真核生物遗传信息的传递
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真核生物遗传信息的传递
DNA的合成
复制的起始真核生物DNA分布在许多染色体上,各自进行复制,每个染色体上有上千个复制子,以不同的时序进行复制。复制的起始要有DNA-polδ和polα参与,前者有解螺旋酶活性而后者有引物酶活性,此外还需要拓扑酶和复制因子。复制起始也是打开复制叉,形成引发体和合成RNA引物。增殖细胞核抗原(PCNA)是复制起始和延长中起关键作用的。复制的延长复制叉和引物生成后DNA-polδ通过PCNA的协同作用,逐步取代polα,在DNA-polα以合成的引物的基础上,继续合成DNA子链。
复制终止 DNA的复制与核小体装配同步进行,完成冈崎片段和复制子的连接。末端形成端粒结构。
转录
转录起始首先是识别启动子的核心序列TATA,形成转录起始前复合物,T FⅡD的TBP亚基结合TATA,另一T FⅡD亚基TAF有多种)与TBP作不同的搭配,在TFⅡ和ⅡB的促进配合下形成转录起始前复合体。T FⅡF结合的RNA-polⅡ进入启动子的核心区TATA。T FⅡF的大亚基有解螺旋酶的活性,RNA-polⅡ进入TA TA区后,靠接着进入的T FⅡF的ATPaase活性协同解开DNA双链的局部。RNA-polⅡ催化第一个磷酸二酯键的生成,后T FⅡH使RNA-polⅡ最大的亚基CTD磷酸化,磷酸化后的RNA-pol才能离开启动子,进入转录的延长阶段。
转录延长延长的过程就是(NMP)n+NTP在RNA-pol的作用下,生成(NMP)n+1+PPi 。
转录终止转录是超出了数百个乃至数千个核苷酸后才停顿的,转录越过修饰点后,mRNA 在修饰点处被切断,随即加入polA尾和帽子结构。这是保护了RNA免受降解。
RNA的生物合成酶
RNA聚合酶Ⅰ转录产物是45S-rRNA,经剪接修饰生成5S-rRNA外的各种rRNA,与蛋白质组成核蛋白体。
RNA聚合酶Ⅱ在核内转录生成hnRNA,然后加工成mRNA,并输送给胞质的蛋白质合成体系,mRNA的寿命最短,最不稳定,也就是说RNA-polⅡ是真核生物中最活跃的RNA-pol
RNA聚合酶Ⅲ转录产物都是小分子量的RNA,tRNA、snRNA参与剪接过程
转录后加工
mRNA的转录后加工5`-端的修饰是形成nRNA的帽子结构,在核内完成,帽子结构和功能是和翻译过程有关,没有帽子结构的是通过翻译起始因子控制的。3`-端的修饰主要是加上聚腺苷酸尾巴(poly A tail)。修饰过程也是在核内进行,和转录终止同时进行的过程。mRNA的剪接,hnRNA和snRNA是核内出现的转录初级产物,hnRNA有若干个编码区(外显子)和非编码区(内含子)相互间隔开但又连续镶嵌而成,去除初级产物上的内含子,把外显子连接为成熟的RNA,成为剪接。
tRNA的转录后加工tRNA是RNA-polⅢ催化生成初级产物,然后加工成熟。5 `前导序列由RNaseP切除,成熟tRNA3`-端由tRNA核苷酸转移酶加入CCA—OH作为末端。
rRNA的转录后加工真核细胞rRNA基因,及染色体上一些相似或完全一样的纵列串联基因单位的重复。
蛋白质的生物合成
翻译起始复合物的形成核蛋白体大小亚基的分离起始氨基酰-tRNA结合
mRNA核蛋白体大亚基结合(各种起因
子在肽链成起始中有很多方面的作用。eIF-2既是真核肽链合成调节的关键成分,
又是多种生物活性物质,抗代谢物及抗生素作用靶点)
肽链的延长依次添加氨基酸从N端向C端延长肽链。进位(正确的氨基酰-tRNA能迅速的发生反密码子-密码子适当配对进入A成肽(肽酰- tRNA将暂留A
位,P位有卸载的转位(转位时卸载的tRNA直接从P位脱落,
有利于下一个氨基酰-tRNA进入A位)
肽链合成的终止当核蛋白体A位出现mRNA的终止密码后,释放因子eRF,于是多肽链合成停止,肽链从肽酰- tRNA中释放出来。mRNA、核蛋白体大、小亚基等分离。
蛋白质合成后加工和运输
多肽链折叠为天然功能构象的蛋白质一般认为,多肽链自身氨基酸顺序储存着蛋白质折叠的信息,线性多肽链折叠成天然空间构象是一种释放自由能的过程。
一级结构的修饰肽链N端的修饰(细胞内脱甲酰基酶和氨基肽酶可以除去N-甲酰基、N 端甲硫氨酸或N端附加序列)
个别氨基酸的共价修饰(肽链中存在工价修饰氨基酸残基,蛋白质正常生物功能依赖于这些翻译后修饰)
多肽链的水解修饰(某些无活性的蛋白质前提了经蛋白酶水解,生成活性的蛋白质、多肽。)
空间结构的修饰亚集聚合(具有四级结构的蛋白质由两条以上的肽链通过非共价聚合,形成寡聚体,虽各亚基自有独立功能,但又必须相互依存,才能够发挥作用。)
辅基连接(蛋白质合成后需要结合相应的辅基,成为天然功能蛋白质)
疏水脂链的公家连接(翻译后需要在肽链特定位点共价连接一个、多个疏水性强的脂链,才能哟一定的结构,成为具有生物功能的蛋白质)