRNA 5’端附近的二级结构对翻译起始既可有正效应,也可有负效应。紧接AUG 后(AUG 后12 ~ 15 nt)的发夹结构能使核糖体停顿,因而使该AUG 更有可能成为起始位点。
3. 翻译起始的控制 
原核生物的起始控制:mRNA 二级结构对翻译起始的影响。反馈抑制。 
真核生物的起始控制:最常见的起始控制是对起始因子磷酸化(抑制、促进)。
4. 延伸基本过程 
Step 1:一个新的氨酰tRNA 结合到核糖体的A 位。Step 2:形成肽键。Step 3:移位。
延伸的具体过程:1. 氨酰tRNA 结合到核糖体的A 位。需延伸因子EF-Tu 及GTP,另还需EF-Ts。
2. 校对:如错误的氨酰tRNA 进入了A 位(反密码子与密码子不能很好配对),可进行校正。3. 肽键的形成。通过肽基转移酶,把P 位的肽链(或起始氨基酸)与A 位的氨酰tRNA 中的氨基酸以肽键连结起来。肽基转移酶是核糖体的组成部分,且存于核糖体大亚基中。rRNA 在催化肽键形成中起主要作用,具肽基转移酶活性。4. 移位。mRNA与肽基tRNA 移动1 个密码子的距离,使肽基tRNA 进入P 位,而原在P 位的tRNA 离开核糖体。移位需EF-G 及GTP 。5. 终止。终止密码子:UAG:琥 珀密码子;UAA:赭石密码子;UGA:乳白密码子。终止过程需要释放因子,这一过程需GTP 水解。
GTPase 与翻译:IF-2、EF-Tu、EF-G、RF3 等因子都需要与GTP 结合,并通过GTP水解而发挥作用。它们是G 蛋白(G proteins),具有内在的GTPase 活性。
5. 抗生素与翻译 
嘌呤霉素的结构与氨酸-tRNA 结构相似,当它接合到核糖体上进行反应后,很容易从核糖体上脱落。从而使蛋白质合成中断。氯霉素与50S 亚基结合,抑制原核肽转移酶。对人的毒性是因为它抑制了线粒体蛋白质的合成。 
亚胺环己酮,只抑制真核细胞翻译。 
白喉毒素可以与EF-2 结合,抑制肽链的移位作用。 四环素:能够封闭A 位点,干扰氨酰tRNA 的结合。 
链霉素:结合到30S 亚基,低浓度引起密码子的错读,高浓度抑制翻译的起始。
6. 蛋白质的运输及翻译后修饰 
真核细胞多肽的转运有两种机制:1. 翻译转运同步机制(共转译)。分泌蛋白、质膜蛋白、溶酶体蛋白、内质网和高尔基体滞留蛋白。2. 翻译后转运机制。叶绿体蛋白和线粒体蛋白是在细胞质游离核糖体上被完全合成后通过新生肽的信号序列(引导肽)直接运往目的地并被加工。信号肽、蛋白质前体的加工 
3.4 基因表达的调控 
1. 细胞代谢的调控 
生物体内代谢的三个最关键的中间代谢物是:葡萄糖-6-P,丙酮酸和乙酰CoA。
2. 物质代谢的特点 
TCA 是中心环节,ATP 是通用的能量载体, NADPH 以还原力形式携带能量。分解、合成途径往往是分开的,不是简单的逆反应。分解为合成提供还原力和能量。代谢的基本要略在于形成ATP,还原力和构造单元,以用于生物合成。所有生物合成过程都需要有底物,能量和酶,而蛋白质和核酸的合成除需要这三个条件外,还需要模板,用以指导其信息结构。
3. 代谢调节 
生物代谢调节在三个水平上进行,即酶水平、细胞水平、多细胞整体水平(神经水平调节、激素水平调节)。 
酶水平的调节:主要通过酶定位的区域化、酶活性的调节、酶含量的调节,这三个方 面进行。 
主要代谢途径酶系在细胞内的分布: 
胞质:糖酵解,糖原合成,磷酸成糖途径,脂 肪酸合成,部分蛋白质合成。
线粒体:脂肪酸β氧化,三羧酸循环,呼吸链,氧化磷酸化
细胞核:核酸的合成、修饰 
内质网:蛋白质合成,磷脂合成
胞质和线粒体:糖异生,胆固醇合成
溶酶体:多种水解酶 
酶活性的调节(主要是变构效应和共价修饰):调节方式包括酶原的激活、pH 改变、同工酶、共价修饰、反馈调节(生物体内最重要)。 
细胞水平上的调节:①控制跨膜离子浓度剃度和电位梯度;②控制跨膜物质运输;③区隔化:浓缩作用,防止干扰,便于调节;④膜与酶可逆结合。
膜的三种最基本功能:物质运输、能量转换和信息传递。激素水平的调节:含氮激素作用模式;甾醇类激素作用模式。 

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