转录的编码链和复制链

本节热门考点

1．中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。

2．DNA的生物合成的方向从5′→3′。DNA的复制是半保留复制。DNA的损伤与修复有多种方式，如切除修复、重组修复和SOS修复。

3．RNA的生物合成的方向从5′→3′。转录后加工过程剪内含子连外显子，5′端加“帽”，3′末端加“尾”以及碱基修饰。

4．起始密码子：AUG；终止密码子：UAA、UAG和UGA。

一、遗传信息传递概述

中心法则：①通过基因转录和翻译，由DNA决定蛋白质的一级结构，从而决定蛋白质的功能。②DNA通过复制，将遗传信息代代相传。③DNA具有储存遗传信息和表达的功能，处于生命活动的中心。④RNA可反转录成DNA-对中心法则的补充。

二、DNA的生物合成

1．DNA生物合成的概念

（1）遗传物质的传代：以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。

（2）分子基础：碱基配对规律、DNA双螺旋结构。

（3）化学本质：酶促作用下的生物细胞内单核苷酸聚合。

2．DNA的复制

（1）复制的基本规律

①半保留复制：子代DNA双链，一股完全来自亲代，另一股完全重新合成，子代和亲代的DNA碱基序列一致。

②双向复制：向两个方向解链，两个延伸方向相反的复制叉。

③半不连续性复制：子链沿5′→3′方向延伸，领头链、随从链（冈崎片段）。

（2）DNA复制的酶学和拓扑学变化

①多种生物分子的参与：底物dNTP（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）、DNA聚合酶、DNA模板、引物（RNA）、其他酶和蛋白因子。

②复制的化学反应：核苷酸和核苷酸聚合、3′，5′-磷酸二酯键。

③DNA聚合酶：5′→3′延长脱氧核苷酸链的聚合活性、3′→5′核酸外切酶活性。

④高保真性：碱基配对规律，核酸外切酶活性和校读，DNA聚合酶对模板的依赖性。

⑤复制中的解链：解链酶、引物酶、单链DNA结合蛋白保持DNA分子的单链状态；拓扑酶改变DNA分子构象，DNA连接酶结合缺口。

（3）原核生物的DNA生物合成

①复制的起始：DNA解链，引发体DnaA、B、C，引物、引物酶。

②复制的延长：dNTP逐个加入引物或子链上，DNA-pol　Ⅲ。

③复制的终止：水解引物、填补空隙，RNA酶、DNA-pol　Ⅰ。

（4）真核生物的DNA生物合成

①复制的起始：DNA-pol α和pol δ，拓扑酶和复制因子。

②复制的延长：DNA-pol δ起主要作用。

③复制的终止：端粒和端粒酶。

3．反转录

（1）RNA病毒的复制方式　RNA→DNA方向。

（2）反转录酶催化。

（3）步骤

①病毒基因组RNA作为模板→DNA互补链→RNA/DNA杂化双链。

②水解杂化双链中的RNA链。

③单链DNA作为模板合成第二条DNA互补链。

4．DNA的损伤与修复

（1）突变的意义：进化、分化的分子基础，基因多态性，导致个体死亡，疾病的发病基础。

（2）引发突变的因素：紫外线、各种辐射，化学诱变剂。

（3）突变的分子改变类型：错配，缺失、插入和框移，重排。

（4）DNA损伤的修复：光修复（嘧啶二聚体）、切除修复、重组修复和SOS修复。

三、RNA的生物合成

1．RNA生物合成的概念

（1）基本概念：以DNA为模板合成RNA的过程。

（2）RNA的分类：mRNA、tRNA、rRNA。

（3）遗传信息从染色体转送至胞质，功能上衔接DNA和蛋白质。

2．转录体系的组成及转录过程

（1）转录体系：转录模板和酶。

①转录模板：结构基因，模板链或有意义链、编码链或反义链。

②RNA聚合酶：原核生物：RNA聚合全酶起始因子σ识别转录起始点，核心酶α2ββ＇促进RNA链延长。真核生物，RNA聚合酶Ⅰ-转录rRNA、Ⅱ-转录mRNA、Ⅲ-转录小分子RNA。

③调控系列中的启动子：RNA聚合酶结合模板DNA的部位、控制转录的关键部位。

④操纵子：一个转录单位，若干结构基因、上游调控系列。

（2）转录过程

①转录起始：TATA系列、顺式作用元件，转录因子、反式作用元件，转录起始前复合物形成。

②转录延长：RNA-pol。

③转录终止：转录终止的修饰点。

3．转录后加工过程

（1）真核生物mRNA的转录后加工

①首、尾的修饰：5′-端帽子结构（GpppmG－）、3′-端聚腺苷酸尾巴（polyA tail）。

②mRNA的剪接：去除内含子，连接外显子，剪接体；编辑。

（2）tRNA的转录后加工：甲基化、还原反应、核苷内的转位反应、脱氨反应、CCA-OH的3′-末端。

试题精选

1．RNA中的碱基互补原则是

A．G-T

B．A-U

C．A-T

D．C-A

E．U-C

2．RNA指导的DNA合成称

A．复制

B．转录

C．反转录

D．翻译

E．整合

3．关于原核RNA聚合酶叙述正确的是

A．原核RNA聚合酶有3种

B．由4个亚基组成的复合物

C．全酶中包括一个D因子

D．全酶中包括两个β因子

E．全酶中包括一个α因子

4．一个操纵子通常含有

A．一个启动序列和一个编码基因

B．一个启动序列和数个编码基因

C．数个启动序列和一个编码基因

D．数个启动序列和数个编码基因

E．两个启动序列和数个编码基因

答案：1．B　2．C　3．C　4．B