1、第二节 细胞内信号传递的基本原理一、胞内信号传递的级联反应级联反应地原理：信号传递级联反应链的蛋白质分为两类：1.可被蛋白质激酶磷酸化的蛋白质 2.在信号诱导下同GTP结合的蛋白质。反应链中的两类蛋白质激酶：1.丝氨酸/苏氨酸激酶2.酪氨酸激酶二、细胞对细胞外信号反应的不同速率细胞外信号引起的快反应：通过激活的蛋白质激酶催化胞内某些蛋白质的丝氨酸或苏氨酸磷酸化，从而改变细胞行为。细胞外信号引起细胞慢反应的一般步骤：涉及到基因表达。激素7次跨膜的受体G-蛋白腺苷酸环化酶cAMPA激酶基因调节蛋白基因表达第三节 G蛋白关联受体与G蛋白一、G蛋白的结构与活性变化：G蛋白的作用原理： G蛋白的活性变化
2、可以分为三个步骤：二、G蛋白在信号传递中的功能 （一）调节离子通道 调节K+离子通道的开关 心率的原理（二）激活腺苷酸环化酶 原理（三）.激活磷脂酶C三、胞内信号传递与第二信使1.cAMP信号传递途径 原理cAMP发挥各种效应主要是通过激活一种cAMP依赖蛋白质激酶来实现，该酶称为激酶。2.细胞内的钙信号 细胞内钙离子浓度升高的生理功能：作用原理 CaM的作用原理钙调蛋白？作用机理：Ca2+对钙调蛋白的激活类似于cAMP对激酶的别构激活，所不同的是Ca2+/钙调蛋白无酶活性，它只可与别构的靶蛋白结合，改变靶蛋白的活性。靶蛋白包括酶蛋白和膜运输蛋白。质膜上的Ca2+-ATP酶即是一种可被Ca2+
3、/钙调蛋白激活的Ca2+泵。然而大多数Ca2+/钙调蛋白依赖蛋白质激酶才发挥作用，后者是CaM激酶。3.肌醇磷脂信号传递途径 原理信号分子与G蛋白关联受体结合，激活G蛋白，G蛋白再激活磷脂酶C，磷脂酶C再将磷脂酰肌醇-二磷酸（PIP2）切成肌醇三磷酸和二脂酰甘油。肌醇三磷酸离开质膜，细胞质中迅速扩散，结合到内质网上的肌醇三磷酸门Ca2+释放通道，引起释放Ca2+。Ca2+又反馈结合到释放通道上，更加强化了Ca2+的释放。二酰甘油激活蛋白激酶C。C激酶是Ca2+依赖性的，在Ca2+的刺激下C激酶发生改变，C激酶便由细胞质溶质转移到质膜的细胞质面。C激酶再激活一条蛋白质激酶级联反应链。第四节 酶关
4、联受体信号传递途径酶关联受体的结构与分类：一、鸟苷酸环化酶性受体二、酪氨酸激酶性受体 原理三、酪氨酸激酶关联性受体四、酪氨酸磷酸酶性受体五、丝氨酸苏氨酸激酶性受体第十四章 细胞的基因表达和蛋白质的生物合成DNA的遗传特性主要表现在4个方面：1.贮存遗传物质 2.传递遗传物质 3. 突变4.复制第一节 细胞中的遗传物质一、原核细胞中的遗传物质多顺反子mRNA？二、真核生物的遗传物质第二节 细胞内遗传物质的复制与扩增一、原核生物的DNA复制（一）半保留复制（二）DNA聚合酶大肠杆菌有3种DNA聚合酶？1.DNA聚合酶的功能？1. 多核酸链53的方向延长 2. 35的外切酶活性 3. 53的外切酶活
5、性 4.非主要的复制酶，主要是修复酶2.DNA聚合酶的功能 1.53的聚合酶活性 2. 35的外切酶活 3.主要功能是修复DNA损伤3.DNA聚合酶的功能？ 1. 1.53的聚合酶活性 2. 35的外切酶活 3. 是大肠杆菌的主要复制酶（三）DNA复制的基本过程DNA复制起始过程？需要哪些元件的参入？1.解旋酶 打开双链DAN氢键 解旋酶分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在2.单链结合蛋白 SSB蛋白 结合到单链DNA上 有助于DNA链取直，有助于复制时DNA的配对。3.Rep蛋白 有解链酶的作用4.拓扑异构酶可以在DNA双螺旋的一股上造成切口，通过酶的酪氨酸同切口5端的磷酸二酯键共价结合，
6、磷酸二酯键原有的能量就被贮存到磷酸酪氨酸链中。切口两端的联可以绕相对的互补链旋转，使DNA双链的螺旋紧张性松弛。在复制叉前方松弛了的这一段DNA片段就能复制，以后切口两端又重新封闭形成磷酸二酯键。5.拓扑异构酶 被DNA双螺旋的交叉所激活，而与一条DNA双螺旋的两股链形成共价键，造成切口。在酶构相的牵引下，使另一DNA双螺旋穿过此切口，随后，此双链切口重新封闭。6.RNA引物 引物酶作用下7.复制体的结构 全酶二体 引发体 解旋酶DNA聚合酶全酶至少是由10种不同的蛋白质亚基组成（等）。核心酶：其中、构成核心酶。亚基具有催化活性的聚合酶亚基，是DNA合成的主要成成分。亚基具有35外切酶活性；亚
7、基与核心酶的装配有关；核心酶单独存在时，持续性较差，一般只合成10来个亚基。亚基对持续合成具有重要作用，2个组成环形结构，称为夹环；复合物起夹环装卸器的作用，装卸器利用水解ATP的能量促使夹环与DNA双螺旋结合，夹环就像一个封闭的环稳定套住DNA链，称作滑动夹环；DNA的滑动夹环机制？二、真核生物的DNA复制（一）多点复制与复制子复制子？复制子的特点？1.只有起始点没有终止点2.DNA复制时所有复制点大都同时起步3.双向复制，相邻复制子汇合完成复制4.多个复制子5.复制起点有专一的核酸序列，含有回文结构，回文结构内部存在互补碱基序列，故通过碱基配对形成1个或2个发夹结构，发夹环是DNA双螺旋结
8、构的不连续区，他可以为蛋白质所识别。发夹环可作为DNA或RNA因物的模版和核酸的切割部位，以及解旋蛋白质的作用部位。（二）真核生物的DNA聚合酶真核生物5种DNA聚合酶的不同特点？p413DNA聚合酶：起始新链合成；DNA聚合酶：聚合酶活性，使两股新链继续延伸，同时具有35外切酶活性，聚合的主要酶；DNA聚合酶：与DNA修复有关；DNA聚合酶：参与线粒体DNA的复制；DNA聚合酶：具有35外切酶活性，又是染色体复制所必需。（三）DNA复制与核小体DNA复制时核小体的组装？1.DNA复制时，复制区的DNA链暂时与组蛋白分开，复制后的子链再重新构成核小体；2.染色质装配时需要几种非组蛋白参加，例如
9、爪蟾提取到的核质蛋白，其功能是催化库中的组蛋白加到DNA上；3.组蛋白的化学修饰也是影响染色质装配的必要因素，如组氨酸氨基的乙酰化和甲基化，组氨酸和精氨酸的甲基化，可以中和NH4+的正电荷；又组氨酸和丝氨酸的羟基可发生磷酸化，使磷酸基上带上负电荷；4.合成新的组蛋白加到染色质上，所以组蛋白的合成和DNA的复制同步进行。5.核小体的核心组蛋白是八聚体对称排列，均可以分为：H2A，H2B，H3，H4。（三）核基质在DNA复制中的作用1.DNA复制时发生在由中心支架伸出的DNA环基部，支架是由非组蛋白组成的核基质；2.染色质是以袢环的形式结合到核基质上的；3.DAN含有与核基质结合的专一序列，并成为
10、核基质结合区MAR；4.该序列结构含有拓扑异构酶的酶切位点；核基质在DNA复制中的作用？（四）端粒的复制端粒的复制机制？pDNA复制的要素？6点？三、DNA复制的其他类型1.滚环式复制过程？2.D环复制过程？四、基因扩增基因扩增？第三节 转录基因表达的核心步骤转录需要具备的4个条件？一、RNA聚合酶（一）原核生物RNA聚合酶1.大肠杆菌中只含有一种RNA聚合酶，负责所有mRNA、tRNA和rRNA的合成；2.RNA聚合酶全酶由5个亚基组成两条链，1条链，1条链，一条链。3. 链负责模板链的选择和转录起始，使酶专一性识别模般上的启动子，转录结束时全酶释放出，而结合上因子，转录终止；4.核心酶两条
11、链，1条链，1条；负责转录由全酶所识别的DNA模板；5. 亚基对RNA聚合酶的功能极为重要，它参入RNA合成、终止信号的识别而且与结合核苷酸底物有关，并催化磷酸二酯键的形成；6. 亚基可使聚合酶结合到DNA模板链上；7. 亚基常以二聚体形式存在，参与全酶同启动子的结合；大肠杆菌RNA聚合酶的结构？及各部分的主要作用？（二）真核RNA聚合酶真核生物中有3种RNA聚合酶？他们的分布与功能？和原核转录相比的特点：1.RNA聚合酶种类多2.转录时还需要很大一组蛋白质（转录因子）的协助，才能开始转录；3.基因调节蛋白（阻遏物和激活物）同很多个分散的DNA调节序列结合，对同一个转录区进行调控；二、mRNA
12、、rRNA和tRNA的合成（一）信息RNA合成 1.原核生物的mRNA的合成原核生物启动子的结构特点？终止子的结构特点？不依赖因子的终止序列特点？依赖因子的终止序列特点？转录的mRNA的基本结构形式？先导区、尾随区和SD序列？2.真核生物的mRNA合成和加工真核生物mRNA的结构特点？ 5-M7G-ppp真核生物mRNA内含子剪接体的结构特点？1）真核生物前体mRNA的内含子5和3的剪接位点各有一个共有序列称为GU-AG规则，是剪接的识别位点；2）内含子内部3上游18-40核苷酸处还有一个保守的共有序列，其中第三个A是剪接反应中分支点所在处；3）还需要有小分子snRNA和多种蛋白质组成的剪接体
13、来执行剪接任务，组成剪接体的snRNA有U1、U2 、U4、U5和U6 等5种。4）剪接过程分为三步，U1 通过碱基互补的方式与mRNA内含子5剪接位点的序列配对结合，随之U2 辅助因子识别该内含子的3剪接点，并辅助U2 结合到分支点上组成剪接前体；5）剪接过程第一步，靠近内含子3分支点的A的2羟基攻击内含子5剪接点的G，发生第一次转酯反应；6）第二步的转酯反应是由上游外显子游离3端以其3OH攻击第二个外显子序列的起始点 ，再由分支酶在内含子3剪接点切开RNA分子，使内含子以索套状分离，两个外显子连接。假基因？链内某些核苷酸的甲基化作用？（一）核糖体RNA的合成1.原核生物前体rRNA的合成加
14、工原核生物rRNA的结构特点？即其基因的排列方式？16SrDNAtDNA23 SrDNA5SrDNAtDNA2.真核生物前体rRNA的合成加工真核生物rRNA的结构特点？18S、5.8S、28SDNA存在于核仁组织区（三）tRNA的合成和修剪1.细菌和一些真核生物所共有的结构特征：5条2.转录后的tRNA前体整个加工过程的主要变化有：1）修剪 2）加CCA序列 3）修饰（四）小核RNA（snRNA）小核RNA的特点： 主要功能：第四节 翻译与蛋白质的生物合成一、mRNA、tRNA和核糖体在蛋白质合成中的作用（一）作为模板的mRNA简并性：（二）核糖体1.多核糖体2.不悬浮于细胞质中而是直接或间
15、接同细胞骨架或内质网结合3.核糖体是一个多酶的聚合体4.核糖体至少包含5个活性中心mRNA结合部位、AA-tRNA结合或接受部位、结合或接受肽基tRNA的部位、肽基转移部位、肽键形成部位 肽键延伸的各种延伸因子结合部位（三）tRNA翻译中氨基酸的载体分子tRNA分子结构的专一识别功能的4个专一性部位：1.氨基酸附着部位：即3端的CCA序列；2.氨基酸激活酶识别部位D环，可识别专一的氨酰基tRNA的合成酶3.核糖体识别部位T环，此环中的序列可与核糖体5srRNA上的相应序列互补；4.密码子识别部位；二、与肽链合成有关的可溶性蛋白质因子（一）起始因子原核生物中：1.三元复合物：小亚基mRNA甲硫氨
16、酸tRNAimet2.起始因子帮助起始三元复合物的形成3.3 种起始因子即IF-1，IF-2，IF-3，IF-1促进IF-2和IF-3的活性，IF-2协助fMet-tRNAfmet与30S亚基结合，IF-3促进mRNA与30s结合。（二）延伸因子原核生物3种延伸因子：EF-Tu，EF-Ts，EF-G。EF-Tu：负责把氨酰基tRNA的A位EF-Ts：是使EF-Tu.-GDP生成EF-Tu.-GTP再重新参加肽链的延伸，EF-G：负责将肽基-tRNA从A位转移到p位。（三）释放因子释放因子的功能：识别mRNA上的终止密码子，终止肽链合成并释放密码子；释放因子有三种：RF-1，RF-2，RF-3。
17、RF-1能识别UAA和UAG，RF-2能识别UAA和UAG。三、多肽链的合成过程（一）翻译的起始1. 氨基酰tRNA合成酶活化氨基酸以及活化氨基酸与tRNA的结合。反应完成后，特异的tRNA3端CCA上的2或3位自由羟基与相应的活化氨基酸以酯键相连接，形成氨基酰tRNA。（1）起始阶段 30S起动复合物的形成。在IF促进下，30S小亚基与mRNA的起动部位，起动tRNA（tRNAfmet），和GTP结合，形成复合体。70S起动前复合体的形成。IF3从30S起动复合体上脱落，50S大亚基与复合体结合，形成70S起动前复合体。70S起动复合体的形成。GTP被水解，IF1和IF2从复合物上脱落。肽链
18、延长阶段：进位：与mRNA下一个密码相对应的氨基酰tRNA进入核蛋白体的受位。此步骤需GTP，Mg2+，和EF参与。成肽：在转肽酶的催化下，将给位上的tRNA所携带的甲酰蛋氨酰基或肽酰基转移到受位上的氨基酰tRNA上，与其-氨基缩合形成肽键。给位上已失去蛋氨酰基或肽酰基的tRNA从核蛋白上脱落。移位：核蛋白体向mRNA的3- 端滑动相当于一个密码的距离，同时使肽酰基tRNA从受体移到给位。此步骤需EF（EFG）、GTP和Mg2+参与。 此时，核蛋白体的受位留空，与下一个密码相对应的氨基酰tRNA即可再进入，重复以上循环过程，使多肽链不断延长。肽链终止阶段：核蛋白体沿mRNA链滑动，不断使多肽链
19、延长，直到终止信号进入受位。识别：RF识别终止密码，进入核蛋白体的受位。水解：RF使转肽酶变为水解酶，多肽链与tRNA之间的酯键被水解，多肽链释放。解离：通过水解GTP，使核蛋白体与mRNA分离，tRNA、RF脱落，核蛋白体解离为大、小亚基。四、新生蛋白质的加工N端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸的切除：N端甲酰蛋氨酸是多肽链合成的起始氨基酸，必须在多肽链折迭成一定的空间结构之前被切除。其过程是： 去甲酰化； 去蛋氨酰基。氨基酸的修饰：由专一性的酶催化进行修饰氨基酸侧链，包括糖基化、羟基化、磷酸化、甲酰化等。二硫键的形成：由专一性的氧化酶催化，将-SH氧化为-S-S-。肽段的切除：由专一性的蛋白酶催化，将部
20、分肽段切除。五、蛋白质合成的抑制剂及作用原理第五节 蛋白质合成的调节细胞生命活动过程中基因表达的调节起着两方面作用？1.导致细胞分化 2.维持细胞的功能活动一、原核生物中蛋白质合成的调控乳糖操纵子的结构特点？色氨酸操纵子的结构特点？葡萄糖效应的机制？CAP需要cAMP激活后才能够结合到DNA的特定序列上，激活临近基因的转录。故cAMP的含量影响到CAP的活性。二、真核生物中蛋白质合成的调控（一）染色质结构和基因表达调控1.基因转录与核小体结构的关系？2.组蛋白和非组蛋白对转录的调节 ？3.非组蛋白对转录的调节可能分两步进行？（二）真核基因转录水平的调节 1.真核生物的基因受到邻近的启动子和远方
21、的增强子的调控？真核生物启动子的特点？增强子？增强子的结构特点及行使功能的方式？沉默子？2.真核生物基因转录的启动需要转录因子的参入真核生物的RNA聚合酶必须在一些DNA专一序列结合蛋白的协助下才能结合到启动子上（1）转录起始复合物的组成？组装过程？（2）基因调节 蛋白同增强子结合远距离调控转录？真核生物中，基因调节 蛋白结合到远距离的基因调节 序列上，通过影响转录起始复合物装配的途径，增强或者降低启动子上聚合酶的活性。？增强子的作用机制 ？3.调控蛋白与DNA的相互作用对基因转录调控（1）调控因子与DNA的相互作用反式作用因子？（2）转录调控因子的结构特征？3个结构功能域？转录调控因子的4种
22、DNA结合功能结构域结构特点？HTH和HLH结构： 由两段-螺旋夹一段-折迭构成，-螺旋与-折迭之间通过-转角或成环连接，即螺旋-转角-螺旋结构和螺旋-环-螺旋结构。锌指结构：见于TFA和类固醇激素受体中，由一段富含半胱氨酸的多肽链构成。每四个半光氨酸残基或His残基螯合一分子Zn2+，其余约12-13个残基则呈指样突出，刚好能嵌入DNA双螺旋的大沟中而与之相结合。亮氨酸拉链结构：见于真核生物DNA结合蛋白的C端，与癌基因表达调控有关。由两段-螺旋平行排列构成，其-螺旋中存在每隔7个残基规律性排列的Leu残基，Leu侧链交替排列而呈拉链状。两条肽链呈钳状与DNA相结合。锌指结构？亮氨酸拉链结构？不同的转录激活区具有的共同的结构特点？（三）真核基因表达的激素调节 激素如何调控基因的转录？机制？受体含有的3个功能区？甾类激素的作用机制?水溶性激素的作用机制？胰高血糖素激活糖原分解的反应？（四）蛋白质合成的转录后和翻译水平的调节 RNA编辑？翻译水平的调控？mRNA的稳定性？mRNA非翻译区的结构与翻译调控？
