分子生物学ppt复习资料

第一章 绪论 1、分子生物学研究领域共同遵守的三大基本原则： ①构成生物大分子的单体是相同的（共同的核酸语言(Nt) 共同的蛋白质语言(aa)） ②生物遗传信息表达的中心法则相同 ③生物大分子单体的排列（核苷酸、氨基酸） 广义的分子生物学（作业中有） ：泛指对生物大分子的研究，包括:蛋白质、核酸和多糖。 狭义的分子生物学（作业中有） ：则仅指对核酸（包括 DNA 和 RNA）的研究 第二章 遗传物质的分子本质 末端终止法( Sanger and Coulson, 1977), 双脱氧链终止法：引物合成法或酶催引物合成法（其原理是：DNA 链中核苷酸以 3’,5’-磷酸二酯键连接， 合成 DNA 所用的底物是 2’-脱氧核苷三磷酸。 2’,3’ddNTP 与普通 dNTP 不同，它们在脱氧核糖的 3’位置缺少一个羟基。在 DNA 聚合酶作用下通过三磷酸基团掺入到延伸的 DNA 链中，但 由于没有 3’羟基，不能同后续的 dNTP 形成磷酸二酯键，因此，正在延伸的 DNA 链不能继续延伸。在 DNA 合成反应 混合物的 4 种普通 dNTP 中加入少量的一种 ddNTP， 链延伸将与偶然发生但却十分特异的链终止竞争， 产物是一系列 的核苷酸链，其长度取决于引物末端到出现过早链终止位置间的距离。在 4 组独立酶反应中分别采用 4 种不同的 ddNTP，结果将产生 4 组寡核苷酸，它们将分别终止于模板链的 A、C、G 或 T 位置。）。 1、 DNA polymerase（DNA 聚合酶）的两种特性： （1）. DNA polymerase 能利用单链 DNA 作模板合成准确的 DNA 互补链 （2）. DNA polymerase 能利用 2‘,3’-双脱氧 ddNTP 作底物，将其掺入至寡核苷酸链的 3‘端，从而终止 DNA 链的 生长。 2、DNA 的分子二级结构（作业中有 DNA 超螺旋结构） ： (1)Main 主链：DNA 的密度表明 DNA 分子由两条反向平行（5’→3’）的围绕同一轴心旋转的多核苷酸链组成，脱 氧核糖通过 3’,5’-磷酸二酯键相连形成主链，呈右手双螺旋，处于螺旋的外侧。 (2)Base position：糖-磷酸键是在双螺旋的外侧，碱基位于螺旋内部，碱基的分子平面与螺旋轴垂直，同一平面的 碱基在两条主链间形成碱基对。 (3) Helical parameters(螺旋参数)： 直径为 2nm，每一圈螺旋的高度为 34A°，由 10 个核苷酸组成，相邻核苷酸间呈 36 度角，距离为 3.4A° Helical turn: 10 base pairs/a turn ，3.4 nm/a turn (4)Base pairing（配对） ：一条链的碱基与另一条链的碱基通过氢键相连形成碱基对。A 与 T，G 与 C 配对，分别 可形成 2 个和 3 个氢键。 (5) major or wide groove(大沟)和 minor or narrow groove (小沟)： 从双螺旋中心到两条主链的连线将 DNA 的平面分 为两个不等的扇形，一个大于 180 度，一个小于 180 度，分别对应于大沟和小沟。 3、DNA 二级结构的稳定作用力 1.两条多核苷酸链间的互补碱基对之间的氢键 2.碱基对疏水的芳香环堆积所产生的疏水作用力，以及堆积的碱基对间的范德华力， 3.磷酸集团上的负电荷与介质中的阳离子化合物之间形成的盐键 4、染色体四级结构的特征 5、DNA 的三种螺旋：A 型、B 型和 Z 型 A 型：通常情况下我们观察到的是被认为适用于所有 DNA 的稳定形式即 B-DNA，在低温条件下，DNA 可被诱导 形成另一种螺旋，称为 A 型。A 行和 B 型一样为右旋，但较宽，结构更加紧密。碱基对倾斜于螺旋轴线，且偏离细 线。A 型螺旋重复每匝为 11 个碱基对。A 型的主要意义在于它是 RNA 及 RNA 与 DNA 杂合体的主要螺旋形式。 左旋 Z-DNA：在单一交替的嘧啶-嘌呤序列的合成 DNA 中会形成 Z-DNA 是稳定的。
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双 螺 旋 类 型 A B C Z
每 螺 旋 内 碱 基 对 数
每 碱 的 角
对 基 转
每 碱 基 对 的 间
?
直径 （ nm ）
存在的条件
沟
型
距( A )
相 对 湿度 2.3 2.0 1.9 1.8 75% 92% 66% 43%
盐的种类
大沟
小沟
10.9 10 9.33 12
33.0 ° (右 旋 ) 36.0 ° (右 旋 ) 38.6 ° (右 旋 ) -51 ° （ C） G- ； -9 ° （ G） C(左 旋 )
2.9 3.4 3.32 3.5 （G/C） ； 4.1 （C/G）
Na+,K+, Cs+ Na+低盐 （生 理盐） + Li Na+, Mg++ 高 盐
窄深 宽而略 深 宽中等 深 无
宽浅 窄而 略浅 窄中 等深 窄深
6、不同构象的意义： 、普遍性)：溶液中任意序列 DNA 会采取介于 A、B 构象之间的双螺旋形态，如 10.5 碱基 （1） 对 （2）复制、转录和基因表达调控)，Z-DNA 热力学上不稳定，但可能是潜在的解链位点。 （3） 沟的特征): 调控蛋白质通过其分子上特定的氨基酸侧链与沟中碱基对两侧潜在的氢原子供体或受体形成 氢键而识别 DNA 的遗传信息。 7、RNA 二级结构：RNA 分子通常以单链形式存在，因此不具有双链 DNA 分在那样的规则双螺旋结构，而是相对来 说形成近似于球状的构型，通过分子内的氢键作用和单核酸链间的碱基堆积可形成单链局部区域的螺旋结构。与 DNA 相比 RNA 的这种构型多样性是与其在细胞中的作用的多样性相适应的。例如三级结构的球状星团对于很多功 能性 RNA 是很重要的，如：tRNA, rRNA 和 ribozyme RNA 8、DNA 三级结构：是指在一、二结构基础上的多聚核苷酸链上的卷曲, 在一定意义上，是指双螺旋基础上的卷曲。 可分为正超螺旋: 同向扭转产生，和负超螺旋: 反向扭转产生。 9、Holliday 连接 定义：在 DNA 双螺旋片断之间发生螺旋轴不连续的交叉现象，在不同的双螺旋之间可以发生 DNA 链的交换。 不同的 Holliday 连接：4H，3H 和 3HS3 等。其中 4H 连接：主要在同源基因重组时的中央区域，对同源基因重组时 双链 DNA 断裂的修复十分重要。 10、核酸变性：化学或/物理因素的影响下，维系核酸双螺旋结构的氢键和碱基堆集力受到破坏，分子由稳定的双 螺旋结构松解为无规则线性结构甚至解旋成单链的现象。 11、解链温度(melting temperature, Tm)或熔点，Tm 是热变性使 DNA 分子双链解开一半所需的温度，或 A260 的升 高达到极大值一半时的温度, 即是变性温度范围的中点。 12、影响 Tm 的因素： 外部条件如浓度和正离子的浓度。浓度越低、正离子浓度越高，Tm 值越大 内部条件： （1）DNA 的均一性：碱基组成的均一性以及 DNA 种类的均一性。DNA 均一性越大，Tm 值范围较窄。 （2） GC 含量及分子类型，当 GC 的含量上升 1%，则 Tm 上升 0.4℃ 13、核酸的复性：DNA 水溶液加热变性时，双螺旋两条链分开；如果缓慢冷却，两条链可以完全重新结合成和原来 一样的双螺旋过程。复性是变性的逆转。但需要一定的条件，要在一定的盐浓度下缓慢降温。 14、减色效应及其机制（作业中题） ：核酸(DNA 和 RNA)复性，其紫外吸收值(一般在 260nm 处测量)减少的现象。 若变性 DNA 复性形成双螺旋结构后，其 260nm 紫外吸收会降低,这种现象叫减色效应。它是由于化合物分子结构 发生变化产生向蓝基团所引起的这种现象。如在相等物质的量的核苷酸溶液中，游离核苷酸在 260nm 处的 吸光率较单链 DNA 高，而单链 DNA 的吸光率又比双链 DNA 高的现象。这是由于多核苷酸链结构中碱基自
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由旋转受阻所致。通过在波长 260nm 处记录溶液的光密度，能够追踪 DNA 的变性作用。 15、增色效应及其机制（作业中题） ：核酸(DNA 和 RNA)分子解链变性或断链，其紫外吸收值(一般在 260nm 处测量) 增加的现象。DNA 分子具有吸收 250 － 280nm 波长的紫外光的特性，其吸收峰值在 260nm 。 DNA 分 子中碱基间电子的相互作用是紫外吸收的结构基础 , 但双螺旋结构有序堆积的碱基又 " 束缚 " 了这种作 用。变 性 DNA 的双链解开 , 碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收 , 故而产生增色效应。 16、DNA 的复性对片段有两个要求： (1) 互补顺序的碰撞和排列； (2) 碱基的正确配对和氢键的形成。 17、拓扑异构酶（作业中有，见下 18） ：能够调控 DNA 分子超螺旋水平的酶。为了改变 DNA 的连接数，拓扑异构 酶必须暂时断裂 DNA 分子的一条或两条链，通过攻击磷酸骨架上的酪氨酸残基，使自身与 DNA 的一端形成磷酸酪 氨酸键以建立临时的共价连接。共有两类拓扑异构酶：Ⅰ型拓扑异构酶在 DNA 的一股链上产生一个切口，使另一条 链得以穿越，连接数每次改变+1；而Ⅱ型酶由 ATP 的水解提供能量，则在 DNA 的双链上产生切口，使另一双链 DNA 片段得以穿过，每次连接数改变+ 2。 18、 （作业中题）对于右手螺旋 DNA 分子来说，每一圈螺旋由 10 个碱基对组成。如果每圈初级螺旋的碱基对数小 于 10.5，则其二级结构处于紧缠状态，由此产生的超螺旋为（ 负超螺旋 ） ，反之为（正超螺旋 ） 。 DNA 超螺旋由 DNA topoisomerase ( 拓扑异构酶 )产生。 DNA topoisomerase: 兼有 DNA（内切）酶和 DNA（连接 ）酶的功能。--------see (DNA 重组)。 第三章：基因，基因组与基因组学 移动基因（作业中题） ：也叫转位因子，是指能够在一个 DNA 分子内部或两个以上 DNA 分子之间移动的 DNA 片段。 在细菌中指在质粒和染色体间或质粒和质粒之间移动的 DNA 片段。是 DNA 重组的一种形式。细的转位因子包括插 入序列，转座子及可转座的噬菌体。 断裂基因（作业中题） ：真核生物结构基因，由若干个编码区和非编码区互相间隔开但又连续镶嵌而成，去除非编 码区再连接后，可翻译出由连续氨基酸组成的完整蛋白质，这些基因称为断裂基因 假基因（作业中题） ：基因组中存在的一段与正常基因非常相似但不能表达的 DNA 序列。分为两大类：一类保留了 相应功能基因的间隔序列，另一类缺少间隔序列，称为加工过的假基因或返座假基因。 重叠基因（作业中题）：指两个或两个以上的结构基因共同一段 DNA 顺序的现象，重叠基因仅在噬菌体和病毒中 存在。 顺式作用元件：指同一 DNA 分子中具有转录调节功能的特异 DNA 序列。包括启动子、增强子，调控序列和可诱导 序列等。 反式作用因子：指能直接或间接地识别或结合在各类顺式作用元件核心序列上参与调控靶基因转录效率的蛋白质。 多为转录因子。 SD sequence：原核生物基因含有核糖体结合位点(ribosome-binding site, RBS)，转录产生的富含嘌呤的序列可以 与核糖体 16S rRNA3?-端富含嘧啶的序列互补配对，帮助翻译的正确起始。真核生物无 SD 序列，40S 核糖体与 mRNA5?-端的“帽子”结构相互作用， 帮助翻译的正确起始。 高等真核生物， mRNA 的 3?-端有一段保守序列 AAUAAA， 与 3?-端的加工和多聚腺苷酸化有关，称为加尾信号。 C 值（C value，作业中题）： 一个单倍体基因组的全部 DNA 含量总是恒定的，是物种的一个特征，称之。不同 物种 C 值：从小于 106bp 至 1011bp。真菌和高等植物同属于真核生物，而后者的 C 值大得多。 C 值矛盾（C value paradox，作业中题）: 生物体复杂性和 DNA 含量之间并不总是正相关。表现在: ① 与预期 的编码蛋白质的基因数量相比，基因组 DNA 的含量过多；② 一些物种之间的复杂性变化范围并不大，而 C 值却有 很大变化。 模式生物(Model orgnism，作业中题)：通过对选定的生物物种进行科学研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命 现象，这种被选定的生物物种包括动物、植物和微生物称为模式生物。大肠杆菌、酿酒酵母、拟南芥菜、秀丽应隐 杆线虫、果蝇、小鼠等都是已完成基因组测序的模式生物。 基因家族: 真核生物基因组中来源相同、结构相似、功能相关的一组基因。按家族成员分布形式可分为基因簇和散 布基因家族。
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基因簇：基因家族的各成员紧密成簇排列成大段的串联重复单位，定位于染色体的特殊区域。也包括没有功能的假 基因。 Interspersed gene family（散布基因家族）：家族成员在 DNA 上无明显的物理联系，甚至分散在多条染色体上， 各成员在序列上有明显差别，其中也含有假基因(但来源于 RNA 介导的转座作用)。 重复序列：染色体上大量无转录活性的重复 DNA 序列家族，主要是基因以外的 DNA 序列。 卫星 DNA：高度重复 DNA 序列的碱基组成和浮力密度同主体 DNA 有区别，在浮力密度梯度离心时，可形成不同 于主 DNA 带的卫星带。 基因组学（作业中题） ：指对所有基因进行基因组作图(包括遗传图谱、物理图谱、转录图谱)、核苷酸序列分析、基 因定位和基因功能分析的一门学科，是从基因组水平研究遗传的科学。 结构基因组学（作业中题） ：包括基因组作图和基因组测序。研究基因组的结构并构建高分辨率的遗传图、物理图、 序列图和转录图以及蛋白质组成与结构的学科。 功能基因组学（作业中题） ：利用结构基因组学研究所得的各种信息在基因组水平上研究编码序列及非编码序列生 物学功能的学科。 蛋白质组学(Proteomics， 作业中题)： 对蛋白质性质和功能的大规模研究， 包括不同时相细胞内蛋白质的表达水平、 翻译后修饰以及与其他分子的相互作用的研究，揭示正常和疾病状态下，蛋白质表达的规律，从而研究疾病发生机 理并发现新药。 蛋白质组(proteome)：基因组表达的全部蛋白质，是一个动态的概念，指的是某种细胞或组织中，基因组表达的所 有蛋白质。 转录组学（作业中题） ：是一门在整体水平上研究细胞中基因转录的情况及转录调控规律的学科。简而言之， 转录组学是从 RNA 水平研究基因表达的情况。 外显子(exon) 是指在结构基因中，有编码作用的 DNA 序列。外显子比内含子多一个。 内含子(intron) 指位于两个外显子之间没有编码作用的 DNA 序列。内含子序列比外显子多。 DNA 的遗传多态性标记及其种类（作业中题） ：答：包括以下三类 （1） 、.第一代遗传标记 RFLP:用限制性内切酶特异性切割 DNA 分子，由于 DNA 的点突变而产生不同长度的等位 片段，可用凝胶电泳显示多态性，用于基因突变分析、基因定位和遗传病基因的早期检测等。 （2） 、.第二代遗传标记 小卫星 DNA 重复序列多态性：基因组 DNA 中有数十到数百个核苷酸片断的重复，重复 的次数在人群中高度变异。 （3） 、.第三代遗传标记 微卫星 DNA 重复序列或短串联重复(STR)多态性：基因组中 1－6 个碱基的重复，如 (CA)n,(GT)n 等产生，以 CA 重复序列的利用度为最高。在染色体 DNA 中散在分布，数量可达 5 到 10 万，是目前最 有用的遗传标记。 “RNA 世界”假说及支持该假说的主要生化及分子生物学证据（作业中题） ： 答：“RNA 世界”假说内容为生命进化的早期，没有蛋白质（酶） ，某些 RNA 可以催化 RNA 的复制——也就是说 RNA 是唯一的遗传物质，是生命的源头。 但 RNA 是唯一的既能携带遗传信息又可以是功能分子的生物高分子化合物。因此，生命发生之初，很可能 是在原始海洋深处的火山口边，高温、高压的条件下，在可作为催化剂的矿物质边富集了可能是雷电中合 成的原始核苷酸。经过亿万年的进化，形成了具有自我复制能力的 RNA.在人工条件下，这种进化的某些过 程已被成功地模拟。原始的具有自我复制能力的 RNA,再在以后的亿万年进化过程中，逐渐将其携带遗传信 息的功能传给了 DNA，将其功能分子的功能传给了蛋白质。核糖体是核酶的发现大大支持了 RNA 世界的假 说。 启动子（promoter）: 启动子是位于基因转录起始点上游的一段特定的 DNA 顺序，是 RNA 聚合酶与之相识别、结 合的部位，从而启动基因的转录。 原核启动子区：两个保守序列-35 序列和-10 序列。 真核启动子区：TATA 框、CAAT 框、GC 框等。 增强子（ enhancer）: 增强子是指能够增强基因转录作用的一段特定的 DNA 顺序，其作用是增强启动子效应，与 基因的转录启动无关。增强子的位置比较灵活，它可以位于转录起始点的上游，也可以位于转录起始点的下游。它
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通过与特异性的蛋白质结合而促进基因的转录。 终止子（terminator）: 终止子是一段具有转录终止功能的特定 DNA 顺序。位于编码区下游，转录终止点上游。原 核生物终止子含有回文序列，产生的 RNA 可以形成发夹结构，使 RNA 聚合酶减慢移动或暂停 RNA 的合成。 第四章 反向复制 一、DNA 复制的基本特点： （1、半保留复制：在复制中，DNA 双螺旋的两条互补链解开，分别作为模板指导以脱氧核苷酸 5?-三磷酸为前体由 5?→3?方向合成新生互补链。这样每个子细胞接受亲代 DNA 双链中的一条。 （2、半不连续复制：在半保留复制中，两条 DNA 的新生链合成在同一复制叉中同时进行，但 DNA 复制原则上只 能从 5?→3?方向进行，因为两条 DNA 链是反向平行的，所以前导链是从起始点按 5?→3?方向进行连续复制，而后随 连不立即复制，其复制从复制叉处起始，按 5?→3?方向朝向起始点形成第一个冈崎片段。随着复制叉的前进，前导 链继续被复制成连续长链，而后随链按反方向以不连续方式被复制。合成不久后冈崎片段被 DNA 连接酶连成一条 连续的 DNA。 （3、RNA 引导：冈崎片段和前导链的头几个一样，每个片段 5? 端的头几个核苷酸均是核糖核苷酸，因此 DNA 合 成是由 RNA 引导的。这些引物在片段连接之前被去掉，产生间隙由 DNA 填补。用 RNA 引导 DNA 复制的原因很 可能是出于保证 DNA 复制的高忠实性。 二、DNA 复制的相关的酶和蛋白 （1、DNA 聚合酶(DNA pol)：以单链或双链 DNA 为模板，催化由脱氧核糖核苷三磷酸合成 DNA 的酶。在原核细 胞有 DNA 聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。真核生物中有 DNA 聚合酶 α、β、γ、δ、ε 五种，其中 δ 为主要的聚合酶，γ 存在于 线粒体中。 （1）原核生物 DNA 聚合酶： DNA-polＩ： 能催化脱氧核苷酸加到引物链的 3′ -OH 末端， 引物延伸方向 5′ 3′ 该酶需要的条件： 种 dNTP、 → 。 4 Mg 、DNA 模板（template）、引物（primer），此酶有三种活性：5′ 3′ → 聚合酶，5′ 3′ 外切酶（主要功能是 → 切除引物，填补冈崎片段产生的空隙及 DNA 损伤的修复），3′ →5′外切酶（校正活性）。具有的聚合酶和 5’-外 切酶活性的配合使用可导致本来一条链带有切口的 DNA 分子发生切口平移 polⅡ：5′ 3′ → 聚合酶活性，3′ →5′外切酶 polⅢ：是大肠杆菌主要的 DNA 聚合酶，其全酶由 10 种亚基组成，α 、ε 、θ 组成核心酶，α 亚基具有 5′ 3′ → 方向合成 DNA 的催化活性，ε 亚基具有 3′ 5′ → 核酸外切酶的活性，起校对作用。DNA polⅢ为异二聚体，使 DNA 解开的双链可同时进行复制。这种复杂的亚基结构使其具有更高的忠实性、协同性和持续性。 （2）真核生物 DNA 聚合酶：包括 α、β、γ、δ 和 ε γ 参与线粒体 DNA 复制； α 及 δ、ε 参与核染色体 DNA 复制； α：链合成的引发，具引发酶，无 3?-外切酶活性 δ 和ε ：链的延长，具 3?-外切酶活性，校对功能。PCNA 为 δ 的辅助蛋白，三个亚基组成滑动钳，以提高 δ 的进行性。 β：两个结构域，N-端为 5’-脱氧核糖磷酸酶和与单链 DNA 结合的活性；C-端具聚合酶活性。参与 DNA 损伤的 修复，增补 DNA 链上短的空隙。 γ：线粒体 DNA 复制和损伤修复，具聚合酶、3’-外切酶和 5’-脱氧核糖磷酸酶活性。 （2、拓扑异构酶：DNA 复制时必先要解旋和解链，拓扑异构酶对 DNA 分子兼有内切酶和连接酶的作用，有Ｉ型 和Ⅱ型。前者可切断双链中的一条链，使解旋中不致打结（适时又把切口封闭，DNA 呈松弛态，这过程不耗能）。 后者在无 ATP 供能时，可同时切开超螺旋状态 DNA 的两条链，使其松弛，然后将切口封闭（用于分离复制后的两 个子环）。在利用 ATP 时，该酶可使松弛态的 DNA 变成负超。（详见 p3-17）
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2+
DNA 的复制

（作用机制：两次转酯反应。 第一次由酶活性中心的 1 个 Tyr-OH 亲核进攻 DNA 链上的 3?, 5?-磷酸二酯键，致 DNA 链断裂，形成磷酸酪氨 酸酯键相连的酶与 DNA 的共价中间物； 之后，DNA 的另一条链或另一 DNA 双螺旋通过切口，导致其拓扑学性质发生改变； 第二次由 DNA 断裂处的自由 OH 亲核进攻酶第一次转酯反应形成的磷酸酪氨酸酯键，导致断裂的 3?, 5?-磷酸二 酯键重新生成。） （3、DNA 解链酶(DNA helicase)：解链酶可通过水解 ATP 供能来解开双链，每解开一对碱基，需水解 2 分子 ATP。 该酶和 rep 蛋白共同参与解链，rep 蛋白是沿着前导链的模板（母链）3′ →5′方向移动，而解链酶按母链 5′ →3′ 方向移动。 （4、引物酶（primase）和引发体：DNA 聚合酶没有催化两个游离 dNTP 聚合的能力，而 RNA 聚合酶依靠模板 可酶促游离 NTP 聚合，生成的一段短 RNA 引物提供 3′OH末端供 dNTP 加入、延长。所以，解开双链并不是马上 进行复制，先以模板脱氧核苷酸序列，按碱基互补原则合成一小段 RNA 引物，这一过程称“引发”。催化 RNA 引 物合成的 RNA 聚合酶称引物酶（或引发酶）。该酶只有与相关的蛋白结合为引发体才有明显的活性。引发体是解 链酶、DnaC、引物酶和 DNA 起始复制区组成的复合结构。 （5、 DNA 连接酶 （DNA ligase） 催化相邻 DNA 片段间甚至两个双螺旋 DNA 分子两端的连接， ： 即把有缺口的 3′ - OH 末端与相邻核苷酸 5′-磷酸连接形成磷酸二酯键，连接反应是耗能的。 （6、单链结合蛋白（single-strand bindingprotein，SSB）：一旦 DNA 双螺旋解开成单链，SSB 便牢固地结合 到分开的单链上，防止它们重新形成双螺旋，保证模板链的复制和不被核酸内切酶水解。 （7、端粒和端粒酶：人的 DNA 端粒含有 TTAGGG 重复序列，长度 5~15kb。端粒的功能：保护染色体末端免于 化学修饰或核酸酶降解以及不正常的融合和重组；解决染色体复制时末端丢失问题。 （8、端粒酶及其复制机制（作业中题）：端粒酶是一种核糖核蛋白，由 RNA 和 protein 组成的不依赖 DNA 的 DNA 聚合酶，可以与自身携带的 RNA 模板合成端粒重复序列，兼有模板和逆转录酶两方面的作用。 端粒酶的复制机制： 端粒酶以“滑动”机制(slippage mechanism)来延长端粒的长度，每合成 1 拷贝的重复序 列，酶滑至新的端粒末端，重新启动重复序列的合成。 过程： RNA 中的端粒 DNA 重复序列与端粒 DNA 最后一段重复序列互补配对， 其 而其余的重复序列凸出在端粒 的一侧作为模板； 随后发生逆转录反应， 在端粒 DNA 的 3?-端添加 1 拷贝的重复序列(GGGTTG)。 随后端粒酶移位， 重复上 述过程，直到端粒突出的一端能够作为合成新的冈崎片段的模板，以填补上一个冈崎片段 RNA 被切除后留 下的空隙。 三、DNA 复制的过程 （1、DNA 复制的起始阶段 （1）复制子：基因组中能单独进行复制的单位，每个起始点到终止点的区域为一个复制子。原核生物 DNA 分子 中只有一个复制起始点（ori），真核生物有多个 ori。 复制是从特定部位即复制起始点开始，复制的基本单位为复制子 ? Helicase (DNA 解链酶)：水解 ATP 获能解开双链 DNA ? SSB 蛋白 (单链结合蛋白)：保持单链结构 ? Primase (引发酶 or RNA 聚合酶)：合成 RNA 引物 ? 随从链是由引发体来完成的 （2、DNA 链的延长 复制的延伸在复制内进行。是以 DNA 为模板在 DNA 聚合酶作用下，将四种 dNTP 聚合成 DNA 的过程。 （3、DNA 复制的终止阶段 E.coli DNA 具有复制终止位点 Ter(6 个) ，此处可以结合一种特异的蛋白质分子 Tus，通过阻止 Dna B 解链酶 的解链活性而终止复制。
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子代 DNA 的分离：拓扑异构酶 IV 或 XerCD (位点特异性重组酶)识别终止区内的 dif 位点，切开以连环体相连 的两子代 DNA 分子(去连环化)，在交换后实行再连接。 真核与原核生物 DNA 复制大体相同，差别为： 1、染色质和核小体结构对 DNA 复制的影响 2、复制叉移动的速度远远低于原核细胞 3、真核生物是多点复制，具多个复制起始区，原核生物是单点复制。 4、冈崎片段的长度短于原核细胞 5、复制严格限制在细胞周期的 S 期 6、真核生物在完成全部复制之前，各个起始点上 DNA 的复制不能再开始；原核生物起始点上可连续开始新的 DNA 复制。 7、真核生物线性 DNA 末端具有端粒结构。 保证 DNA 复制高度忠实性的机制 1、四种 dNTP 浓度的平衡: 由核苷酸还原酶(nucleotide reducetase) 2、DNA pol 的高度选择性：几何选择(geometric selection)和构象变化(confromational changes) 3、 DNA pol 的自我校对：3?-核酸外切酶 4、错配修复 5、RNA 作为引物：DNA 合成开始参入的核苷酸难与模板链形成稳定的双螺旋，易发生错配，RNA 作为引物 则可减少错配 逆转录：以 RNA 为模板合成 DNA，存在于逆转录病毒以及原核生物和真核生物如端粒酶的延长等。 逆转录酶是一种多功能酶： 1、RNA 指导的 DNA 聚合酶活性 2、RNA 酶 H（RNaseH）活性：水解 RNA-DNA 杂交体上的 RNA 3、DNA 指导的 DNA 聚合酶活性：合成互补 DNA。 4、没有 3`→5`外切酶活性。 第五章、DNA 损伤、修复和突变 DNA 损伤的因素(作业中题) A、细胞内在因素： ? ? ? DNA 结构本身的不稳定； DNA 复制过程中自然发生的错误，主要是碱基错配； 细胞内活性氧(reactive oxygen species, ROS)的破坏作用 ；
B、环境因素有化学因素和物理因素，前者包括各种化学诱变剂如黄曲霉素(aflatoxin)、芥子气、烷基化试剂和癌 症化疗药物顺铂(cis-platinum)，后者包括紫外辐射和离子辐射(ionizing radiation, IR) DNA 自发性损伤：由于 DNA 内在的化学活性以及细胞中存在的正常活性化分子所致。包括：碱基错配，脱氨基作 用 (环外氨基)，碱基丢失 → 自发水解，碱基修饰与链断裂。 氧化性损伤：需氧细胞在代谢过程中产生一系列活性氧簇( reactive oxygen species, ROS)，包括：超氧化物、氢 过氧化物及羟基自由基等，会在正常条件下发生氧化损伤。 烷基化引起 DNA 损伤：1、碱基烷基化: G-C→A-T ；2、 碱基脱落: 甲基磺酸甲酯可使鸟嘌呤 7N 烷基化，活 化 β-糖苷键，连接碱基与五碳糖间的共价键变弱，容易折断缺失碱基，造成脱嘌呤作用。 3、导致 DNA 断链: 磷 酸二酯键上的氧被烷基化；4、导致 DNA 链交联 电离辐射引起 DNA 损伤的类型：1、产生 OH 自由基，导致碱基变化；2、脱氧核糖分解；3、 DNA 链断裂：单链 断裂（无差错修复）和双链断裂（错误修复）；4、DNA 链、蛋白质的交联。 DNA 损伤类型： （1、碱基损伤
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a 、碱基丢失：黄曲霉素致脱嘌呤反应。 b、 碱基转换：自发或在某些化学试剂如亚硝酸作用下发生脱氨基反应，如 A 和 C 转变成 I 和 U。 c、 碱基修饰：如烷基化试剂。 d、 碱基交联：紫外线 e、 碱基错配 （2、DNA 链的损伤 a、 链的断裂：离子辐射(X 和γ 射线)和化学试剂如博来霉素。 b、 DNA 链间的交联：双功能试剂，如顺铂和丝裂霉素 C (citomycin C, MMC)。 c、DNA 与蛋白质之间的交联：UV ★★★DNA 修复（作业中题） DNA 的修复主要类型:直接修复；切除修复；双链断裂修复；易错修复；重组修复；跨损伤修复 (SOS 修复) 常见的 DNA 损伤及其修复机制 DNA 损伤因素 X 射线、氧自由基、烷化剂 自发脱 碱基 DNA 损伤类型 单链断裂、无碱基位点、氧 化性碱基（如 8-氧鸟嘌呤） 尿嘧啶 环丁烷嘧啶二聚体等大的 紫外线光产物和稳定的多 环芳烃化合物等大分子 DNA 加合物 双链断裂和链间交联 碱基错配和缺失（插入） 修复机制 碱基切除修复
紫外线和多环芳烃
核苷酸切除修复
抗癌药（如顺铂和丝裂霉素） 复制错误和烷化剂 一、直接修复：
双链断裂修复（同源 重组修复和末端连 接） 错配修复
（1）DNA 断裂口直接修复：在 DNA 5?-P 端和 3?-OH 端未受损害的情况下，DNA 连接酶能够直接修复 DNA 的断裂口。 （2）DNA 紫外线损伤的光复合酶直接修复。DNA 光解酶（光复活酶）能够直接识别和结合嘧啶二聚体，并利用 作为捕光色素的辅基所吸收的光能，将环丁烷环打开。具有专一性，是无差错的。 （3）烷基化碱基的直接修复，烷基转移酶能够转移碱基上的烷基和甲基化磷酸二酯键上的甲基，烷基被转移带 该蛋白本身后使之失活。 二、切除修复：（上课做过题目的）切除修复是与转录相偶联的，因而被转录 DNA 比修复比未被转录 DNA 区域修 复得更快，这有助于限制缺陷基因产物的生成。 (1)碱基切除修复（ BER），指切除和替换 DNA 单链断裂和小的碱基改变及氧化性损伤等产生 的 DNA 碱基损伤，由多个酶完成，先后经历识 别、切除、重新合成和重新连接四步。 其过程如左图所示：ab、相当专一的 DNA 糖基 化酶识别修饰碱基与糖基之间的 N-糖苷键， 留下 一个脱嘌呤或脱嘧啶（AP）位点。自发碱基丢失 也可以产生 AP 位点。
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c、 内切核酸酶(5‘-和 3’-两种)在该位点切开 DNA， AP 其外切酶活性可继续切除 1 个缺口(切除 5?-脱氧核糖磷酸)。 d、E.coli 中的缺口可由 DNA 聚合酶Ⅰ填补。 e、最后的磷酸二酯键由 DNA 连接酶完成。 注：在真核生物中，BER 中的缺口主要由 DNA 聚合酶β 来填补。
(2) 核苷酸切除修复（NER） ? 体内识别 DNA 损伤最多的修复通路,主要用来修复导致 DNA 结构发生扭曲并影响到 DNA 复制的损伤， 如 DNA 约 30° 弯曲的嘧啶二聚体 ? 不识别任何特殊的碱基损失，而是识别双螺旋形状的改变；修复时切除含有损伤碱基的那一段 DNA ? 起始切点：损伤部位附近的 3`,5`-磷酸二酯键 主要由 5 步反应组成： ? 1 探测损伤：特殊蛋白与受损伤 DNA 的有序结合 ? 2 切开损伤链：内切酶在损伤部位的两侧各切除精确数目的碱基以切开 DNA 链 ? 3 去除损伤：2 个切口之间的损伤 DNA 片断 ? 4 填补缺口：DNA pol 完成 ? 5 缝合切口：DNA 连接酶 在真核生物中，NER 中较长的缺口主要由 DNA 聚合酶 δ 或 ? 来填补。 NER 可进一步分为全局性基因组 NER(global genome NER, GGR)和转录偶联性 NER (transcription-coupled NER, TCR)，两者主要差别在于识别损伤的机制不同。 GGR: 负责整个基因组的损伤，速度慢，效率低 TCR：专门修复正在转录的基因在模板链上的损伤，速度快，效率高，由 RNA 聚合酶识别损伤，当聚合酶转录 到受损伤的部分而前进受阻时，TCR 即启动。 错配修复（MMR）：纠正 DNA 双螺旋上错配的碱基对(非 Watson-Crick)碱基对，此外还能修复一些因“复制打滑” 而诱发产生的核苷酸插入或缺失环(4nt), 使复制的保真性提高 102～103 倍 过程 ? ? ? ? 1、识别新生链中非 m6A 的 GATC 序列 2、扫描新生链中错配碱基 3、酶切含错配碱基的 DNA 区段 4、重新合成 DNA
三、双链断裂修复（DSBR) 由于难以找到互补链，难以彻底修复。所以双链断裂有两种修复机制： (1) 同源重组修复：通过从同源染色体获得修复断裂的模板，精确性较高。 (2) 非同源末端连接(NHEJ)： 在无序列同源的情况下，让断裂的末端重新连接，精确性低，是人类修复双链 断裂主要方式。 四、损伤跨越：某些情况，损伤无法修复(如复制叉已打开母链，使切除修复系统无法利用互补链作为修复合成的 模板)，或修复系统还没有机会去修复。为维持复制的连续性，细胞利用以下两套方式：重组跨越或重组修复、跨越 合成。 (1) 重组修复机制
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重组修复： 利用同源重组将 DNA 模板进行交换以克服损伤对复制的障碍， 而随后的复制仍使用细胞内高保真的 聚合酶。 DNA 复制时会越过受损区域进行，经重组修复，受损的 DNA 仍然存在于子代的一个细胞中。 (2) 跨越合成（TLS） TLS 又称跨损伤合成：由特殊的 DNA pol 取代在损伤位点处催化复制的 DNA pol(原核 DNA pol III，真核为聚 合酶 α,δ 和 ε)， 在子链上(模板链上损伤碱基的对面)随机插入核苷酸(正确的或错误的)， 以实现对损伤位点无错或易 错的跨越。 五、SOS 修复（非常重要） 指细胞在受到潜在致死性压力(如 UV 辐射、胸腺嘧啶饥饿、丝裂霉素 C 作用、DNA 复制必需基因失活等因素) 之后，出现有利于细胞生存、以突变为代价的代谢预警反应。 SOS 修复诱导 DNA 聚合酶活性，涉及近 20 个 sos 基因的表达，整个反应受到阻遏蛋白-LexA 和激活蛋白 -RecA 的调节。LexA (一种 DNA 结合抑制蛋白), umuC 和 umuD, 编码 DNA 聚合酶活性, 允许复制跨过损伤 位点, 常插入一个或几个 A 碱基。 细胞周期检查点控制 物细胞 DNA 受到损伤时细胞除诱导修复基因的转录外，还可暂时阻断细胞周期，防止受损 DNA 继续复制，如 无法修复，则可诱导细胞进入凋亡。细胞通过细胞周期检查点控制（又称关卡控制）对 DNA 损伤的应答反应 检查点：细胞周期中可以终止细胞分裂或周期进程的那些点成为检查点。检查点在间隙期发挥作用，以保证细胞 有能力进行又一轮的 DNA 复制（G1 期的 R 点）及在细胞分裂之前成功完成 DNA 的复制（G2 期检验点）。 DNA 损伤和修复的生物学意义： 对于基因组的不稳定性、癌症和细胞死亡是至关重要的。DNA 修复途径可以识别和修复特异的 DNA 损伤，保
染色体畸变 碱基错配 复制错误 突变 自发突变 基因突变 诱发突变 脱嘌呤 化学错误 脱氨基 氧化损伤 放射线----产生嘌呤二聚体 碱基类似物:5BU,2AP 化学诱变剂 碱基修饰物:NA,HA,烷化剂 DNA 插入剂:吖啶类 DNA 复制跳格
证生物物种的遗传稳定性。 DNA 的突变 发生在 DNA 分子上可遗传的永久性结 构变化通称为突变。 带有一个给定突变的基因、基因组、细 胞或个体被称为突变体。 DNA 突变的种类（作业中题）： 1、 点突变： 碱基对转换,指 DNA 分子单 一位点上所发生的碱基对改变，分为： 转换（是指同类碱基之间的替换。）
表 21-1 突变的各种类型 点突变，碱基替换 转换 Py 与 Py，Pu 与 Pu 之间变换，多见 颠换 Py 与 Pu 之间变换，少见 插入 1-2 个碱基 移码突变 丢失 1-2 个碱基 缺失突变
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颠换（是嘌呤与嘧啶之间的替换。） 点突变的后果: 取决于发生的位置和具 体的突变方式 发生在蛋白质基因编码区的点突变： 沉默突变：突变的密码子编码同样的 aa， 对蛋白质的结构和功能不会产生任何影 响，即同义突变 错义突变：突变的密码子编码不同的 aa。 如果错误的 aa 与原来的 aa 属于同种性
发生移码 缺失大片段 DNA（十几到几千个碱基）

质——中性突变；否则可引起分子病如镰刀型贫血和 cystic fibrosis。 无义突变(nonsense mutations)：突变的密码子变为终止密码子，如 TGC(Cys 突变成 TGA。分为琥珀型(amber, TAG)、赭石型(ocher,TAA)和乳白型(opal, TGA)； 或者相反， 使突变 mRNA 翻译发生通读， 肽链延长， 称加长突变或通读突变(enlongation or read-through mutation)， 可能改变多肽性质如影响其稳定性 2、移码突变或移框突变：指在一个蛋白质基因的编码区发生一个或多个核苷酸(非 3 的整数倍)的缺失或插入。 3、隐性突变和显性突变(了解) 隐性：突变仅导致一种蛋白质没有活性(loss of function)，产生隐性性状。 显性：突变产生的蛋白质对细胞有毒，这种毒性不能被另外一条染色体上正常基因表达出来的正常的蛋白质所抵消 或中和。 4、回复突变 (了解) 正向突变：突变方向是从野生型向突变型；回复突变，在起始突变位点上发生第二次突变，致使突变从突变表 现型向野生型发生。 校正突变或抑制突变或称假回复突变，指发生在完全不同的另外一个位点，但能够中和起始突变位点（和或抵 消起始突变）的第二次突变，分为基因内校正和基因间校正。 突变的原因 (作业中题) 主要分为自发突变和诱发突变两种 一、自发突变 A、自发点突变： （1） DNA 复制过程的错配 （2）自发的化学变化：脱嘌呤、脱氨（基）作用、氧化作用损伤碱基 （3）.氧化损伤 过氧化物原子团(O2-)，(H2O2)，(-OH)等需氧代谢的副产物是活性氧化剂，可导致 DNA 的氧化损 伤； B、自发的移码突变 （1）复制打滑 当 DNA pol 拷贝到一些具有短重复序列区域（如微卫星序列）的时候，子链和母链之间易发生错配而形成突环 结构。当突环出现在母链，复制向前打滑，导致缺失突变，反之为插入突变。 （2）转座作用 ，又称为异常重组，因为它不需要序列间具有同源性，也不是位点特异性的。被转座子插入的基因 一般会失活，在两个转座子拷贝之间的基因可以通过它们之间的重组而被切除。宿主 DNA 序列的颠倒或其他方式 的重排液可能发生。（补充：转座子或可转座元件是一些比较短 DNA 序列，可以转移进细胞基因组的几乎任何位 置。） 二、 诱发突变 (一) 放射线：紫外线、X-射线、γ 射线、宇宙射线 (二) 化学物质 碱基类似物如：5-溴尿嘧啶（5-bromouracil,5-BU）、氨基嘌呤（2-aminopurine 2-AP）、迭氮胸苷（AZT, azidothymidine） 等 碱基的修饰剂如：亚硝酸（Nitrous acid, NA）、羟胺(HA)、烷化剂（氮芥和硫芥等），它们的作用是使碱基烷基化 DNA 嵌入剂（扁平环状分子）如：原黄素（proflavin）、吖啶橙（acridine orange）溴化 3,8-二氨基-5-乙基-6-苯 基菲啶（ethidium bromide）、ICR 的复合物等
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第六章
重组
重组：发生在 DNA 分子内或 DNA 分子间核 苷酸序列的交换、重排和转移现象，已有遗传 物质的重新组合。主要包括 3 种形式：同源重 组（普遍性重组）、位点特异性重组、转座。 一、同源重组：在两个 DNA 分子的同源序列 之间直接进行交换的一种重组形式。 不依赖于 序列的特异性，只依赖于序列同源性。 同源重组发生的条件 重组的交换序列具有同源性 两个双链 DNA 分子之间 相互靠近，并互补 配对 特定的重组酶(recombinase)的催化 形成异源双链(heteroduplex) 发生联会(synapsis) 同源重组的分子机制：Holliday 模型（作业 中题图表并述）： 2 个同源的 DNA 分子相互靠近 → 2个
(6) (5) 5’ A 3’ 3’ 5’ a (4) (3) (2) (1) 5’ A 3’ 3’ 5’ a 5’ A 3’ 3’ 5’ a B 3’ 5’ 5’ b 3’ 联会 B 3’ 5’ 5’ b 3’ 酶切 3’ 5’ 5’ b 3’ 游离端移动联会 B 3’ (10) 5’ 5’ b 3’ 游离端交叉连接 B 3’ 5’ 5’ b 3 形成单链交叉 3’ 5’ 5 b 3’ 分支点移动 B A B B (8) A B 两臂旋转 b a (9) A B
5’ A 3’ 3’ 5’ a 5’ A 3’ 3’ 5’ a
b a
A B
A B
b a (11) A B A
b a b
a 5’ A 3’ 3’ 5’ a
b
a
B
DNA 分子各有 1 条链在相同的位置被特异的 内切酶切开→被切开的链交叉并与同源的链 连接，形成 χ 状 Holliday 连接→分叉的迁移 → Holliday 连接的拆分 参与同源重组的重要蛋白质和酶（作业中题） 1、 RecA 蛋白：同源重组中最重要蛋白质， 具有单体和多聚体两种形式， 单体具有两个活 性位点，分别与单链和双链 DNA 结合。
(7)
A
B
A
b
a
b
a
B
a
b
图 23－8 Holiday 重组模型。
主要功能为： (1)促进 2 个 DNA 分子之间的链交换； (2)参与 SOS 反应—作为共蛋白酶促进 LexA 和 UmuD 的自水解。 重组中主要作用为促进同源序列配对和链的交换，分为 3 个阶段： 联会前阶段：与单链 DNA 分子结合，形成蛋白-DNA 丝状复合物； 联会阶段：与双链 DNA 分子结合，形成三链 DNA 中间体，随后单链 DNA 侵入双链 DNA，寻找同源序列； 链交换和分支迁移阶段: RecA 包被的单链 DNA 从 5?-3?取代双链 DNA 分子中的同源老链形成异源双链，并发生分 叉迁移。 2、 RecBCD 蛋白：参与同源重组，功能：产生 3’-单链末端，为链入侵作准备。 RecBCD 复合体具有 (1)强的核酸酶(包括外切核酸酶 V、 核酸内切酶和单链 DNA 外切酶)； (2)解旋酶； (3)ATPase。 RecBCD 在 Chi 位点产生单链 3?游离未端。 RecBCD 介导的解旋和剪切产生 3'游离末端，用来起始异源双链的连接。 3 、RuvA, RuvB, RuvC 蛋白： RuvA: 识别 Holliday 连接，协助 RuvB 催化分叉的迁移； RuvB: 具 ATPase 活性的解链酶，催化重组中分叉的迁移； RuvC: 特殊的核酸内切酶，促进 Holliday 连接的分离。 E.coli 同源重组途径 1 RecBCD 途径：最主要的重组途径。 参与成分：RecBCD 及 RecA, SSB, RuvABC, DNA 聚合酶 I，连接酶和旋转酶，以及 χ 序列
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2 RecF 途径和 RecE 途径 RecF 途径：质粒之间进行重组的途径 二、位点特异性重组：发生在 DNA 特异性位点上的重组，参与重组的特异性位点需要专门的蛋白质识别和结合。 发生在 2 个 DNA 分子间或 1 个 DNA 分子内部 功能： (1) 调节噬菌体 DNA 与宿主染色体 DNA 的整合（需要整合酶和整合宿主因子的参与） (2) 调节特定基因的表达 (3) 调节胚胎发育期间程序性的 DNA 重排(如脊椎动物抗体和 T 细胞受体基因)。 (4) 抗体的多样性 三、转座重组：不需要序列间的同源性、也没有位点的特异性，是随机的 转座子：也叫跳跃基因，是指能够在一个 DNA 分子内部或两个以上 DNA 分子之间移动的 DNA 片段。在细菌中指在 质粒和染色体间或质粒和质粒之间移动的 DNA 片段。是 DNA 重组的一种形式。细的转位因子包括插入序列，转座 子及可转座的噬菌体。 转座的遗传学效应（作业中题）： (1) 引起插入突变：如各种 IS、Tn 转座子 (2) 产生新的基因：如抗药性基因 (3) 产生染色体畸变：DNA 的缺失与倒位、重复等 (4) 引起生物的进化：人、小鼠和水稻基因组约有 40%的序列由转座子衍生而来，低等真核生物和细菌内比例 较小，约占 1%-5%。 原核生物的转座子（作业中题）： 第一类转座子：IS，最简单的转座元件，细菌染色体、质粒和某些噬菌体的正常组分。特征如下： (1) 长度小(700-1800bp)； (2) 两端通常含有 10-40bp 的 IR（末端反向重复序列）序列； (3) 内部一般只有一个基因，表达产物是专门催化转位反应的转座酶，无抗性基因； (4) 通过剪切和插入的方式进行转座，导致靶位点序列重复； (5) 少数(IS91)没有明显的 IR 序列，通过滚环复制和插入的方式进行转座。 IS（转座子或插入序列）能够从 DNA 的一位点插入到另一个位点，导致靶位点基因以及和靶位点基因在同一个操 纵子内、但位于靶位点基因下游的基因表达受阻，此现象称为极性效应(polar effect)或极性突变。 第二类转座子：复杂型转座子(complex transposon)，特征有 (1) 较长(2.5kb-20kb)； (2) 两侧有 35-40bp 的 IR 序列； (3) 内部不止一个结构基因：通常包括 tnpA—转座酶， tnpB—解离酶， 抗性基因(一个或几个) 转座以后导致约 5bp 长的靶位点序列发生重复，结果导致在转座子两侧产生直接重复序列。 第三类：复合型转座子(composite transposon) （1）由 2 个 IS 和一段带有抗生素抗性(如新霉素磷酸转移酶导致新霉素失活)或其他毒性抗性的间插序列组合而 成，其中的 2 个 IS 位于转座子的两侧，具有相同或相反的方向。 （2） 每一个 IS 具有典型的第一类转座子的特征， 可独立转位， 也可与间插序列一道作为一个整体进行集体转移。 第四类：Mu 噬菌体(Bacteriophage Mu) （1）在溶源期，Mu DNA 通过转座随机整合至宿主 DNA 中。复制时，Mu 通过复制型转位随机插入到宿主 DNA 的其他区域，很容易诱发宿主的各种突变。 （2）作为转座子，Mu DNA 为 38kb 线性双链，两侧缺乏 IR 序列，20 多个基因中 A 和 B 与转座有关，其中 A 编码转座酶。 真核生物的转座子 与原核转座子的差别： (1) 真核转座子在转座过程中的剪切和插入是分开进行的
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(2) 真核转座子的复制很多需要经过逆转录即 RNA 中间物来进行 复制型 DNA 转座子: 转座子序列复制一份并转移到新的位置，转位前后，原位置上的拷贝仍存在。（以滚环复制 的方式进行复制，然后再插入到新的位点。拟南芥和线虫基因组约 2%属于此类） 保留型 DNA 转座子: 转座时原有的拷贝被原封不动地转移保留到新的位点。真核生物绝大多数。 （ 包括玉米的 As-Ds 系统、果蝇的 P 元件、“水手”元件、水稻和线虫的微型反向转座元件） 逆转录转座子 LTR 逆转座子: 两端含有 LTR 序列，果蝇 Copia 元件和酵母 Ty 元件。 非 LTR 逆转座子：无 LTR，有一端含 1 小段重复序列(通常为 polyA)：LINE 和 SINE。 第七章 转录 转录特点 （1）转录发生在 DNA 分子上某些特定的区域； （2）以四种核糖核苷三磷酸（NTP）为底物，并需要 Mg2+的激活； （3）以 DNA 为模板，需 DNA 解链，无需引物的存在能单独起始链的合成； （4）按 5′-3′方向合成； （5）第一个引入的 NTP 通常是嘌呤核苷酸(占 90%左右)，且以三磷酸形式存在； （6）转录具有高度的忠实性，RNA 的序列和模板是互补的； （7）转录受到严格调控的，调控的位点主要发生在转录的起始阶段。 模板链：将作为转录模板的 DNA 单链称为模板链或反义链或 Watson 链， 有义链：非模板链称为有义链或编码链或 Crick 链。 RNA 合成和 DNA 复制的区别 （1）转录时只有一条 DNA 链为模板，而复制时两条链都可作为模板； （2）DNA-RNA 杂合双链不稳定，RNA 合成后释放，而 DNA 复制叉形成后一直打开，新链和母链形成子链； （3）RNA 合成不需引物，而 DNA 复制需引物； （4) 转录的底物是 NTP，复制的底物是 dNTP； （5）聚合酶系不同。 DNA 转录的酶学：即依赖 DNA 的 RNA 聚合酶（ DNA dependent RNA polymerase, DDRP ) 其特点有： ? 以 DNA 为模板，转录的方式是不对称的。 ? RNA 链的延长方向是 5’→3’的连续合成。 ? 需要 Mg2+或 Mn2+离子。 ? 缺乏外切酶活性，所以没有校正功能。 ? 不需要引物，能直接催化 RNA 的从头合成。 ? RNA pol 启动转录需要识别启动子 ? RNA pol 反应的速度低，平均速率只 50nt/s。 抑制剂： 真细菌的 RNA pol 的特异性抑制：利福霉素(rifamycin)和利链霉素(streptolydigin) /利福平和利敌链菌素 对象：β 亚基，前者抑制转录的起始，阻止第三个或第四个核苷酸的参入；后者与聚合酶结合，抑制延伸。 不抑制真核细胞核 RNA pol，抑制线粒体或叶绿体体的 RNA pol。 真核生物的三种 RNA 聚合酶特点 （作业中题） RNA 聚合酶Ⅰ转录大部分的 rRNA 的基因，存在于核仁中，并对α -鹅膏蕈不敏感； RNA 聚合酶Ⅱ转录所有的编码基因和一些 SnRNA 基因，存在于核质中，对α -鹅膏蕈非常敏感； RNA 聚合酶Ⅲ转录 tRNA,5S rRNA,某些 U6SnRNAs 的基因以及一些小分子 RNA，也存在于核质中，对α -鹅膏蕈 中度敏感；详见下图：
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表 12-2 真核生物的三种 RNA 聚合酶的特点 RNA Pol 位置 Pol Ⅰ Pol Ⅱ Pol Ⅲ 核仁 核质 核质 产物 28s,18s,5.8s rRNAs hnRNA,mRNA,某些 SnRNA tRNA,5S rRNA,某些 SnRNAs 相对活性 50～70% 20～40% ～10% 对α -鹅膏蕈的敏感性 不敏感 高度敏感 中等敏感
羧基末端结构域（CTD）：,真核生物 RNA 聚合酶Ⅱ的羧基端含有一段 7 氨基酸序列，一致序列富含羟基 aa 残基 (YSPTSPT)，这一七肽序列被称为羧基末端结构域即 CTD,对酶活性是必需的。 RNA pol 的多种功能 （真核细胞的 RNA pol 不能直接识别启动子， 必须借助于转录因子(TF)才能结合到启动子。 ） (1) 识别 DNA 双链上的启动子； (2) 使 DNA 双链在启动子处解旋成单链； (3) 通过阅读启动子序列，RNA pol 确定它自己的转录方向和模板链。 (4) 最后当它达到终止子时，停止转录。 原核生物的转录 3 个阶段：起始、延伸和终止。 启动子（promoter）是基因转录精确和特异性启动所必需的 DNA 序列。 结构和转录起始： (1)结构典型, 都含识别（R)，结合（B)和起始（I）位点; (2)序列保守;(3)位置和距离都比较恒定；(4)直接和多聚酶 相结合；(5)常和操纵子相邻；(6)一般位于基因的 5′端；(7)决定转录的启动和方向。 转录起始位点（I）（作业中题原核启动子的结构特征） ? 转录开始时模板上的第一个碱基，在原核中常为 A 或 G，而且位置固定 ? 以编码链为准，启动子碱基的位置以转录的起始点(start point)为参照，转录起始点定为+1，上游(5?端)的序 列为负数，下游(3?端)的碱基为正数，没有 0。 （1）-10 序列：是由 Pribnow 和 Schaller（1975）发现，故也称为 Pribnow 框盒（Pribnow box）。保守序列为 TATAAT 位于-10bp 左右，A.T 较丰富，易于解链。其功能是: (1) 与 RNA pol 紧密结合; (2) 形成开放启动复合体； (3) 使 RNA pol 定向转录。 -10 序列对转录的效率影响 TATAAT→AATAAT，转录效率下降, 称为下降突变（down mutation）。 TATGTT→TATATT，转录效率上升，为上升突变（up mutation）。 以上突变为何会影响转录效率： 前者可能由于 T-A 的堆集能要小于 A-T 的堆积能，后者可能是由于堆集能降低和氢键的减少， （2）-35 序列：又称为 Sextama 盒（Sextama box），其保守序列为（TTGACA） 其功能是: (1) 为 RNA pol 的识别位点。ζ 亚基识别-35 序列，为转录选择模板 (2)-35 和-10 序列的距离是稳定的，一般为 17bp± 1bp, 此与 RNA pol 的结构有关。 增强元件：某些转录活性超强的基因如 rRNA 基因除-10 和-35 区外，在-40 和-60 间的区域还有一富含 AT(5?-AAAATTATTTT-3?)的增强元件(up element)的启动子序列，可使转录活性提高 30 倍。 转录的起始(限速） 1.全酶与模板的 DNA 接触，生成非专一的,不稳定的复合物在模板上移动； 2. 起始识别：全酶与－35 序列结合，产生封闭的酶-启动子二元复合物（closed binary complex）； 3.全酶紧密地结合在-10 序列处，模板 DNA 局部变性，形成开放的启动子二元复合体，即起始转录泡；
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4.第一个磷酸二酯键的形成。 前两个与模板链互补的 NTP 经聚合酶催化第一个 NTP 的 3?-OH 亲核进攻第二个 NTP 的 5?-α-P 而形成第一个磷酸二酯键，第一个 RNA-DNA-RNA pol 三元复合物(ternary complex)形成。 5.起始阶段的无效转录：开放复合物内的 RNA pol 往往会重复催化短 RNA 分子的合成并释放它们，这样的合成称 为“无效”合成(abortive synthesis)。一般长度为 6nt 左右。 6.启动子清空(promoter clearance):RNA pol 离开启动子以实现转录从起始进入延伸的过程。NusA 作为延伸因子代 替ζ 因子与核心酶结合。 RNA 核心酶和全酶在 DNA 上的分布: (1) ζ 和 1/3 的 RNA pol 结合成全酶，或在非特异位点的松散复合体中，或在启动子中的二元复合体中； (2) 其中半数的核心酶从事转录； (3) 余下的核心酶大量存在于闭合松散复合体中； (4)估计数量很少的全酶是游离的。 转录的终止的两种方式： 1 不需要 ρ(rho factor)因子的终止：需要 RNA 转录物 3’-端终止子(terminator)的序列，其两个特征：一是依赖于 位于 RNA 转录物 3?-端的一串 U 序列（导致 RNA 和反义 DNA 练得弱结合），另一是需要位于紧靠 U 序列上游的 一个富含 GC 碱基对（利于碱基配对的稳定性）的发夹结构。 终止子（terminator） ? ? 强终止子－内部终止子（intrinsic terminators） 弱终止子 －需要 ρ 因子，又称为 ρ 依赖性终止子（Rho-dependent terminator）
强终止子的结构特点 ? (1) 有回文结构存在； ? ? (2)茎的区域富内含 G-C； (3) 强终止子 3′端至少含有 3 个 U；
以上结构特点在终止中起何作用？发卡结构茎部富含 GC 碱基对，使其有很高的稳定性，从而使聚合酶在此停顿。 发卡之后的 U 碱基导致 RNA 和反义 DNA 练得弱结合，这有利于 RNA 链的解离，从而终止反应。 2 需要 ρ 因子的转录终止 ρ 因子： 60kDa， 同源六聚体蛋白， 具有 NTP 酶和解链酶活性， 能分别水解各种 NTP 和催化 RNA/DNA 和 RNA/RNA 双螺旋的解链，促使新生的 RNA 链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。 作用模型： 在 RNA 合成起始以后， ρ 因子识别转录物 5’-端一段特殊的碱基序列并与之结合，靠 ATP 水解产生的 能量，沿着 5?→3?方向朝 RNA 聚合酶移动，到达 RNA 的 3?-OH 端后取代了暂停在终止位点上的 RNA 聚合酶，随 后， ρ 因子通过其解链酶的活性解开转录泡上的 RNA/DNA 杂交双螺旋，并从模板和酶上释放 RNA，完成转录过 程。需要消耗能量，而 ρ 因子具有终止转录和 NTP 酶两种功能。 真核生物的转录 真核生物的转录和原核转录的不同点： (1) 染色质和核小体结构对转录有深刻的影响 (2) 原核只有一种 RNA 聚合酶，亚基少，直接识别启动子并具有解链酶活性，而真核细胞有三种聚合酶 (3) 启动子的结构特点不同，真核有三种不同的启动子和有关的元件 (4) 启动子以外的序列参与调节基因的转录，顺式 作用元件(cis-acting element) (5) 真核的转录有很多蛋白质因子即转录因子的介入 (6) 转录和翻译不存在偶联关系 (7) 转录的产物多为单顺反子，而原核基因的转录产物大多数为多顺反子 真核生物的启动子包括（作业中题） ：RNA 聚合酶Ⅰ启动子、RNA 聚合酶Ⅱ启动子和 RNA 聚合酶Ⅲ启动子。启动子Ⅱ最为复杂，它和原核的启动子有 很多不同： （1）有多种元件：TATA 框，GC 框，CAAT 框，OCT 框等；
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（2）结构不恒定； （3）它们的位置、序列、距离和方向都不完全相同； （4）有的有远距离的调控元件存在，如增强子； （5）这些元件常常起到控制转录效率和选择起始位点的作用； （6）需多种转录因子介入。 Ⅱ类基因的启动子和调控区 1、起始子 起始点一般没有同源序列，mRNA 的第一个碱基倾向 A，另一侧翼由 Py (C)组成称为起始子（initiator, Inr)。提 供 RNA pol Ⅱ识别。无论 TATA 是否存在，Inr 对启动子的强度和起始位点的选择都是重要的 。 2、TATA 框（和 Inr 属于招募和定位元件，两者共同决定转录的起点） TATA 框又称 Hogness 框，其一致序列是：TATAAAA 常在-25 ～-30 bp 左右，相当于原核的-10 序列。 其作用是： (1) 选择正确的转录起始位点，保证精确起始， 故也称为选择子（selector）。 (2) 影响转录的速率。 3、增强子(enhancer)：又称远上游序列，是一种能大幅度增强基因转录效率的顺式作用元件。 其特点是： ① 具有远距离效应。② 无方向性。③ 顺式调节。④ 无物种和基因的特异性，具组织的特异性。 ⑥ 有相位性，其作用和 DNA 的构象有关。⑦ 有的增强子可以对外部信号产生反应。 RNA polⅠ启动子 核心启动子（core promoter）或核心元件（core element），位于-31 到+6，负责转录的起始。 上游控制元件（UCE），从 -187 延伸到-107，可增加核心元件的转录起始的效率。核心启动子与 UCE 序列高度 同源，约 85%序列相同。 转录因子：一种是 UBF(UCE binding factor)，识别 UCE 和核心启动子富含 GC 序列后，与启动子结合。另一种为 SL1(selectivivty factor)，由多亚基组成，分为 TBP(TATA 盒结合蛋白)和 TAF(TBP 相关因子)两种成分。 RNA pol III 启动子：转录结构较稳定的小分子 RNA，如 tRNA、5S rRNA、7SL RNA、Small nucleolar RNA(SnoRNA)、SnRNA 和某些病毒 mRNA 等。 外部启动子(external)：位于基因的上游，含 TATA 盒、近序列元件(proximal sequence element, PSE)和远端序列 元件(distal sequence element, DSE)，如 7SL RNA 和 U6 snRNA 等。 内部启动子(internal)：位于基因内部，如 tRNA、5S rRNA 和 Adenovirus 的 VA RNA 等。 转录因子：TFIII 有三种，A、B 和 C。 转录校对 首先 RNA pol 本身的高度选择性 转录校对两种方式：1、焦磷酸解编辑(pyrophosphorolytic editing): 使用 pol 的活性中心，以逆反应形式重新参入 焦磷酸，去除错误插入的核苷酸。 2、水解编辑(hydrolytic editing): pol 倒退若干个 nt，然后通过特殊的蛋白质(细菌为 GreA 和 GreB; TFII S 刺激 RNA pol II 的剪切活性)切除 3?-端几个 nt，包括错配的核苷酸。 RNA 复制： RNA 为模板合成 RNA 的过程， 以 由依赖于 RNA 的 RNA pol(RNA-dependent RNA polymerase, RdRP) 催化，RdRP 又名 RNA 复制酶(replicase)。一般由病毒基因组编码，也可能需要宿主细胞编码的辅助蛋白。 RNA 复制特征： 1、复制的方向始终为 5?－3? 2、绝大多数在模板的一端从头启动合成 3、属于易错、高突变的 RNA 合成，错误率比 DNA 聚合酶高约 104 倍。 4、对放线菌素 D 作用一般不敏感，但对核糖核酸酶敏感 5、复制绝大多数发生在宿主细胞的细胞质，少数在细胞核。
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第八章
翻译
一、参与翻译的主要生物大分子的结构和功能（作业中题） （一）、核糖体(ribosome) 功能：生物细胞内，合成蛋白质的“工厂”。 组成：由蛋白质和 rRNA，一种亚细胞颗粒。 位置：直接或间接与细胞骨架结构有关联或与内质网膜结构相连。细菌核糖体大都通过与 mRNA 相互作用，被 固定在核基因组上。 （1） 核糖体的结构组成 （如右图所示） （作 业中题） 原核: 约 2/3 的 RNA 及 1/3 的蛋白质 真核: RNA 占 3/5，蛋白质占 2/5 解离为两个亚基: 其中小亚基只有一种 rRNA，原核为 16S，真核为 18S。 大肠杆菌核糖体小亚基由 21 种蛋白质组 成，分别用 S1……S21 表示，大亚基由 34 种蛋白质组成，分别用 L1……L34 表 示。 真核生物细胞核糖体大亚基含有约 50 种 蛋白质，小亚基有 33 种蛋白质。 （2）核糖体的功能位点（作业中题） 1）A 部位(acceptor site, A site), 即氨酰 tRNA 结合部位，也称为受体部位 2）P 部位(peptidal site, P site),即肽酰 tRNA 结合部位，也称为供体部位(donor site) 3) E 部位(exit site, E site), 即空载 tRNA 在离开核糖体之前与核糖体临时结合的部位 4）肽酰转移酶(peptidyl transferase)活性部位，该部位负责催化肽键的形成 5）mRNA 结合部位 6）多肽链离开通道(exit channel) 7) 一些可溶性蛋白质因子(起始因子、延伸因子和终止因子)的结合部位 小亚基上有 mRNA 结合位点，负责对序列特异的识别过程，如起始位点的识别和密码子与反密码子的相互作用。 大亚基负责氨基酸及 tRNA 携带的功能，肽键的形成、AA- tRNA、肽酰- tRNA 的结合等。A 位、P 位、肽酰转移酶 活性部位等主要在大亚基上。 （3）核糖体的组装和循环 ? ? ? 核糖体在体内及体外都可解离为亚基或结合成 70S/80S 颗粒。翻译的起始阶段需要游离的亚基，随后才 结合成 70S/80S 颗粒，继续翻译进程。 体外体系，核糖体的解离或结合取决于 Mg2+浓度。在 E.coli 内，Mg2+浓度在 10-3 M 以下时，70S 解离， 浓度达 10-2M 时则形成稳定的 70S 颗粒。 细胞中大多数核糖体处于非活性的稳定状态，单独存在，只有少数与 mRNA 一起形成多聚核糖体。 （二）、mRNA：mRNA 是翻译的模板，直接指导蛋白质的合成。 是至少含有一个由起始密码子开始、以终止密码子结束的一段由连续的核苷酸序列构成的开放阅读框(ORF)。 mRNA 5?-端和 3?-端通常含有非编码序列(non-coding sequence, NCS)或称非翻译区(UTR)。 原核 mRNA 在第一个结构基因的 5?-端有核糖体结合位点(ribosome binding site, RBS)，RBS 含有富含嘌呤的 SD 序列，可被核糖体识别、结合。 （三）、tRNA tRNA 的结构
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（1）tRNA 一级结构的特征 a、一类小分子 RNA，长度通常在 73~93 nt, 其中 22 个碱基是恒定的 b、所有的 tRNA 在 3?端具有 CAA 序列，氨基酸通过酯键连接在末端 A 的 OH 基上 c、tRNA 含有大量修饰碱基，已发现上百种不同的共价修饰形式，如二氢尿嘧啶(dihydrouridine, D)和假尿苷(,Ψ)。 （2）三叶草型的二级结构(clover)：4 个茎和 3 个环组成。 a、受体臂(acceptor arm)或 aa 臂：5?端和 3?端配对(常为 7bp)形成的茎区。在 3?端永远是 4 个碱基（XCCA）的单 链区，在其末端有 2?-OH 或 3?-OH，是被氨基酰化位点。此臂负责携带特异的氨基酸。 b、TψC 常由 5bp 的茎和 7nt 的环组成，因含有高度保守的 TψC 序列而得名。此臂负责和核糖体上的 rRNA 识别 结合； c、反密码子臂(anticodon arm)：常由 5bp 的茎区和 7nt 的环区组成，它负责对密码子的识别与配对。 d、D 环 (D arm)的茎区长度常为 4bp，也称双氢尿嘧啶环。负责和氨酰－tRNA 聚合酶结合; e、额外环(extra arm)：可变性大，又称可变环(the variable loop)，从 4 nt 到 21 nt 不等，其功能是在 tRNA 的 L 型三维结构中负责连接两个区域（D 环-反密码子环和 TψC-受体臂）。 （3）tRNA 三级结构的特征（倒 L 型） (1)D 环和 TψC 环中的一些核苷酸形成氢键，使分子形成 L 形, 并使结构稳定。 (2)倒 L 型结构中，两段 RNA 双螺旋之间呈垂直关系，其中的一段由 TψC 茎和氨基酸受体茎并列而成，另外一段 双螺旋由 D 茎和反密码子茎并列而成 (3)氨基酸受体臂位于 L 型的一侧，距反密码子环在空间上分开 （4）tRNA 的功能 1、将氨基酸运载到核糖体 2、通过反密码子与 mRNA 上的密码子之间的相互作用对遗传密码进行解码。 tRNA 的种类 （1）起始 tRNA 和延伸 tRNA 能特异地识别 mRNA 模板上起始密码子的 tRNA 叫起始 tRNA，其他 tRNA 统称为延伸 tRNA。原核生物起始 tRNA 携带甲酰甲硫氨酸（formylmethonine, fMet），真核生物起始 tRNA 携带甲硫氨酸（Met）。 （2）同工受体 tRNA (isoaccepting tRNA) 携带同一种氨基酸的几种不同 tRNA 分子。 同工受体 tRNA 既要有不同的反密码子以识别该氨基酸的各种同义 密码，又要有某种结构上的共同性，能被 AA- tRNA 合成酶识别。 （3）校正 tRNA 校正 tRNA 分为无义突变及错义突变校正 tRNA 。 在蛋白质的结构基因中， 一个核苷酸的改变可能使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子 （UAG、 UGA、 UAA） ， 使蛋白质合成提前终止，合成无功能的或无意义的多肽，这种突变就称为无义突变。而无义突变的校正 tRNA 可通 过改变反密码子区以校正无义突变。 （四）、氨酰- tRNA 合成酶 AA- tRNA 合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase, aaRS)是一类催化氨基酸与 tRNA 结合的特异性酶，其反应式如 下： AA+tRNA+ATP→AA-tRNA-AMP+PPi 包括两步反应： 1. 氨基酸活化生成酶-氨基酰腺苷酸复合物： AA+ATP+酶（E）→E-AA-AMP+PPi 2. 氨酰基转移到 tRNA 3?末端腺苷酸残基上，与其 2?或 3?-羟基结合： E-AA-AMP+ tRNA→AA- tRNA +E+AMP 多肽链合成的保真性主要决定于 AA- tRNA 合成酶（aaRS)是否能使氨基酸与对应的 tRNA 相结合。 aaRS 既识别 tRNA，又识别 aa，它对两者均具有高度的专一性。不同的 tRNA 有不同碱基组成和空间结构，可被 tRNA 合成酶所识别。
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然而对于同一 aa 的 tRNA 可能存在几种不同的同工受体 tRNA，如何识别？ 通过 tRNA 序列突变实验发现，决定一种 aaRS 识别正确的 tRNA 的主要因素是 tRNA 分子上由几个核苷酸甚至一 个核苷酸组成的元件，这些元件常被称为 tRNA 的个性(identity)，又称第二套遗传密码(the second genetic code)。 aaRS 如何选择正确的 AA？ （1）通过酶活性中心优先结合正确的同源 aa，体积比同源 aa 大的被完全排除在活性中心外； （2） 通过酶的校对中心选择性编辑错误的非同源 aa。 能进入活性中心的小 aa 在错误形成误载的氨酰-AMP 或氨酰 -tRNA 后，被送入校对中心(editing site)，错误的 aa 被水解，离开酶分子。这两种机制结合称之为“双筛”机制。 （五）、辅助因子 翻译的每一阶段均需特殊的可溶性蛋白质因子参与，包括： ? 起始因子(iniation factor, IF)：参与肽链合成起始 ? 延伸因子(elongation factor, EF)： ? 释放因子(release factor, RF)： ? 核糖体循环因子(ribosome recycling factor, RRF)： 二、翻译的一般性质（作业中题，翻译的基本特征） 自然界四类体内翻译系统：原核生物、真核生物细胞质、叶绿体和线粒体翻译系统。 （1）翻译的四个阶段：活化、起始、延伸、终止和释放 （2）翻译具有方向性（极性，polarity)：一是阅读模板时的方向性，mRNA 从 5?-至 3?-端；二是多肽链延伸的方向 总是从 N-端→C-端。 (3)遗传密码——三联体 mRNA 上每 3 个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个 aa，这种由 3 个核苷酸决定 1 个 aa 的编码形式被称为三 联体密码(triplet codon)。 翻译时从起始密码子 AUG 开始，沿 mRNA5?→3?的方向连续阅读直到终止密码子，生成一条具有特定序列的多 肽链。 遗传密码的性质 ①遗传密码是三联体密码。②遗传密码无逗号。 ③遗传密码是不重迭的。④遗传密码具有通用性。 ⑤遗传密码具有简并性(degeneracy synonyms)。 ⑥密码子有起始密码子和终止密码子。⑦反密码子中的“ 摆动”（wobble）。 起始密码子：AUG，GUG，更少 UUG 终止密码子：UAA 赭石密码(E.coli 使用最多)；UGA 琥珀密码；UAG 乳白（蛋白石）密码 摆动假说(wobble hypothesis)（作业中题）是由 Crick.F（1966 年）提出的。即当 tRNA 的反密码子与 mRNA 的 密码子配对时前两对严格遵守碱基互补配对法则，但第三对碱基有一定的自由度可以“摆动”。 翻译的机制： 翻译各个阶段的主要成分简表
阶段 1 aa 的活 化 2 肽链的 起始
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必需组分 20 种 aa，20 种氨酰-tRNA 合成酶 20 种或更多的 tRNA，ATP, Mg2+ mRNA，N-甲酰甲硫氨酰-tRNA mRNA 上的起始密码子（AUG） 核糖体小亚基、大亚基 2+ GTP，Mg ，起始因子（IF-1，IF-2，IF-3）