* 包括诱导DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等。细胞癌变也与SOS反应有关。两个作用（1）DNA的修复；（2）产生变异 五、 DNA的转座
DNA的转座或叫移位（transposition)：由可移位因子(transposable element) 介导的遗传物质重排现象。
转座子（transposon Tn）：存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。 已经发现―转座‖这一命名并不十分准确，因为在转座过程中，可移位因子的一个拷贝常常留在原来位置上，在新位点上出现的仅仅是它的拷贝。因此，转座有别于同源重组，它依赖于DNA复制。 原核生物转座子的类型： 1、插入序列(IS)
IS是最简单的转座子，不含有任何宿主基因，它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。
2、复合转座子(composite transposon)
复合转座子是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列 3、TnA家族
? TnA家族没有IS序列、体积庞大 (5000bp以上)、带有3个基因，其中一个编码β-内酰胺酶(AmpR)，另两个则是转座作用所必须的。 (三）转座作用的机制
? 转座时发生的插入作用的普遍特征，是受体分子中有一段很短的(3～l2bp)、被称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。 ? 对于一个特定的转座子来说，它所复制的靶序列长度是一样的，如IS1两翼总有9个碱基对的靶序列，而Tn3两端总有5bp的靶序列。
? 靶序列的复制可能起源于特定内切酶所造成的黏性DNA末端。 （三）转座作用的遗传学效应 p63
（1）转座引起插入突变（2）转座产生新的基因（3）转座产生的染色体畸变（4）转座引起的 生物进化
反转录转座子（retrotransposon）：指通过RNA为中介，反转录成DNA后进行转座的可动元件。
第三章 生物信息的传递（上） ——从DNA到RNA
转录(transcription) ：生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 参与转录的物质
原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板:DNA
酶: RNA聚合酶 其他蛋白质因子
RNA合成方向：5' 到 3' 转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。
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与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链；将另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链。
DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。
转录单元（transcription unit）一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。 二、参与转录起始的关键酶与元件 （一） RNA聚合酶
●原核生物RNA聚合酶（大肠杆菌为例）---全酶=核心酶+ ζ因子 亚基因 相对分亚基组分 功能 基 子量 数 α rpoA 36500 2 核心酶 核心酶组装， 启动子识别 β rpoB 151000 1 核心酶 β和β'共同形成 β' rpoC 155000 1 核心酶 RNA合成的活性中心 ω ？ 110001 核心酶 ？ （需查） rpoD 70000 1 σ因子 存在多种σ因子， σ 用于识别不同的启动子 真核细胞的三种RNA聚合酶特征比较 酶 位置 转录产相对活对α-鹅膏蕈碱物 性 的敏感性 RNA聚合酶Ⅰ 核仁 rRNA 50-70% 不敏感 RNA聚合酶Ⅱ 核质 hnRNA 20-40% 敏感 RNA聚存在合酶Ⅲ 核质 tRNA 约10% 物种特异性 RNA聚合酶与DNA聚合酶的区别 RNA聚合酶 DNA聚合酶 大小(M) 大，4.8×105dol 小，1.09×105dol 引物 无 有 产物 较短，游离 较长，与模板以氢键相连 作用方式 一条链的某一段 两条链同时进行 外切酶活性 无 5‘ 3‘，3‘
5‘
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校对合成能无 有 力 修复能力 无 有 （二） 启动子(promoter) 启动子定义：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。 TATA区：酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开） TTGACA区：提供了RNA聚合酶全酶识别的信号
转录起点---与新生RNA链第一个核甘酸相对应DNA链上的碱基。 真核生物启动子的结构
核心启动子（core promoter）
●定义：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区
●作用：选择正确的转录起始位点，保证精确起始 2、上游启动子元件
●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等 ●作用：控制转录起始频率。
（三） 转录起始复合物---二元闭合复合物、二元开链复合物、三元复合物。（原核） 三、转录的基本过程
1、起始位点的识别：RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。 RNA聚合酶全酶(?2????)与模板结合 2、转录起始
①RNA聚合酶全酶(?2????)与模板结合 ? DNA双链解开
? 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物 5?-pppG -OH + NTP ? 5?-pppGpN - OH 3? + ppi 转录起始复合物: RNApol (?2????) - DNA - pppGpN- OH 3? 3、RNA链的延伸 ● ?亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； ●在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。
注意：9个核苷酸以前还在启动子区，容易脱落，一旦形成9个以上的核苷酸并离开启动子区，转录正式进入眼神阶段。 4、转录终止
终止子（terminator）：位于基因的末端，在转录终止点之前有一段回文序列（反向重复序列）约6-20bp。 真核生物终止: 由一段特定序列5′－AATAAA－3′和回文序列（反向重复序列）组成。 分为两类：
●强终止子－内部终止子：不依赖Rho (ρ)因子的终止。 ●弱终止子 －需要ρ因子（rho factor），又称为ρ依赖性终止子（ Rho-dependent terminator）
不依赖?因子的终止
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当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，转录泡瓦解，DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来，这就是转录的终止。
终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，RNA形成发夹结构； 在终止位点前面有一段由4-8个A组成的序列，RNA的3‘端为寡聚U 发夹式结构和寡聚U的共同作用使RNA从三元复合物中解离出来。 依赖?因子的终止
?因子：六聚体蛋白、水解各种核甘三磷酸促使新生RNA链从三元转录复合物中解离出来，从而终止转录。 （二）、真核生物的转录过程 1. 转录起始
真核生物的转录起始上游区段比原核生物多样化，转录起始时，RNA-pol不直接结合模板，其起始过程比原核生物复杂。 （1）. 转录起始前的上游区段
? 顺式作用元件(cis-acting element)：影响自身基因表达活性的非编码DNA序列。 例： 启动子、增强子、弱化子等
? 增强子：在启动区存在的能增强或促进转录的起始的DNA序列。但不是启动子的一部分。特点：1.远距离效应；2.无方向性；3.顺式调节；4.无物种和基因的特异性；5.具有组织特异性；6.有相位性；7.有的增强子可以对外部信号产生反应。
（2）. 转录因子：能直接、间接辨认和结合转录上游区段DNA的蛋白质，现已发现数百种，统称为反式作用因子(trans-acting factors)。
反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的，则称为转录因子(transcriptional factors, TF)。
参与RNA-polⅡ转录的TFⅡ --TFⅡD、 TFⅡA、TFⅡB、TFⅡF、TFⅡE、TFⅡH （3）转录起始前复合物(pre-initiation complex, PIC)
真核生物RNA-pol不与DNA分子直接结合，而需依靠众多的转录因子。 （4）模板理论(piecing theory)
一个真核生物基因的转录需要3至5个转录因子。转录因子之间互相结合，生成有活性、有专一性的复合物，再与RNA聚合酶搭配而有针对性地结合、转录相应的基因。 2. 转录延伸
真核生物转录延长过程与原核生物大致相似，但因有核膜相隔，没有转录与翻译同步的现象。
RNA-pol前移处处都遇上核小体。
转录延长过程中可以观察到核小体移位和解聚现象。 3. 转录终止—— 和转录后修饰密切相关。 四、转录后加工
5‘端加帽、3‘端加尾、RNA的剪接、RNA的编辑 1、在5‘端加帽
5‘端的一个核苷酸总是7-甲基鸟核苷三磷酸（m7Gppp）。mRNA5‘端的这种结构称
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为帽子（cap）。 帽子结构功能：
①能被核糖体小亚基识别，促使mRNA和核糖体的结合；
②m7Gppp结构能有效地封闭mRNA 5‘末端，以保护mRNA免受5‘核酸外切酶的降解，增强mRNA的稳定。
2、3’端加尾--多聚腺苷酸尾巴---AAUAAA： ★准确切割。。★加poly（A） 多聚腺苷酸尾巴功能：
提高了mRNA在细胞质中的稳定性。 3、RNA的剪接
生物体内内含子的主要类型：
U-AG、AU-AC、Ⅰ类内含子、Ⅱ类内含子Ⅲ类内含子 参与RNA剪接的物质： snRNA（核内小分子RNA）、snRNP（与snRNA结合的核蛋白） 、核内RNA（U1、U2、 U4、U5、U6） 4、RNA的编辑 * 编辑（editing）是指转录后的RNA在编码区发生碱基的突变、加入或丢失等现象。 五、原核生物与真核生物mRNA的特征比较 1、原核生物mRNA的特征 ● 半衰期短
● 多以多顺反子的形式存在
单顺反子mRNA：只编码一个蛋白质的mRNA。 多顺反子mRNA：编码多个蛋白质的mRNA。 Z： β-半乳糖苷酶Y： 透过酶A：乙酰基转移酶 ZYA为结构基因
● 5‘ 端无―帽子‖结构， 3‘ 端没有或只有较短的poly（A ）结构。
● SD序列：原核生物起始密码子AUG上游7-12个核苷酸处有一被称为SD序列的保守区。mRNA中用于结合原核生物核糖体的序列。P85 2、真核生物mRNA的特征
―基因‖的分子生物学定义：产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核甘酸序列。 ● 5‘ 端存在―帽子‖结构
●多数mRNA 3‘ 端具有poly（A ）尾巴（组蛋白除外） ●以单顺反子的形式存在
六、RNA合成与DNA合成异同点 相同点：
1、都以DNA链作为模板 2、合成的方向均为5‘→3‘
3、聚合反应均是通过核苷酸之间形成的3‘,5‘-磷酸二酯键，使核苷酸链延长。 不同点： 复制 转录
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分子生物学课件重点整理 朱玉贤
