生物化学及分子生物学 人卫第九版 DNA合成
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生物化学与分子生物学(供基础临床预防口腔医学类专业用第9版全
生物化学与分子生物学(供基础临床预防口腔医学类专业用第9版全《生物化学与分子生物学（第9版）》是一本供基础临床预防口腔医学类专业使用的教材。
该教材的主要内容包括生物化学和分子生物学的基本概念、原理、方法和应用等方面的知识。
下面我将从多个角度全面回答你的问题。
首先，生物化学是研究生物体内化学成分、结构和功能的科学。
它涉及到生物分子（如蛋白质、核酸、糖类等）的组成、结构和性质，以及它们在生物体内的相互作用和代谢过程。
生物化学的研究对于理解生物体的生命活动、疾病发生机制以及药物作用机理等具有重要意义。
分子生物学则是研究生物体内分子结构、功能和相互关系的学科。
它主要关注生物分子（如DNA、RNA、蛋白质等）的合成、修饰和相互作用等过程，以及这些过程在细胞和生物体层面上的调控和影响。
分子生物学的研究对于揭示生物体的遗传信息传递、基因表达调控以及细胞信号传导等方面具有重要意义。
《生物化学与分子生物学（第9版）》作为一本教材，旨在为基础临床预防口腔医学类专业的学生提供系统、全面的生物化学和分子生物学知识。
它涵盖了生物化学和分子生物学的基本理论、实验方法和应用技术等方面的内容。
通过学习这本教材，学生可以了解生物化学和分子生物学的基本概念和原理，掌握实验技术和数据分析方法，培养科学研究和临床实践的能力。
这本教材的第9版在内容上进行了更新和扩充，以反映生物化学和分子生物学领域的最新研究进展和应用成果。
它包括了生物分子的结构与功能、酶学、代谢途径、蛋白质合成与调控、基因结构与表达调控、细胞信号传导等方面的内容。
此外，该教材还涵盖了一些与口腔医学相关的专题，如口腔疾病的分子机制、口腔微生物的分子生态学等。
总之，《生物化学与分子生物学（第9版）》是一本专门为基础临床预防口腔医学类专业准备的教材，它涵盖了生物化学和分子生物学的基本概念、原理和应用等方面的知识。
通过学习这本教材，学生可以全面了解生物化学和分子生物学的相关知识，为将来的临床实践和科学研究打下坚实的基础。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-16基因表达调控说课讲解
色氨酸操纵子的结构及其关闭机制
A.前导序列的结构特征；B.在Trp低浓度时，核糖体停滞在序列1上，2/3发卡结构形成，转录继续进行； C.在Trp高浓度时，3/4发卡结构和多聚U序列使得转录提前终止
3.转录衰减的机制 ①色氨酸的浓度较低时，前导肽的翻译因色氨酸量的不足而停滞在第10/11的色氨酸密码子 部位，核糖体结合在序列1上，因此前导mRNA倾向于形成2/3发夹结构，转录继续进行； ②色氨酸的浓度较高时，前导肽的翻译顺利完成，核糖体可以前进到序列2，因此发夹结构 在序列3和序列4形成，连同其下游的多聚U使得转录中途终止，表现出转录的衰减。
3.真核生物编码蛋白质的基因是不连续的，转录后需要剪接去除内含子，这就增加了基因表 达调控的层次。
4.原核生物的基因编码序列在操纵子中，多顺反子mRNA使得几个功能相关的基因自然协调 控制；而真核生物则是一个结构基因转录生成一条mRNA，即mRNA是单顺反子 （monocistron），许多功能相关的蛋白、即使是一种蛋白的不同亚基也将涉及多个基因的 协调表达。
1.原核生物大多数基因表达调控是通过操纵子机制实现的
2.操纵子（operon）：由结构基因、调控序列和调节基因组成 ①结构基因：包括数个功能上有关联的基因，它们串联排列，共同构成编码区。这些结 构基因共用一个启动子和一个转录终止信号序列，因此转录合成时仅产生一条mRNA长 链，为几种不同的蛋白质编码。这样的mRNA分子携带了几个多肽链的编码信息，被称 为多顺反子（polycistron）mRNA。
5种E.coli 启动子的共有序列
b. 操纵元件：是一段能被特异的阻遏蛋白识别和结合的DNA序列。 ③调节基因（regulatory gene）：编码能够与操纵序列结合的阻遏蛋白
生物化学与分子生物学课件-第十二章-DNA的生物合成
第十二章DNA的生物合成教学要求（一）掌握内容1. 复制、半保留复制、双向复制、半不连续性复制、复制叉、复制子、领头链、随从链、冈崎片段的概念。
2. 参与DNA复制的主要物质。
3. 原核和真核生物DNA聚合酶作用、种类及其特点。
4. 拓扑异构酶、引物酶、单链DNA结合蛋白和DNA连接酶的作用和特点。
5. 原核生物DNA复制过程和各阶段的特点。
6. 端粒和端粒酶概念；反转录概念、作用特点及作用过程。
7. DNA损伤（突变）的概念、突变的类型；切除修复的基本原理。
（二）熟悉内容1. 半保留复制的实验依据。
2. DNA复制的化学反应、保真性的酶学依据。
3. 真核生物DNA复制过程和各阶段的特点。
4. 突变的意义、引发因素；光修复、SOS修复及重组修复的概念。
（三）了解内容1. 端粒延长机制。
2. 反转录的生物学意义。
3. 光修复、SOS修复及重组修复的作用方式。
教学内容（一）复制的基本规律1. 半保留复制2. 双向复制3. 复制的半不连续性（二）DNA复制的酶学和拓扑学变化1. 复制的化学反应2. DNA聚合酶（1）原核生物DNA聚合酶；（2）真核生物DNA聚合酶。
3. 复制保真性的酶学依据4. 复制中的解链和DNA分子的拓扑学变化（1）解螺旋酶和单链DNA结合蛋白；（2）引物酶；（3）DNA拓扑异构酶。
5. DNA连接酶（三）DNA生物合成过程1. 原核生物的DNA生物合成（1）复制的起始；（2）复制的延长；（3）复制的终止。
2. 真核生物的DNA生物合成（1）复制的起始；（2）复制的延长；（3）复制的终止和端粒酶。
（四）反转录和其它复制方式1. 反转录病毒和反转录酶2. 反转录研究的意义3. 滚环复制和D环复制（自学）（五）DNA的损伤（突变）与修复1. 突变的概念及意义2. 引发突变的因素3. 突变分子改变类型（1）错配；（2）缺失和插入；（3）重排。
4. DNA损伤的修复（1）直接修复；（2）切除修复；（3）重组修复；（4）SOS修复。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-23 DNA重组和重组DNA技术 ppt课件
同源重组（homologous recombination）
——又称基本重组（general recombination） ——是指发生在两个DNA分子同源序列之间的互换过程
（一）Holliday模型是最经典的同源重组模式
Holliday同源重组依赖DNA分子间序列的相同或相似性输入标题
四个关键步骤：
PPT课件
17
第二节
重组DNA技术
PPT课件
18
序言：
重组DNA技术
又称： 分子克隆（molecular cloning） DNA克隆（DNA cloning） 基因工程（genetic engineering）
主要过程：
——在体外将目的DNA与能自主复制的遗传元件（载体）连接， 形成重组DNA分子 ——重组DNA分子在受体细胞中复制、扩增及克隆化，从而获得 单一DNA分子的大量拷贝
PPT课件
19
一、工具酶
一、重组DNA技术中常用的工具酶
常用工具酶主要包括：
限制性核酸内切酶（RE） DNA连接酶 DNA聚合酶 逆转录酶 碱性磷酸酶
其中RE和DNA连接酶是最常用的工具酶
PPT课件
20
一、工具酶
限制性核酸内切酶 （restriction endonuclease, RE）
熟悉 1. 重组DNA技术中最常用工具酶及其特点 2. 目的基因的获取方式 3. T-A克隆及蓝白筛选的基本含义
了解 1. 自然界DNA重组不同方式的基本工作原理 2. 重组DNA技术在医学中的应用
PPT课件
4
第一节
自然界的DNA重组和基因转移
PPT课件
5
一、同源重组
一、同源重组是最基本的DNA重组方式
24常用分子生物学技术的原理及其应用(人卫9版)
SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳：常用于蛋白质分
子量的测定
IEE等电聚焦电泳：通过蛋白质等电点的差异而分离
蛋白质的电泳方法
2-DGE双向凝胶电泳：蛋白质组学研究的重要技术
a. 样品加于凝胶上部的上样孔内，在电场的作用下，蛋白质分子根据其 固有 的带电性和分子大小进行分离 b. 凝胶经染料（例如：考马斯亮蓝）染色后，蛋白质条带得以显现
三、几种重要的PCR衍生技术
逆转录PCR(reverse transcription PCR，RT-PCR)是
将RNA的逆转录反应和PCR反应联合应用的一种技术
RT-PCR是目前从组织或细胞中获得目的基因以及对 已知序列的RNA进行定性及半定量分析的最有效方法
逆转录PCR技术常用引物
mRNA 寡核苷酸 dT 5’ A A A A A A 3’ T T T T T T 5’ mRNA
第一节
分子杂交和印记技术
Molecular Hybridization and BlottingTechnique
一、分子杂交与印迹技术的原理
分子杂交 (molecular hybridization)
不同的DNA或RNA分子之间，或DNA分子与RNA分子
之间，按照碱基互补配对的原则，两条完全或不完全互
引物
F 荧光物质
F
聚合酶 F F
F
F
F
F
F
F
TaqMan探针法 分子信标探针法 FRET探针法
F
Q
杂交体
F
Q
分子信标
靶基因
F: 荧光报告基因；Q:荧光淬灭基因
实时定量PCR技术具有定量、特异、灵敏和快速等特点，是目前检测目的核酸 拷贝数的可靠方法，是DNA定量技术的一次飞跃。目前实时荧光PCR技术已经被广 泛应用于基础科学研究、临床诊断、疾病研究及药物研发等领域
生物化学和分子生物学(人卫第九版)_23DNA重组和重组DNA技术
（五）重组体的筛选与鉴定
——重组DNA分子导入宿主细胞后，可通过载体携带的选择标记或目的DNA片段的序列 特征进行筛选和鉴定，从而获得含重组DNA分子的宿主细胞
筛选和鉴定方法主要有： 1. 遗传标志筛选法
抗生素抗性筛选 插入失活/插入表达筛选 利用标志补救筛选 利用噬菌体的包装特性筛选
第一节小结
小结：
自然界DNA重组方式 主要包括： 同源重组，Holliday模式是最经典的同源重组模式 位点特异性重组 转座重组或转座，包括插入序列和转座子的重组 接合，通过细胞接触所发生的基因转移 转化，通过细胞自主摄取发生的DNA整合 转导，病毒感染介导的DNA整合 CRISPR/Cas9系统，细菌获得病毒DNA用于攻击病毒
一、工具酶
一、重组DNA技术中常用的工具酶
常用工具酶主要包括：
限制性核酸内切酶（RE） DNA连接酶 DNA聚合酶 逆转录酶 碱性磷酸酶
其中RE和DNA连接酶是最常用的工具酶
一、工具酶
限制性核酸内切酶 （restriction endonuclease, RE）
三种类型： I型、II型、III型
目录
第一节 自然界的DNA重组和基因转移 第二节 重组DNA技术 第三节 重组DNA技术在医学中的应用
重点难点
掌握 1. 自然界DNA重组的基本方式 2. 重组DNA技术的基本流程 3. 载体的基本特点及分类
熟悉 1. 重组DNA技术中最常用工具酶及其特点 2. 目的基因的获取方式 3. T-A克隆及蓝白筛选的基本含义
二、载体
二、重组DNA技术中常用的载体
载体（vector）
——是为携带目的外源DNA片段、实现外源DNA在受体 细胞中无性繁殖或表达蛋白质所采用的一些DNA分子
——重组DNA分子导入宿主细胞后，可通过载体携带的选择标记或目的DNA片段的序列 特征进行筛选和鉴定，从而获得含重组DNA分子的宿主细胞
筛选和鉴定方法主要有： 1. 遗传标志筛选法
抗生素抗性筛选 插入失活/插入表达筛选 利用标志补救筛选 利用噬菌体的包装特性筛选
第一节小结
小结：
自然界DNA重组方式 主要包括： 同源重组，Holliday模式是最经典的同源重组模式 位点特异性重组 转座重组或转座，包括插入序列和转座子的重组 接合，通过细胞接触所发生的基因转移 转化，通过细胞自主摄取发生的DNA整合 转导，病毒感染介导的DNA整合 CRISPR/Cas9系统，细菌获得病毒DNA用于攻击病毒
一、工具酶
一、重组DNA技术中常用的工具酶
常用工具酶主要包括：
限制性核酸内切酶（RE） DNA连接酶 DNA聚合酶 逆转录酶 碱性磷酸酶
其中RE和DNA连接酶是最常用的工具酶
一、工具酶
限制性核酸内切酶 （restriction endonuclease, RE）
三种类型： I型、II型、III型
目录
第一节 自然界的DNA重组和基因转移 第二节 重组DNA技术 第三节 重组DNA技术在医学中的应用
重点难点
掌握 1. 自然界DNA重组的基本方式 2. 重组DNA技术的基本流程 3. 载体的基本特点及分类
熟悉 1. 重组DNA技术中最常用工具酶及其特点 2. 目的基因的获取方式 3. T-A克隆及蓝白筛选的基本含义
二、载体
二、重组DNA技术中常用的载体
载体（vector）
——是为携带目的外源DNA片段、实现外源DNA在受体 细胞中无性繁殖或表达蛋白质所采用的一些DNA分子
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-26基因诊断与基因治疗
第26章
基因诊断与基因治疗
作者 : 李存保 单位 : 内蒙古医科大学
目录
第一节 基因诊断
第二节 基因治疗
重点难点
掌握
基因诊断与基因治疗的概念
熟悉
基因诊断技术、基因治疗的基本策略和基本程序
了解
基因诊断和基因治疗在医学中的应用
第1节
基因诊断
一、基因诊断的概念与特点
（1） 基因诊断的概念：
是指利用分子生物学技术和方法直接检测基因结构及其表达水平是否正常，从而 对疾病作出诊断的方法。
（2）直接体内疗法
临床上可用于基因诊断的样品有血液、组织块、羊水和绒毛、精液、毛发、唾液 和尿液等。
三、基因诊断的基本技术
（一）核酸分子杂交技术
1. Southern 印迹法 其可以区分正常和突变样品的基因型，并可获得基因缺失或插入片段大小等信息。 DNA印迹一般可以显示50 bp～20 kbp的DNA片段，片段大小的信息是该技术诊断基因缺 陷的重要依据。 2. Northern 印迹法 Northern印迹法（Northern blot）能够对组织或细胞的总RNA或mRNA进行定性 或定量分析，及基因表达分析。Northern印迹杂交对样品RNA纯度要求非常高，限制了 该技术在临床诊断中的应用。
是以改变人遗传物质为基础的生物医学治疗，即通过一定方式将人 正常基因或有治疗作用的DNA片段导入人体靶细胞以矫正或置换致病基因 的治疗方法。它针对的是疾病的根源，即异常的基因本身。
一、基因治疗的基本策略
（一）缺陷基因精确的原位修复
1.基因矫正 gene correction 致病基因的突变碱基进行纠正 2.基因置换 gene replacement 用正常基因通过重组原位替换致病基因 这两种方法属于对缺陷基因精确的原位修复，既不破坏整个基因组的结构，又可达到治 疗疾病的目的，是最为理想的治疗方法。
基因诊断与基因治疗
作者 : 李存保 单位 : 内蒙古医科大学
目录
第一节 基因诊断
第二节 基因治疗
重点难点
掌握
基因诊断与基因治疗的概念
熟悉
基因诊断技术、基因治疗的基本策略和基本程序
了解
基因诊断和基因治疗在医学中的应用
第1节
基因诊断
一、基因诊断的概念与特点
（1） 基因诊断的概念：
是指利用分子生物学技术和方法直接检测基因结构及其表达水平是否正常，从而 对疾病作出诊断的方法。
（2）直接体内疗法
临床上可用于基因诊断的样品有血液、组织块、羊水和绒毛、精液、毛发、唾液 和尿液等。
三、基因诊断的基本技术
（一）核酸分子杂交技术
1. Southern 印迹法 其可以区分正常和突变样品的基因型，并可获得基因缺失或插入片段大小等信息。 DNA印迹一般可以显示50 bp～20 kbp的DNA片段，片段大小的信息是该技术诊断基因缺 陷的重要依据。 2. Northern 印迹法 Northern印迹法（Northern blot）能够对组织或细胞的总RNA或mRNA进行定性 或定量分析，及基因表达分析。Northern印迹杂交对样品RNA纯度要求非常高，限制了 该技术在临床诊断中的应用。
是以改变人遗传物质为基础的生物医学治疗，即通过一定方式将人 正常基因或有治疗作用的DNA片段导入人体靶细胞以矫正或置换致病基因 的治疗方法。它针对的是疾病的根源，即异常的基因本身。
一、基因治疗的基本策略
（一）缺陷基因精确的原位修复
1.基因矫正 gene correction 致病基因的突变碱基进行纠正 2.基因置换 gene replacement 用正常基因通过重组原位替换致病基因 这两种方法属于对缺陷基因精确的原位修复，既不破坏整个基因组的结构，又可达到治 疗疾病的目的，是最为理想的治疗方法。
最新生物化学及分子生物学(人卫第九版)-09核苷酸代谢讲解学习
O=C
H2O
H
O CC
C N H
O
N
N
CH
FH4
10
转甲酰基酶
K+
H2N
N10-甲酰FH4
C
C C
R-5'-P
H2N
N CH N R-5'-P
9
延胡索酸
5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，FAICAR
5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸，AICAR
生物化学与分子生物学（第9版）
第二阶段：由IMP生成AMP和GMP
胰核酸酶
核苷酸
核苷
胰、肠核苷酸酶
磷酸
碱基
核苷酶
戊糖
生物化学与分子生物学（第9版）
三、核苷酸的代谢包括合成和分解代谢
核苷酸的合成代谢 核苷酸的分解代谢
第二节
嘌呤核苷酸的合成与分解代谢
Synthesis and Degradation of Purine Nucleotides
生物化学与分子生物学（第9版）
Asp,ATP,Mg2+
N CC H
C H2 N
R-5'-P
N
CH N R-5'-P
5-氨基咪唑核苷酸，AIR
5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸，CAIR
N-琥珀酰-5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸，SAICAR
O
C HN
C
N
HC C CH
N H
N
R-5'-P
次黄嘌呤核苷酸, IMP
11 H2N
IMP合酶
ATP
_
_
IMP
腺苷酸代 琥珀酸
XMP
AMP ADP ATP GMP GDP GTP
生物化学第九版习题集 附答案(第十二-十五章)
第12章DNA的生物合成一、单项选择题1、遗传信息传递的中心法则是。
A．DNA→RNA→蛋白质 B．RNA→DNA→蛋白质 C．蛋白质→DNA→RNA D．DNA→蛋白质→RNA E．RNA→蛋白质→DNA2、以DNA为遗传物质的大多数生物，其DNA复制的主要方式是。
A.半保留复制B.全保留复制C.滚环式复制D.不均一复制E. D环复制3、DNA复制时若母链DNA的核苷酸序列为5′－TAGA—3′，则复制出的子链DNA序列为。
A．5′—TCTA—3′ B．5′—ATCA—3′ C．5′—UCUA—3′ D．5′—GCGA—3′ E．5′—AGCA—3′4、将一个完全被放射性标记的 DNA分子放在无放射性标记的环境中复制三代，则全部子代DNA分子中无放射性标记的DNA分子有几个。
A. 1个B. 2个C. 4个D. 6个E. 8个5、下列关于大肠杆菌DNA复制的叙述正确的是。
A.单起点单向复制B.双起点单向复制C.单起点双向复制D.多起点双向复制E.双起点双向复制6、下列关于复制叉或复制起点的叙述错误的是。
A.复制叉即DNA复制的生长点B.原核生物DNA的复制起点只有一个C. 真核生物染色体DNA的复制起点有多个D.前导链的复制方向与复制叉前进方向一致E. 冈崎片段的复制方向与复制叉前进方向一致7、复制叉向前推进时，其前方的DNA双螺旋会形成的结构是。
A.负超螺旋B.正超螺旋C.右手螺旋D.左手螺旋E.松弛状态8、DNA复制时，子链DNA的合成是。
A．一条链以5′→3′合成，另一条链以3′→5′合成 B．两条链均为3′→5′合成C．两条链均为5′→3′合成 D．两条链均为连续合成 E．两条链均不连续合成9、DNA半不连续复制是指。
A.两条新生的DNA链都是不连续合成B. 前导链是不连续合成的，随后链是连续合成的C.前导链是连续合成的，随后链是不连续合成的D.子代DNA的链条链中一半来自亲代，一半是新合成的E．两条新生链前半部分连续合成，后半部分是不连续合成10、关于DNA的半不连续复制的叙述正确的是。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-10代谢的整合与调节
某些重要的代谢途径的关键酶
代谢途径
糖酵解 丙酮酸氧化脱羧 柠檬酸循环 糖原分解 糖原合成 糖异生 脂肪酸合成 脂肪酸分解 胆固醇合成 己糖激酶 磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 丙酮酸脱氢酶系 异柠檬酸脱氢酶 α -酮戊二酸脱氢酶系 柠檬酸合酶 磷酸化酶 糖原合酶 丙酮酸羧化酶 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶 果糖-1,6-二磷酸酶 葡糖-6-磷酸酶 乙酰辅酶A羧化酶 肉碱脂酰转移酶I HMG辅酶A还原酶
磷酸戊糖途径 氧化反应 NADPH + H + 乙酰CoA 脂酸、胆固醇
还原反应
二、物质代谢与能量代谢相互关联
三大营养物质可在体内氧化供能 三大营养物质 各自代谢途径
糖 脂肪 蛋白质 乙酰CoA TAC CO2 ATP
共同中间 产物
共同代谢 途径
2H
从能量供应的角度看，三大营养物质可以互
相代替，互相补充，但也互相制约。
氨 基 酸 ︑ 糖 及 脂 肪 代 谢 的 联 系
糖
丙氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 苏氨酸 色氨酸
磷酸丙糖 PEP 丙酮酸 异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸 草酰乙酸
脂肪
乙酰CoA
乙酰乙酰CoA
酮体
柠檬酸
亮氨酸 赖氨酸 酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸
天冬氨酸 天冬酰胺 延胡索酸 苯丙氨酸 酪氨酸
TAC
琥珀酰CoA
CO2 α -酮戊二酸 谷氨酸 精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 缬氨酸
糖原分解 糖异生 脂肪酸合成 氨基酸代谢 嘌呤合成 嘧啶合成
磷酸化酶（肌） 磷酸化酶（肝） 丙酮酸羧化酶 乙酰辅酶A羧化酶 谷氨酸脱氢酶 PRPP酰胺转移酶 氨基甲酰磷酸合成酶II
2. 别构效应剂通过改变酶分子构象改变酶活性
催化亚基 别构酶 调节亚基
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-15蛋白质的合成
缬氨酸
遗传密码表
第2个核苷酸
C
A
第3个核苷酸
G
（3′端）
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
U
丝氨酸
酪氨酸
半胱氨酸
C
丝氨酸
终止密码子
终止密码子
A
丝氨酸
终止密码子
色氨酸
G
脯氨酸
组氨酸
精氨酸
U
脯氨酸
组氨酸精氨酸C源自脯氨酸谷氨酰胺精氨酸
A
脯氨酸
谷氨酰胺
精氨酸
G
苏氨酸
天冬酰胺
丝氨酸
U
苏氨酸
天冬酰胺
丝氨酸
C
苏氨酸
赖氨酸
精氨酸
A
氨酰-tRNA的合成
二、肽链合成的起始需要特殊的起始氨酰-tRNA
真核生物 ➢ 起始氨酰-tRNA: Met-tRNAiMet ➢ 参与肽链延长的甲硫氨酰-tRNA：Met-tRNAMet
原核生物 ➢ 起始氨酰-tRNA: fMet-tRNAfMet
第三节
肽链的合成过程 Synthesis Process of Peptide Chain
➢ 起始密码子和终止密码子
起始密码子（initiation codon）：AUG 终止密码子（termination codon）：UAA、UAG、UGA
第1个核苷酸
（5′端）
U
苯丙氨酸
U
苯丙氨酸 亮氨酸
亮氨酸
亮氨酸
C
亮氨酸 亮氨酸
亮氨酸
异亮氨酸
A
异亮氨酸 异亮氨酸
*甲硫氨酸
缬氨酸
G
缬氨酸 缬氨酸
mRNA的S-D序列
原核翻译起始复合物的形成
生物化学及分子生物学人卫第九版代谢的整合与调节ppt课件
了解 1. 激素调节靶细胞的代谢 2. 营养过剩和应激状态下的整体代谢
第一节
代谢的整体性
(Integrity of Metabolism)
一、体内代谢过程互相联系形成一个整体
（一）代谢的整体性
水 脂类
消化吸收
糖类
无机盐
中间代谢
蛋白质
维生素
废物排泄
各种物质代谢之间互有联系，相互依存，构成统一的整体。
二、物质代谢与能量代谢相互关联
三大营养物质可在体内氧化供能
三大营养物质 各自代谢途径
共同中间 产物
糖
脂肪
乙酰CoA
蛋白质
共同代谢 途径
2H TAC
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2
ATP
从能量供应的角度看，三大营养物质可以互 相代替，互相补充，但也互相制约。
一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖 （50-70% ）、脂肪（ 10-40% ）和蛋白质。供能 以糖及脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。
一代谢的整体性二体内各种代谢物都具有各自共同的代谢池例如消化吸收的糖肝糖原分解糖异生三体内代谢处于动态平衡生者化化又生生化即化生四氧化分解产生的nadph为合成代谢提供所需的还原当量磷酸戊糖途径氧化反应nadph乙酰coa还原反应脂酸胆固醇二物质代谢不能量代谢相互关联三大营养物质可在体内氧化供能三大营养物质各自代谢途径脂肪蛋白质乙酰coatacco共同中间产物共同代谢途径2hatp从能量供应的角度看三大营养物质可以互相代替互相补充但也互相制约
一种物质的代谢障碍可引起其他物质的代谢紊乱，如糖 尿病时糖代谢的障碍，可引起脂代谢、蛋白质代谢甚至水盐代 谢紊乱。
（一）葡萄糖可转变为脂肪酸
摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉）
第一节
代谢的整体性
(Integrity of Metabolism)
一、体内代谢过程互相联系形成一个整体
（一）代谢的整体性
水 脂类
消化吸收
糖类
无机盐
中间代谢
蛋白质
维生素
废物排泄
各种物质代谢之间互有联系，相互依存，构成统一的整体。
二、物质代谢与能量代谢相互关联
三大营养物质可在体内氧化供能
三大营养物质 各自代谢途径
共同中间 产物
糖
脂肪
乙酰CoA
蛋白质
共同代谢 途径
2H TAC
Cቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2
ATP
从能量供应的角度看，三大营养物质可以互 相代替，互相补充，但也互相制约。
一般情况下，机体优先利用燃料的次序是糖 （50-70% ）、脂肪（ 10-40% ）和蛋白质。供能 以糖及脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。
一代谢的整体性二体内各种代谢物都具有各自共同的代谢池例如消化吸收的糖肝糖原分解糖异生三体内代谢处于动态平衡生者化化又生生化即化生四氧化分解产生的nadph为合成代谢提供所需的还原当量磷酸戊糖途径氧化反应nadph乙酰coa还原反应脂酸胆固醇二物质代谢不能量代谢相互关联三大营养物质可在体内氧化供能三大营养物质各自代谢途径脂肪蛋白质乙酰coatacco共同中间产物共同代谢途径2hatp从能量供应的角度看三大营养物质可以互相代替互相补充但也互相制约
一种物质的代谢障碍可引起其他物质的代谢紊乱，如糖 尿病时糖代谢的障碍，可引起脂代谢、蛋白质代谢甚至水盐代 谢紊乱。
（一）葡萄糖可转变为脂肪酸
摄入的糖量超过能量消耗时
合成糖原储存（肝、肌肉）
生物化学与分子生物学(人卫第九版)-10代谢的整合与调节
2. 别构效应剂通过改变酶分子构象改变酶活性
别构酶
催化亚基 调节亚基
别构效应剂： 底物、终产物 其他小分子代谢物
别构效应剂 + 酶的调节亚基
疏松
紧密
酶的构象改变
亚基聚合
亚基解聚
酶分子多聚化
酶的活性改变 （激活或抑制 ）
※ 别构效应的机制有两种：
（1）调节亚基含有一个“假底物”（pseudosubstrate）序列 “假底物”序列能阻止催化亚基结合底物，抑制酶活性；效应剂结合调
F-2,6-BP、AMP、ADP、F-1,6-BP F-1,6-BP、ADP、AMP
AMP、CoA、NAD+、ADP、AMP 乙酰CoA、草酰乙酸、ADP
ADP、AMP AMP
乙酰CoA 乙酰CoA、柠檬酸、异柠檬酸 ADP、GDP PRPP
柠檬酸、ATP ATP、丙氨酸 葡糖-6-磷酸 ATP、乙酰CoA、NADH 柠檬酸、NADH、ATP 琥珀酰CoA、NADH ATP ATP、葡糖-6-磷酸 葡萄糖、F-1,6-BP、F-1-P AMP 软脂酰CoA、长链脂酰CoA ATP、GTP IMP、AMP、GMP UMP
节亚基导致“假底物”序列构象变化，释放催化亚基，使其发挥催化作用。 如cAMP激活PKA。
（2）别构效应剂与调节亚基结合，能引起酶分子三级和/或四级结构在“T” 构象（紧密态、无活性／低活性）与“R”构象（松弛态、有活性／高活性） 之间互变，从而影响酶活性。如氧调节Hb。
3. 别构调节使一种物质的代谢与相应的代谢需求和相关物质的代谢协调 别构效应剂（底物、终产物、其他小分子代谢物）
（二）关键酶活性决定整个代谢途径的速度和方向
※ 关键酶（key enzymes） 代谢过程中具有调节作用的酶。
生物化学及分子生物学(人卫第九版)-14-RNA的合成培训讲学
3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成第一个磷酸二酯键：
➢ 调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。 ➢ 原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的启动子上启动转录，其中由σ亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。
第二节
原核生物的转录过程
原核生物转录过程和参与转录的物质
原核生物的转录过程可分为转录起始、转录延长和转录终止三个阶段。 参与转录的物质：
第十四章
RNA的合成
作者 :张玉祥 闫晓东
单位 : 首都医科大学
目录
第一节 原核生物转录的模板和酶 第二节 原核生物的转录过程 第三节 真核生物RNA的合成 第四节 真核生物RNA前体的加工和降解
重点难点
掌握 RNA转录的模板和酶；真核生物的转录后加工
熟悉 转录过程；原核和真核生物转录的异同
了解 内含子的种类；RNA的降解机制
二、RNA聚合酶催化RNA合成
（一）RNA聚合酶能从头启动RNA链的合成
( NMP )n + NTP → ( NMP ) n+1 + PPi
RNA
延长的RNA
DNA依赖的RNA聚合酶催化RNA合成的机制
➢ RNA聚合酶和双链DNA结合时活性最高，但 是只以双链DNA中的一股DNA链为模板。
➢ RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动子 (promoter)结合后，就能启动RNA合成。
第一节
原核生物转录的模板和酶
参与转录的物质：
➢原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) ➢模板: DNA ➢酶 : RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol) ➢其他蛋白质因子及Mg2+和Mn2+等
➢ 调控序列中的启动子是RNA聚合酶结合模板DNA的部位，也是控制转录的关键部位。 ➢ 原核生物以RNA聚合酶全酶结合到DNA的启动子上启动转录，其中由σ亚基辨认启动子，其他亚基相互配合。
第二节
原核生物的转录过程
原核生物转录过程和参与转录的物质
原核生物的转录过程可分为转录起始、转录延长和转录终止三个阶段。 参与转录的物质：
第十四章
RNA的合成
作者 :张玉祥 闫晓东
单位 : 首都医科大学
目录
第一节 原核生物转录的模板和酶 第二节 原核生物的转录过程 第三节 真核生物RNA的合成 第四节 真核生物RNA前体的加工和降解
重点难点
掌握 RNA转录的模板和酶；真核生物的转录后加工
熟悉 转录过程；原核和真核生物转录的异同
了解 内含子的种类；RNA的降解机制
二、RNA聚合酶催化RNA合成
（一）RNA聚合酶能从头启动RNA链的合成
( NMP )n + NTP → ( NMP ) n+1 + PPi
RNA
延长的RNA
DNA依赖的RNA聚合酶催化RNA合成的机制
➢ RNA聚合酶和双链DNA结合时活性最高，但 是只以双链DNA中的一股DNA链为模板。
➢ RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动子 (promoter)结合后，就能启动RNA合成。
第一节
原核生物转录的模板和酶
参与转录的物质：
➢原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) ➢模板: DNA ➢酶 : RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol) ➢其他蛋白质因子及Mg2+和Mn2+等
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B
DNA两端固定
解开10个碱基对 （一个螺旋）
DNA将会 旋转一圈
C
DNA
蛋白分子
DNA形成 一个超螺旋
负超螺旋 开口易化
正超螺旋 开口受阻
拓扑异构酶作用特点: ➢既能水解 、又能连接磷酸二酯键
拓扑异构酶分类及作用机制： 拓扑异构酶Ⅰ：切断DNA双链中一股链，使DNA解链旋转不致打结；适当 时候封闭切口，DNA变为松弛状态。反应不需ATP
拓扑异构酶Ⅱ：切断DNA分子两股链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛 利用ATP供能，连接断端， DNA分子进入负超螺旋状态
拓扑酶的作用方式：
四、DNA连接酶连接复制中产生的单链缺口
DNA连接酶(DNA ligase)作用方式： 连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链5-
P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段 相邻的DNA链连接成一条完整的链
原核生物的DNA聚合酶
DNA-pol Ⅰ
分子量（kD） 组成
分子数/细胞 5’3’核酸外切酶活性
基因突变后的致死性
109 单肽链
400 有 可能
DNA-pol Ⅱ
DNA-pol Ⅲ
120 ？ ？ 无 不可能
250 多亚基不对称二聚体
20 无 可能
DNA聚合酶Ⅲ全酶结构:
全酶结构包括：
•２个核心酶 •1个-复合物（、、 、、、 6种亚 基） •1对-亚基（可滑动 的DNA夹子）
第十二章
DNA合成
作者 : 齐炜炜 高国全
单位 : 中山大学中山医学院
目录
第一节 DNA复制的基本规律 第二节 DNA复制的酶学和拓扑学 第三节 原核生物DNA复制过程 第四节 真核生物DNA复制过程 第五节 逆转录
重点难点
掌握 掌握DNA复制体系的组成、半保留复制的特点及其意义；掌 握DNA复制的基本规律， DNA聚合酶的类型及功能特点
5’
ori
3’
ori
ori
ori
3’
5’
5’
ori
ori
3’
5’ 3’
5’ 3’
复制
ori
ori
3’
5’
3’ 5’
3’ 5’
三、DNA复制以半不连续方式进行
3
领头链 (leading strand)
5 解链方向
3
后随链 (lagging strand)
5
➢ 沿着解链方向生成的子链DNA的合成是连续进行的，这股链称为前导链（leading strand） ➢ 另一股链因为复制方向与解链方向相反，不能连续延长，只能随着模板链的解开，逐段地从
一、DNA以半保留方式进行复制
半保留复制的概念:
在复制时，亲代双链DNA解开为两股单链，各自作为模板， 依据碱基配对规律，合成序列互补的子链DNA双链
子链继承母链遗传信息的几种可能方式:
全保留式
半保留式
混合式
密度梯度实验:
含15N-DNA的细菌
培养于普 通培养液
第一代
继续培养于 普通培养液
➢ DNA pol Ⅲ对不同构型糖苷键表现不同亲和力，因此实 现其选择功能
（二）聚合酶中的核酸外切酶活性在复制中 辨认切除错配碱基并加以校正
➢ 核酸外切酶(exonuclease)是指能从核酸链的末端把核苷酸依次水解出来的 酶，外切酶是有方向性的
DNA pol Ⅰ的校 读功能
A：DNA-pol的外切酶活性切除 错配碱基；并用其聚合活性掺 入正确配对的底物
5´ A G C T T C A G G A T A
3´
? | | | | | | | | | | |
3´ T C G A A G T C C T A G C G A C 5´
➢ 3’5’外切酶活性: 能辨认错配的碱基对，并将其水解
➢ 5’3’外切酶活性: 能切除突变的 DNA片段
（一）原核生物有3种DNA聚合酶 ➢ DNA-pol Ⅰ ➢ DNA-pol Ⅱ ➢ DNA-pol Ⅲ
高保真度DNA聚合酶利用严格的碱基配对原则是保证复 制保真性的机制之一；体内复制叉的复杂结构提高了复制 的准确性；DNA聚合酶的核酸外切酶活性和校读功能以 及复制后修复系统对错配加以纠正
第二节
DNA复制的酶学和拓扑学
Enzymology and topology of DNA replication
5′→3′生成引物并复制子链。模板被打开一段，起始合成一段子链；再打开一段，再起始合 成另一段子链，这一不连续复制的链称为后随链（lagging strand） ➢ 沿着后随链的模板链合成的新DNA片段被命名为冈崎片段（Okazaki fragment）
四、DNA复制具有高保真性
“半保留复制”确保亲代和子代DNA分子之间信息传递 的绝对保真性
G
C
G
C
复制过程中形成 的复制叉
AT
AT
GC
GC
GC
GC
TA
TA
AT
AT
CG
CG
TA
TA
GC + GC
CG
CG
CG
CG
AT
AT
CG
CG
TA
TA
GC
GC
GC
GC
子代DNA
二、DNA复制从起始点双向进行
原核生物基因组是环状DNA，只有一个复制起点 （origin）。复制从起点开始，向两个方向进行解链，进 行的是单点起始双向复制
（一）常见的真核细胞DNA聚合酶有5种
➢ DNA-pol ➢ DNA-pol ➢ DNA-pol ➢ DNA-p参与低保真度的复制 在线粒体DNA复制中起催化作用 合成后随链 合成前导链
真核生物和原核生物DNA聚合酶的比较
E.Coli
Ⅰ Ⅱ
第二代
半保留复制的意义:
依据半保留复制的方式，子代DNA中保留了亲代的全部遗 传信息，亲代与子代DNA之间碱基序列的高度一致 遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的
AT GC GC TA AT CG TA GC CG CG AT CG TA GC GC
母链DNA
C
G
C
G
A
T
C
G
T
A
引物
5 3
5
引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子
二、DNA链的延长
功能：有促进全酶组装至模板上及增强核心酶 活性的作用
DNA-pol Ⅰ（109kD）:
功能：
对复制中的错误进行校读， 对复制和修复中出现的空 隙进行填补
N端
DNA-pol Ⅰ
C端
木瓜蛋白酶
小片段 323个氨基酸 5 核酸外切酶活性
大片段/Klenow 片段 604个氨基酸 DNA聚合酶活性
5 核酸外切酶活性
B：碱基配对正确， DNA-pol不 表现活性
三、复制中DNA 分子拓扑学变化
DNA分子的碱基埋在双螺旋内部，只有把 DNA解成单链，它才能起模板作用。
（一）多种酶参与DNA解链和稳定单链状态
蛋白质（基因）
DnaA（dnaA）
DnaB（dnaB）
DnaC（dnaC） DnaG（dnaG） SSB 拓扑异构酶
熟悉 DNA复制的过程，原核DNA复制与真核DNA复制的主要区 别；真核生物DNA端粒及端粒酶
了解 非染色体DNA复制的其他形式；了解逆转录的发现发展了中 心法则
第一节
DNA复制的基本规律
The basic law of DNA replication
DNA复制的主要特征:
➢ 半保留复制(semi-conservative replication) ➢ 双向复制(bidirectional replication) ➢ 半不连续复制(semi-discontinuous replication)
需要解决两个问题： 1. DNA解开成单链，提供模板
2. 形成引发体，合成引物，提供3-OH末端
原核生物的复制起始部位及解链
（此图有误需修改） （此图错误部分包括文 字和少了一个9bp重复 序列已在图中标注，请
编辑帮忙修改）
（二）引物合成和起始复合物形成
Dna B、 Dna C 3
Dna A 5 3
➢ 引物酶(primase) ——复制起始时催化生成RNA引物的酶 ➢ 单链DNA结合蛋白(single stranded DNA binding protein, SSB) ——在复
制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整
解链过程中正超螺旋的形成
复制过程正超螺旋的形成：
A
DNA只固定一端
解开10个碱基对 （一个螺旋）
参与DNA复制的物质:
➢ 底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP ➢ 聚合酶(polymerase): 依赖DNA的DNA聚合酶，简写为 DNA-pol ➢ 模板(template): 解开成单链的DNA母链 ➢ 引物(primer): 提供3 -OH末端使dNTP可以依次聚合 ➢ 其他的酶和蛋白质因子
DNA连接酶的作用：
功能: ➢DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用 ➢在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用 ➢也是基因工程的重要工具酶之一
DNA聚合酶，拓扑酶和连接酶催化3 ,5 -磷酸二酯键生成的比较
提供核糖3-OH
提供5-P
结果
DNA聚合酶 连接酶
引物或延长中的 游离dNTP去PPi 新链
Ⅲ DnaG
真核细胞
功能
填补复制中的DNA空隙，DNA修复和重组
复制中的校对，DNA修复 DNA修复 线粒体DNA合成 前导链合成 引物酶 后随链合成
DNA-pol 分子量（kD）