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授课时间：2010.11.15～11.19
课程名称 生物化学 年级 2008 专业、层次 检验本科
授课教师 李莉萍 职称 课 型(大、小) 大 学时 6
授课题目（章、节） 第12章 DNA的生物合成
基本教材或主要参考书 生物化学（科学出版社），刘新光、罗德生 主编，第1版 2009.12
教学目的与要求：
掌握：中心法则、基因表达、半保留复制、半不连续性复制、领头链、随从链、冈崎片段的概念；参与DNA复制的主要物质，以及酶学和拓扑学变化；DNA聚合酶作用特点，原核生物和真核生物DNA聚合酶的异同；拓补异构酶、引物酶、单链DNA结合蛋白、DNA连接酶的作用；原核和真核生物DNA复制各阶段的特点；端粒和端粒酶概念、结构特点及作用；逆转录概念、作用特点、作用过程及生物学意义；突变概念、突变的类型、切除修复的基本原理。
熟悉：半保留复制的实验依据；DNA复制的方向性、保真性；复制起始和冈崎片段、引发体、负超螺旋概念；突变的意义、引发因素。熟悉光修复、SOS修复及重组修复的概念。
了解： 端粒酶延长端粒机制；滚环复制。
大体内容与时间安排，教学方法：(以电脑幻灯片边演示边讲述为主，有时板书讲述)
一、 DNA复制的基本规律 40min
二、 DNA复制的酶学和拓扑变化反应体系 60 min
三、 DNA生物合成过程 55 min
四、 逆转录和其他复制方式 20 min
五、 DNA损伤（突变）与修复 60 min
小结 5min
第三十六章 RNA 的生物合成及调控
第一节 DNA 指导下RNA 的合成
一、DNA 指导的RNA 聚合酶
原核生物的RNA聚合酶由α2ββ′构成核心酶，σ为起始因子，σ因子引导RNA聚合酶稳定地结合到DNA的启动子上，不同的菌种σ因子的大小差别很大,不同的σ因子可以识别不同的启动子，β亚基借助疏水作用与DNA结合,β′亚基是碱性蛋白，借助静电作用与DNA结合，ββ′构成RNA聚合酶的催化中心，α亚基与启动子上游元件和活化因子结合，促进酶的装配，ρ因子参与某些基因转录的终止。
真核生物的RNA聚合酶Ⅰ对α-鹅膏蕈碱不敏感，转录45S rRNA前体，经加工产生5.8S rRNA，18S rRNA 和28S rRNA； RNA聚合酶Ⅱ对α-鹅膏蕈碱敏感，转录编码蛋白质的基因和大多数snRNA；RNA聚合酶Ⅲ 对α-鹅膏蕈碱中等敏感，转录小RNA，包括tRNA，5S rRNA， snRNA和scRNA 。
转录的步骤
研究转录起点的方法：足迹法
二、启动子和转录因子
原核生物的启动
真核生物RNA聚合酶Ⅱ启动子的共有序列
RNA聚合酶Ⅱ基本启动子的共有序列TATA位于-25至 -30，转录起始部位有一保守序列PyPyA*NT（A）PyPy, 其中的Py表示嘧啶，*表示+1位点。上游调控元件包括CAAT框，GC框和八聚体框等，位置不很确定，不同的细胞可以有不同的上游调控元件，不同的上游调控元件与不同的转录因子相互作用（表36-4）。
真核生物RNA聚合酶Ⅱ启动子与转录因子的相互作用
TFⅡD是包含TATA结合蛋白（TATA-binding protein,TBP）和多种TBP联结因子（TBP-associated factor,TAF）的寡聚蛋白，可以与RNA聚合酶Ⅱ的C端相互作用。
TFⅡB有两个结构域，一个结合TBP。另一个可以引进TFⅡF/polⅡ复合物。
TFⅡF有ATP酶，解螺旋酶，激酶等多种活性，可以使RNA聚合酶Ⅱ大亚基的C端磷酸化，引起构像变化，促进转录。还可以参与DNA损伤的修复。
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第十一章 RNA的生物合成
一、单项选择题
1、转录的模板链是（）
A、编码链B、前导链C、DNA的两条链
D、基因组DNA中的一条链
2、转录需要的原料为（）
A、NMP B、NTP C、dNMP D、dNDP E、dNTP
3、转录需要的酶有（）
A、引物酶B、依赖DNA的DNA聚合酶（DDDP）
C、依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP）
D、依赖RNA的DNA聚合酶（RDDP）
E、依赖RNA的RNA聚合酶（RDRP）
4、以下关于转录的概念，不正确的是（）
A、以DNA为模板合成RNA的过程
B、RNA的生物合成过程叫做转录
C、将染色体DNA分子中储存的遗传信息转为RNA碱基排列顺序的过程
D、转录在遗传信息传递中起中介作用
E、遗传信息的表达包括转录形成RNA及由mRNA指导的蛋白质生物合成
5、原核生物转录时识别起始位点的是（）
A、α亚基 B、β亚基
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A、δ因子C、β′亚基 D、δ亚基 E、ρ因子6、原核生物体内催化RNA延长的是（）
B、α、β亚基C、α、β、β′亚基
D、α
2、β、β′亚基E、RNA-pol全酶
E、基因DNA中的一条链
7、在DNA分子中，转录起始的5′上游端（）
A、原核生物-35区存在TATA盒是RNA-pol识别的位点
B、原核生物-10区存在TATA盒是RNA-pol结合的位点
C、原核生物-35区存在TTGACA序列是RNA-pol结合的位点
D、原核生物-10区存在TTGACA序列是RNA-pol识别的位点
E、真核生物不存在TATA盒
8、DNA模板链为5′—ATAGCT—3′，其转录产物为（）
A、5′—TATCGA—3′
C、5′—UATCGA—3′
E、5′—AUAGCU—3′
9、RNA为5′—UGACGA—3′，它的模板链是（）
A、5′—ACUGCU—3′
C、5′—ACTGCU—3′
RNA的生物合成重点
1．底物：四种核糖核苷酸，即ATP，GTP，CTP，UTP。
2．模板：以一段单链DNA作为模板。
3．RNA聚合酶：RNA聚合酶在单链DNA模板以及四种核糖核苷酸存在的条件下，不需要引物，即可从5’→3’聚合RNA。
原核生物中的RNA聚合酶全酶由五个亚基构成，即α2ββ’σ。σ亚基与转录起始点的识别有关，而在转录合成开始后被释放，余下的部分被称为核心酶，与RNA链的聚合有关。
真核生物中的RNA聚合酶分为三种：RNA?polⅠ存在于核仁，对α-鹅膏蕈碱不敏感，用于合成rRNA前体；RNA?polⅡ存在于核基质，对α-鹅膏蕈碱极敏感，用于合成HnRNA；RNA?polⅢ存在于核基质，对α-鹅膏蕈碱敏感，用于合成tRNA前体、snRNA及5SrRNA。
4．终止因子ρ蛋白：这是一种六聚体的蛋白质，能识别终止信号，并能与RNA紧密结合，导致RNA的释放。
5．激活因子：降解产物基因激活蛋白，又称为cAMP受体蛋白，是一种二聚体蛋白质。该蛋白与cAMP结合后，刺激RNA聚合酶与起始部位结合，从而起始转录过程。
1．识别：RNA聚合酶中的σ因子识别转录起始点，并促使核心酶结合形成全酶复合物。 位于基因上游，与RNA聚合酶识别、结合并起始转录有关的一些DNA顺序称为启动子。在原核生物中的启动子通常长约60bp，存在两段带共性的顺序，即5’-TTGACA-3’和5’-TATAATG-3’，其中富含TA的顺序被称为Pribnow盒。真核生物的启动子中也存在一段富含TA的顺序，被称为Hogness盒或TATA盒。
2．起始：RNA聚合酶全酶促使局部双链解开，并催化ATP或GTP与另外一个三磷酸核苷聚合，形成第一个3’,5’-磷酸二酯键。
3．延长：σ因子从全酶上脱离，余下的核心酶继续沿DNA链移动，按照碱基互补原则，不断聚合RNA。
4．终止：RNA转录合成的终止机制有两种。
