真核生物遗传信息的传递
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-pol δ和pol α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-pol δ通过PCNA 的协同作用,逐步取代pol α,在DNA-pol α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 F ⅡD 的TBP 亚基结合TATA ,另一T F ⅡD 亚基TAF 有多种)与TBP 作不同的搭配,在TF Ⅱ和ⅡB 的促进配合下形成转录起始前复合体。T F ⅡF结合的RNA-pol Ⅱ进入启动子的核心区TATA 。T F ⅡF的大亚基有解螺旋酶的活性,RNA-pol Ⅱ进入TA TA 区后,靠接着进入的T F ⅡF的ATPaase 活性协同解开DNA 双链的局部。RNA-pol Ⅱ催化第一个磷酸二酯键的生成,后T F ⅡH 使RNA-pol Ⅱ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-pol Ⅱ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-pol Ⅲ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)