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朱玉贤《现代分子生物学》（第4版）【教材精讲＋考研真题解析】讲义与视频课程【26小时高清视频】试读：
视频讲解教师简介
吕俊鸟，北京大学生命科学学院生物化学与分子生物学专业博士。在教学方面，主要讲授生物化学、分子生物学、细胞生物学等生物学专业课程，并多次进行自考、考研辅导等培训，参与编写生物类考研辅导书，具有丰富的讲课经验；在科研方面，参与教育部等多项国家重点项目或重大课题，具有扎实的理论基础基础和实践经验，发表数篇SCI论文。
授课特点：思维逻辑清晰，讲解细致透彻，注重各知识点的融会贯通。
第1章 绪 论[视频讲解]
1.1 本章要点详解
本章要点■分子生物学的发展
■分子生物学研究的基本原理
■现代分子生物学主要研究方面及其应用前景重难点导学
一、分子生物学的定义
分子生物学是指研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的一门学科，是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。
二、分子生物学的发展
1．准备和酝酿阶段
①蛋白质是生命的主要物质基础；
②DNA是主要遗传物质。
a．肺炎双球菌转化实验（图1-1）。图1-1 肺炎双球菌转化实验
b．美国遗传学科学家Hershey和Chase做的噬菌体侵染实验（图1-2）。图1-2 噬菌体侵染实验
2．现代分子生物学的建立和发展阶段（1）DNA双螺旋结构模型的发现（2）遗传信息传递中心法则的建立（3）对蛋白质结构与功能的进一步认识
3．深入发展阶段（1）重组DNA技术的建立和发展（2）基因组研究（3）单克隆抗体及基因工程抗体技术（4）基因表达调控机理（5）细胞信号转导机理研究
三、分子生物学主要研究内容
1．分子生物学的基本原理
所有生物体的有机大分子都遵循分子生物学的3条基本原理：
①构成生物体各类有机大分子的单体在不同生物中都是相同的。
②生物体内一切有机大分子的构成都遵循共同的规则。
③某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
2．现代分子生物学的主要研究内容（1）重组DNA技术（基因工程）（2）基因表达调控研究（3）生物大分子的结构功能研究（结构分子生物学）（4）基因组、功能基因组与生物信息学研究
3．现代分子生物学的研究前景
①可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽；
②可用于定向改造某些生物的基因组结构，使它们所具备的特殊经济价值或功能得以成百上千倍地提高；
③可被用于进行基础研究。
1.2 配套考研真题解析
一、选择题
证明DNA是遗传物质的两个关键性实验是：肺炎球菌在老鼠体内的毒性和T2噬菌体感染大肠杆菌。这两个实验中主要的论点证据是（ ）。[南京航空航天大学2007研]
A．从被感染的生物体内重新分离得到DNA作为疾病的致病剂
B．DNA突变导致毒性丧失
C．生物体吸收的外源DNA（而并非蛋白质）改变了其遗传潜能
D．DNA是不能在生物体间转移的，因此它一定是一种非常保守的分子
E．真核生物、原核生物、病毒的DNA能相互混合并彼此替代【答案】C【解析】微生物学家Avery和他的同事发现来自于S型肺炎链球菌的DNA可吸附在无毒的R型肺炎链球菌上，并将其转化为S型肺炎链球菌，如果提取出其DNA并用DNase处理，转化则不会发生。科学家Hershey和他的学生Chase从事的噬菌体侵染细菌的实验中，噬菌体将DNA全部注入细菌细胞内，其蛋白质外壳则留在细胞外面；进入细菌体内的DNA，能利用细菌的物质合成噬菌体自身的DNA和蛋白质，并组装成与亲代完全相同的子代噬菌体。两个实验共同的论点证据即是生物体是由于吸收了DNA，而非其他物质，而改变了其遗传潜能。
二、判断题
A．Kornberg因发现DNA合成中负责复制的主酶而获得1959年诺贝尔奖。（ ）[中国科学院研究生院2007研]【答案】错【解析】1959年，A．Kornberg实现了DNA分子在细菌细胞和试管内的复制，和S．Ochoa分享了当年的诺贝尔生理学或医学奖，S．Ochoa发现了细菌的多核苷酸磷酸化酶，成功地合成了核糖核酸，研究并重建了将基因内的遗传信息通过RNA中间体翻译成蛋白质的过程。
三、论述题
请你描述两个经典实验来证明遗传物质是DNA而不是蛋白质。[武汉大学2008研]
答：证明遗传物质是DNA而不是蛋白质的经典实验是肺炎链球菌转化感染小鼠实验和T2噬菌体侵染细菌实验。具体实验内容如下：（1）肺炎链球菌转化感染小鼠实验
1928年，Griffith发现，将热杀死的S型细菌和活的无毒的R型细菌共同注射到小鼠中，很多小鼠因败血症而死亡，解剖后发现死鼠体内有活的S型细菌存在。1944年，Avery等人进一步利用肺炎链球菌的转化实验，对S型菌株分别进行不同酶降解处理并与R型菌株混合培养，测定菌株从R型转化为S型的能力，结果发现RNA和蛋白质发生降解后其转化能力不受影响，DNA酶处理后则几乎完全丧失转化能力。从而证明了转化因子是DNA。（2）T2噬菌体侵染细菌实验
1952年，Hershey和Chase进行了噬菌体侵染细菌实验：将细菌3532分别在含有S标记的氨基酸和P标记核苷酸的培养基中培养，细菌3532中的子代噬菌体就相应含有S标记的蛋白质和P标记的核酸。分别用这些噬菌体侵染未标记的细菌，经过1～2个噬菌体复制周期后离心检测细菌裂解释放的子代噬菌体放射性（此时噬菌体初期侵染的蛋白质外壳在上清液中，而含有子代噬菌体的菌体在沉淀中），结果发3532现子代噬菌体中几乎不含有S标记的蛋白质，但有30％以上的P标记。由于T2噬菌体中仅含有DNA和蛋白质，因此证明噬菌体传代过程中的遗传物质是DNA而不是蛋白质。
第2章 染色体与DNA[视频讲解]
2.1 本章要点详解
本章要点■染色体的组成
■真核细胞与原核细胞染色体的比较
■DNA的结构
■DNA的复制过程及修复机制
■DNA转座重难点导学
一、染色体
1．染色体的概述（1）定义
染色体是指存在于细胞核中的棒状可被染色的结构，是遗传物质的主要载体。（2）意义
①保持了物种的稳定性和连续性；
②使分子结构相对稳定；
③自我复制；
④指导蛋白质的合成；
⑤能够产生可遗传的变异。
2．真核细胞的染色体
真核细胞的染色体由66％的蛋白质、27％DNA和6％RNA组成。（1）蛋白质
①组蛋白
a．概述
组蛋白是染色体的结构蛋白，富含赖氨酸和精氨酸。
b．特性
进化上的极端保守性；无组织特异性；肽链上氨基酸分布的不对称性；碱性氨基酸分布在N端，疏水基团在C端；存在较普遍的修饰作用，如甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等。
c．修饰的作用机制
第一，通过影响组蛋白与DNA双链的亲和性，从而改变染色质的疏松或凝集状态。
第二，通过影响转录因子与结构基因启动子的亲和性来发挥基因调控作用。
d．修饰的意义
第一，组蛋白的修饰改变染色质的功能。
第二，组蛋白的甲基化与基因激活和基因沉默相关。
第三，转录激活、转录延伸。
第四，参与DNA修复、拼接、复制等过程。
第五，参与染色体的组装。
第六，与某些疾病的形成有关。
第七，参与细胞的信号转导。
②非组蛋白
a．概述
非组蛋白大约占组蛋白总量的60％～70％，有20～100种。与细胞分裂有关，也可能是染色质的结构部分。
b．种类
第一，HMG蛋白
能与DNA结合但不牢固，也能与H作用；可能与DNA的超螺旋1结构有关。
第二，DNA结合蛋白
占非组蛋白的20％，可能与DNA的复制、转录、修复和重组有关。
第三，A24非组蛋白
C端与与HA组蛋白序列相同，两个N端，功能不详。富含谷氨2酸、天冬氨酸，位于核小体内。（2）真核生物基因组DNA
①特点
真核细胞基因组的最大特点是含有大量的重复序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非功能DNA所隔开。
②C值和C值反常现象（C-value paradox）
C值是指一种生物单倍体基因组DNA的总量。
在真核生物中，C值一般是随生物进化而增加的，高等生物的C值一般大于低等生物，而某些两栖类的C值与种系进化的复杂程度不一致，甚至比哺乳动物还大，即物种的C值与生物结构或组成的复杂性或生物在进化上所处地位的高低不一致，这种现象称为C值反常现象，又称C值谬误。
③DNA序列的分类（表2-1）表2-1 DNA序列的分类碱基组重复次占DNA基因类型成数总量750～1～几40％～不重复序列结构基因2000个80％1中度重复序10％～rRNA，tRNA，组蛋～10－4列40％白基因10高度重复序数百万10％～6～100卫星DNA列次60％（3）非编码RNA
生物体复杂性被隐藏在它们所输出的非编码RNA内，而非编码序列内。（4）真核生物基因组的结构特点
①基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组。
②存在大量的重复序列。
③大部分为非编码序列，是真核生物与细菌和病毒之间最主要的区别。
④转录产物为单顺反子。
⑤真核基因是断裂基因，有内含子结构。
⑥存在大量的顺式作用元件，包括启动子、增强子、沉默子等。
⑦存在大量的DNA多态性。
DNA多态性是指DNA序列中发生变异而导致的个体间核苷酸序列的差异，主要包括单核苷酸多态性（SNP）和串联重复序列多态性两类。
⑧具有端粒结构。（5）真核生物染色体的结构
①染色质纤维细丝由DNA和组蛋白组成，是许多核小体连成的念珠状结构的证据
a．染色体中DNA与蛋白质相互结合
第一，染色质DNA的T值比自由DNA高，说明在染色质中DNAm极可能与蛋白质分子相互作用。
第二，DNA和RNA聚合酶对染色质DNA的催化活性大大低于自由DNA。
第三，DNA酶Ⅰ（DNaseⅠ）对染色质DNA的消化远远慢于对纯DNA的作用。
b．染色体中DNA与蛋白质的结合方式
第一，染色质的电子显微镜图显示出染色质是由核小体组成的念珠状结构。
第二，核酸酶切割染色质电泳实验表明：染色体是由200bp的DNA片段＋蛋白质组成的基本单位构成“核小体”。
②核小体的结构
a．由组蛋白和DNA组成，其中HA、HB、H、H各两个分子2234形成八聚体位于中间，DNA分子盘绕在外，1分子H在核小体的外面；1
b．每个核小体中含有200bp的DNA，其中146bp缠绕核小体，其余的DNA片段连接相邻的核小体。
③染色体的形成过程（多级螺旋模型）
④意义
a．适应细胞体积的大小。
b．减少DNA损伤。
c．在细胞分裂中使遗传物质的传递更有效率。
d．染色体整体的变化可以影响到每一个DNA分子，有利于基因表达和基因重组。
3．原核生物的基因组（1）基因组特点
①原核生物的基因组很小，大多只有一条染色体，且DNA含量少。
②主要是单拷贝基因。
③整个染色体DNA几乎全部由功能基因与调控序列所组成。
④几乎每个基因序列都与它所编码的蛋白质序列呈线性对应状态。（2）DNA特点
①结构简练
原核DNA分子的绝大部分是用来编码蛋白质的，只有很小一部分控制基因表达的序列不转录。
②重叠基因
同一段DNA能携带两种不同蛋白质的信息。
③转录单元
功能相关的RNA和蛋白质基因丛集在基因组的一个或几个特定部位，形成转录单元，并转录产生含多个mRNA的分子，称为多顺反子mRNA。
二、DNA
1.DNA的结构（1）一级结构
DNA的一级结构是指4种脱氧核苷酸的连接及其排列顺序，即核苷酸序列。（2）二级结构
①定义
DNA的二级结构是指两条脱氧核苷酸链按照碱基互补配对原则反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。
②特点
a．DNA是由两条互相平行的脱氧核苷酸长链盘绕而成的。
b．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧。
c．两条链上的碱基通过氢键相结合形成碱基对。
③类型
DNA有A型、B型和Z型三种，三者的比较如表2-2所示。表2-2 不同类型的DNA分子的比较
a．B-DNA是最常见的DNA构象。
b．A-DNA构象对基因表达有重要意义。
c．Z-DNA为DNA左手螺旋，是右手螺旋结构模型的一个补充和发展。且A-DNA和Z-DNA可能具有不同的生物活性。图2-1 Z-DNA调节转录的两种模式图（3）DNA的高级结构
DNA的高级结构是指DNA双螺旋进一步扭曲盘绕所形成的特定空间结构。其主要形式是超螺旋结构。
2.DNA的复制
DNA复制是指一个以亲代DNA分子为模板合成子代DNA链的过程，主要是通过半保留复制来实现的。（1）DNA的半保留复制
DNA的半保留复制是指DNA分子解螺旋后的两条链分别作为模板，按照碱基互补配对原则，在DNA聚合酶的作用下合成新的互补链，形成两个一条链来自亲代，另一条链是新合成的双链DNA的复制方式。（2）DNA复制的一些基本概念
①复制子
复制子是生物体内能独立进行复制的单位。从复制起始点到终止点的区域为一个复制子。
细菌、病毒和线粒体的DNA分子都是作为单个复制子完成复制的。
②复制叉
复制叉是指双链DNA解开成两股链分别进行复制时，复制起始点呈现的叉子形式。
③复制起始点
复制子中起始复制的位点称为复制起始点。
a．细菌、酵母、线粒体和叶绿体的复制起始点的共同特点是含有丰富的AT序列，可能有利于DNA复制启动时双链的解开。
b．真核生物基因组可以同时在多个复制起点上进行复制，即它们的基因组包含有多个复制子。
④复制终止点
复制终止点是指复制子中控制复制终止的位点。复制从起始点开始，双向进行，复制叉向两个相反方向沿环状DNA前进，最后两个复制叉相遇在一个位点而停止，该位点即为终止点。
⑤复制方向
a．单向复制
单向复制是指从一个复制起始点开始，只有一个复制叉在移动的复制方式。
b．双向复制
双向复制是指复制起始于一个位点，向两侧分别形成复制叉，向相反方向等速移动的复制方式，最为普遍。所有已知DNA聚合酶的合成方向都是5′→3′。
c．相向复制
相向复制是指从两个起始点分别起始两条链的复制方式，虽然有两个复制叉的生长端，但在每个复制叉中只有一条链作为模板合成DNA。某些线性DNA病毒（如腺病毒）以这种方式进行复制。
⑥冈崎片段与半不连续复制
a．DNA的半不连续复制
DNA的半不连续复制是指DNA前导链以5′→3′方向连续进行复制，而后随链按照5′→3′方向合成一系列的冈崎片段后，再连接成完整的后随链的DNA复制方式。
b．冈崎片段
冈崎片段是指在DNA半不连续复制中后随链产生的长度为1000～2000个碱基的短的DNA片段，能被连接形成一条完整的DNA链。（3）DNA复制的体系
①亲代DNA分子为模板；
②四种脱氧三磷酸核苷(dNTP)为底物；
③提供3′-OH末端的引物；
④多种酶及蛋白质DNA拓扑异构酶、DNA解链酶、单链结合蛋白、引物酶、DNA聚合酶、RNA酶以及DNA连接酶等。（4）DNA复制的基本过程
①复制的起始
a．步骤（图2-2）
第一，复制起始原点
第二，DNA双螺旋的解旋
第三，复制的引发
b．参与DNA复制起始和引发的蛋白质及酶
第一，DNA解旋酶：催化DNA双链的解链。
第二，单链DNA结合蛋白（SSB蛋白）：以四聚体形式存在于复制叉处，只保持单链的存在，不能起解链作用。
第三，DNA拓扑异构酶：消除DNA双链的超螺旋堆积，使复制得以延伸。
第四，引物酶：合成一小段RNA引物，为DNA新链的合成提供3′-OH末端。图2-2 由大肠杆菌DNA复制起始点处引发的DNA复制过程（a）大约20个DnaA蛋白在ATP的作用下与oriC处的4个9bp保守序列相结合，形成寡聚复合物；（b）在HU蛋白和ATP共同作用下，DnaA复制起始复合物使3×13bp串联重复序列变性，形成开链；（c）DnaB（解链酶）六聚体分别与单链DNA相结合（需要DnaC的帮助），进一步解开DNA双链。
②DNA链的延伸
参与DNA延伸的蛋白质（酶）有：DNA聚合酶，滑动夹，RNA酶，DNA连接酶。
③DNA链的终止
Ter-Tus重复终止子序列和DNA拓扑异构酶作用。（5）DNA聚合酶
①都以dNTP为底物。2＋
②都需要Mg激活。
③聚合时必须有模板链和具有3′-OH末端的引物链。
④链的延伸都方向为5′→3′。表2-3 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的性质比较（6）DNA复制的几种主要方式
①环状NDA复制的方式
a．θ型
复制的起始点涉及DNA双链的解旋和松开，形成两个方向相反的复制叉。前导链DNA开始复制前，复制原点的核酸序列被转录生成短RNA链，作为起始DNA复制的引物。
b．滚环型
滚环型是单向复制的一种特殊方式，在噬菌体中很常见。DNA的合成由对正链原点的专一性切割开始，所形成的自由5′端被从双链环中置换出来并为单链DNA结合蛋白所覆盖，使其3′—OH端在DNA聚合酶的作用下不断延伸。
c．D环型
D环型也是单向复制的一种特殊方式，叶绿体和线粒体DNA均采用这样的机制。双链环在固定点解开进行复制，但两条链的合成是高度不对称的，最初仅以一条母链作为新链合成的模板，迅速合成出互补链，另一条链则成为游离的单链环（即D环）。
②线性DNA双链的复制
复制叉生长方式有单一起点的单向及双向（如T7噬菌体）和多个起始点的双向几种。
3.DNA的修复（1）突变
①替换突变——转换、颠换
②译码突变——插入或缺失（2）修复（表2-4）表2-4 大肠杆菌中DNA的修复系统
①错配修复
a．参与的酶：Dam甲基化酶。
b．机制：保存母链，修正子链。
②切除修复
a．碱基切除修复：糖苷水解酶。
b．核苷酸切除修复：DNA切割酶。
③其他修复
a．重组修复，又称“复制后修复”，发生在复制之后。
b．直接修复，是指不需要切除碱基或核苷酸，把损伤的碱基回复到原来状态的一种修复。
④SOS反应
a．定义
SOS反应是指细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，细胞为求生存而产生的一种应急措施。
b．内容
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。
c．作用
DNA的修复；产生变异。
4.DNA转座（1）定义
DNA的转座又称移位（transposition），是指由可移位因子介导的遗传物质重排的现象。由美国科学家B.McClintock通过对玉米籽粒色斑不稳定遗传现象首次提出转座子的概念。（2）机制
转座发生时，受体分子中有一段很短的（3～12bp）、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。（3）转座子类型
转座子是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。
①插入序列
插入序列是最简单的转座子，不含有任何宿主基因。其可以定位到特定的基因中，造成该基因突变。
②复合型转座子
复合型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。（4）遗传学效应
①引起插入突变，导致结构基因失活；
②产生新的基因；
③产生的染色体畸变；
④引起生物进化。
2.2 配套考研真题解析
一、选择题
1．以下哪一项不是维持DNA双螺旋结构的稳定性的因素？（ ）[湖南农业大学2012研]
A．碱基对之间的氢键
B．双螺旋内的疏水作用
C．二硫键
D．碱基堆积力【答案】C【解析】ABD三项，DNA双螺旋结构是DNA的二级结构，主要靠氢键、疏水作用和碱基堆积力维持稳定性；C项，二硫键主要是维持蛋白质的稳定性，DNA不含二硫键。
2．下列哪一种类型的酶可能不参与切除修复（Excisional Repair）？（ ）[北京理工大学2008研]
A．DNA聚合酶
B．RNA聚合酶
C．DNA连接酶
D．解旋酶（helicase）
E．外切酶（exonuclease）【答案】B【解析】DNA切除修复包括碱基切除修复和核苷酸切除修复两种。前者修复过程中需要AP核酸内切酶切除受损片段，DNA聚合酶Ⅰ和DNA连接酶修复DNA链；后一种修复过程中，DNA外切酶切割移去DNA，解链酶解开12～13个核苷酸（原核）或27～29个核苷酸（真核）的单链DNA，再由DNA聚合酶和DNA连接酶修复DNA链。
二、填空题
DNA后随链合成的起始需要一段短的______，它是由______酶以核糖核酸为底物合成的。[电子科技大学2012研]【答案】RNA引物；引发【解析】后随链开始DNA合成时，需要一段RNA引物引发复制。引发酶是dnaG基因的产物，是RNA聚合酶，仅用于合成DNA复制所需的一小段RNA。
三、简答题
比较原核与真核基因组结构特点。[浙江工业大学2008研]
相关试题：病毒、原核、真核基因组的结构特点？[电子科技大学2011研]
答：（1）原核基因组的结构特点
①结构简练：非编码序列极少，与真核细胞DNA冗余现象完全不同。
②存在转录单元：转录产物为多顺反子mRNA，即含多个mRNA的分子。
③有重叠基因：即同一段DNA含有两种不同蛋白质的信息。（2）真核基因组的结构特点
①真核基因组庞大，一般都远大于原核生物的基因组。
②真核基因组存在大量的重复序列。
③真核基因组大部分为非编码序列，占整个基因组序列的90％以上，这是真核生物与细菌和病毒之间最主要的区别。
④真核基因组的转录产物为单顺反子。
⑤真核基因是断裂基因，有内含子结构。
⑥真核基因组存在大量的顺式作用元件，包括启动子、增强子、沉默子等。
⑦真核基因组中存在大量的DNA多态性。
⑧真核基因组具有端粒结构，起保护线性DNA的完整复制、保护染色体末端的作用。
四、论述题
影响DNA损伤的因素是什么？如何修复？说明修复机制对生物体的意义。[中国科学院研究生院2010研]
相关试题：如果DNA在复制过程中出现了错配，细胞怎样对它进行修复？[北京交通大学2007研]
答：（1）DNA损伤的影响因素
①自发因素－10
a．DNA复制中的错误：DNA复制过程中，错配率在10左右，可导致DNA损伤。
b．DNA的自发性化学变化：如碱基的异构互变、碱基的脱氨基作用、脱嘌呤与脱嘧啶、碱基修饰与链断裂、DNA的甲基化和其他结构变化等，可能导致DNA老化。
②物理因素
a．紫外线照射：使同一条DNA链上相邻的嘧啶以共价键连成二聚体。
b．电离辐射：有直接和间接的效应。直接效应是指DNA直接吸收射线能量而遭损伤；间接效应是指DNA周围其他分子（主要是水分子）吸收射线能量，产生具有很高反应活性的自由基进而损伤DNA。电离辐射可导致DNA分子产生多种变化，如碱基变化、脱氧核糖变化、DNA链断裂及交联等。
③化学因素
各种化学诱变剂：如烷化剂对DNA的损伤、碱基类似物和修饰剂对DNA的损伤，还有一些人工合成或环境中存在的化学物质，能专一修饰DNA链上的碱基或通过影响DNA复制而改变碱基序列。（2）DNA损伤的修复
细胞可以通过错配修复、切除修复、重组修复、DNA直接修复和SOS反应等修复系统对DNA损伤进行修复。（1）错配修复
错配修复是指在DNA复制过程中发生错配时，细胞能够通过准确的错配修复系统将其识别，并加以校正，DNA子链中的错配几乎完全能被修正，充分反映了母链序列的重要性。（2）切除修复
切除修复是修复DNA损伤最普遍的方式，普遍存在各种生物细胞中，主要有碱基切除修复和核苷酸切除修复两种。在碱基脱落形成的无碱基位点、嘧啶二聚体、碱基烷基化、单链断裂等多种DNA损伤中，可起修复作用。（3）重组修复
重组修复又称“复制后修复”，发生在复制之后。机体细胞对在复制起始时尚未修复的DNA损伤部位可以先复制再修复，即先跳过该损伤部位完成全部链复制后再进行修复。（4）DNA的直接修复
直接修复是指不需要切除碱基或核苷酸，把损伤的碱基回复到原来状态的一种修复，最普遍的是利用光进行修复。（5）SOS反应
SOS反应是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，细胞为求生存而产生的一种应急措施。SOS反应包括诱导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。（3）修复机制对生物体的意义
①DNA存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息，因此维护DNA分子的完整性对细胞至关重要；
②细胞具备高效率的修复系统，是其保持基因组的稳定性、减少生物突变率的重要手段；
③DNA分子的变化并不是全部都能被修复成原样，因此在生物进化中突变又是普遍存在的现象，正因如此生物才会有变异、有进化。
可见，修复系统的存在对维持细胞基因组的稳定性和生物进化都有非常重要的作用。
第3章 生物信息的传递（上）——从DNA到RNA[视频讲解]
3.1 本章要点详解
本章要点■转录的基本过程
■RNA聚合酶
■转录产物mRNA
■转录后的加工重难点导学
生物信息的传递过程有：
①转录：拷贝出一条与DNA链序列完全相同（除了T→U之外）的RNA单链的过程，是基因表达的核心步骤。
②翻译：以新生的mRNA为模板，把核苷酸三联遗传密码子翻译成氨基酸序列、合成多肽链的过程，是基因表达的最终目的。
一、RNA及其转录过程
1.RNA
RNA含有核糖和嘧啶，通常是单链线性分子。生物体内主要有3种RNA：（1）信使RNA（mRNA）——能特异性解读mRNA中的遗传信息（2）转运RNA（tRNA）——将相应氨基酸后加入多肽链中（3）核糖体RNA（rRNA）——直接参与核糖体中蛋白质的合成
2.RNA转录的基本过程
转录是指以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，在RNA聚合酶催化下合成一条与DNA链的一定区段互补的RNA链的过程，是基因表达的核心步骤。（1）模板识别
RNA聚合酶与启动子结合。真核生物RNA聚合酶需转录调控因子按特定顺序结合于启动子上。（2）转录起始
RNA聚合酶结合在启动子上以后，使启动子附近的DNA双链解旋并解链，形成转录泡。不需要引物。（3）转录延伸
RNA聚合酶离开启动子，核心酶沿模板DNA链移动并使新生RNA链不断伸长。方向：5′→3′。（4）转录终止
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，RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来。
①终止
a．不依赖于ρ因子的终止
b．依赖于ρ因子的终止
提纯的RNA聚合酶并不能识别特异性的转录终止信号，而加入大肠杆菌ρ因子后该聚合酶就能在DNA模板上准确地终止转录。
②抗终止
由于不同的生理要求，在转录过程中有时即使遇到终止信号，仍然需要继续转录，于是出现了抗转录终止现象。
3．转录机器的成分（1）RNA聚合酶
①概述
RNA聚合酶是一个含有多个亚单位的酶。主要以双链DNA为模板，22＋＋以4种核苷三磷酸作为活性前体，以Mg/Mn为辅助因子，以5′→3′方向合成RNA链。缺乏3′→5′外切酶活性，不需要任何引物。
②执行的功能
a．识别DNA双链上的起始子；
b．使DNA变性在启动子处解旋成单链；
c．通过阅读启动子序列，RNA pol确定其自身转录方向和模板链；
d．识别终止子停止转录。
③类型
a．原核生物RNA聚合酶（表3-1）表3-1 大肠杆菌RNA聚合酶的组成分析
b．真核生物RNA聚合酶
第一，真核生物RNA聚合酶的种类及特性（表3-2）表3-2 真核生物中3类RNA聚合酶的特性
第二，真核生物RNA聚合酶的主要特征5
ⅰ．聚合酶中有两个相对分子质量超过1×10的大亚基；
ⅱ．某些小亚基是其中3类或2类聚合酶所共有的。
c．叶绿体RNA聚合酶
第一，相对分子质量比较大；
第二，结构上与细菌中的聚合酶相似，由多个亚基组成，部分亚基由叶绿体基因编码；
第三，聚合酶活性不受α-鹅膏蕈碱所抑制。
d．线粒体RNA聚合酶4
第一，有一条多肽链，相对分子量小于7×10，是已知最小的RNA聚合酶之一；
第二，与T7噬菌体RNA聚合酶有同源性。（2）转录复合物（图3-1）图3-1 转录过程中的复合物（3）启动子
①定义
启动子是一段位于结构基因5′端上游区的保守的DNA序列，能活化RNA聚合酶，使之与模板DNA准确地相结合并具有转录起始的特异性。
②类型
a．原核生物启动子
第一，结构
ⅰ．于－10bp处的TATA区，又称Pribnow区，是RNA聚合酶与启动子的结合位点，形成开放启动复合体，使RNA pol定向转录。
ⅱ．位于－35bp处的TTGACA区，为RNA pol的识别位点。与σ因子相互识别而具有很高的亲和力。
ⅲ．－10区和－35区的最佳距离大约是16～19bp，过大或过小都会降低转录活性。
第二，特点
ⅰ．结构典型：都含有识别（R），结合（B）和起始（I）三个位点；
ⅱ．序列保守：－35序列，－10序列结构都十分保守；
ⅲ．位置和距离都比较恒定；
ⅳ．直接和多聚酶相结合常和操纵子相邻；
ⅴ．都在其控制基因的5′端；
ⅵ．决定转录的启动和方向。
b．真核生物启动子
第一，结构
ⅰ．位于－25～－30bp处的TATA区，又称Hogness区。
ⅱ．位于－70～－78bp处的CAAT区。
第二，对转录的影响
ⅰ.TATA区——使转录精确地起始；
ⅱ.CAAT区和GC区主要控制转录起始频率，基本不参与起始位点的确定。
第三，特点
ⅰ．有多种元件；
ⅱ．结构不恒定；
ⅲ．启动子位置、序列、距离和方向都不完全相同；
ⅳ．有的有远距离的调控元件存在，如增强子；
ⅴ．这些元件常常起到控制转录效率和选择起始位点的作用；
ⅵ．不直接和RNA pol结合。（4）增强子
①作用
增强或促进转录的起始。增强子很可能通过影响染色质DNA-蛋白质结构或改变超螺旋的密度而改变模板的整体结构，从而使得RNA聚合酶更容易与模板DNA相结合，起始基因转录。
②特点
a．具有远距离效应；
b．无方向性；
c．顺式调节；
d．无物种和基因的特异性，可以接到异源基因上发挥作用；
e．具有组织的特异性，增强子的效应需特定的蛋白质因子参与；
f．有相位性；
g．有的增强子可以对外部信号产生反应。
二、转录产物——mRNA
DNA转录产物是RNA，包括mRNA、tRNA和rRNA三种，其中mRNA携带有编码多肽的遗传信息。
1.mRNA的组成（1）编码区（coding region）
从起始密码子AUG开始经一连串编码氨基酸的密码子直至终止密码子。（2）5′端上游非编码区(5′UTR)
位于AUG之前不翻译的区域。（3）3′端下游非编码区(3′UTR)
位于终止密码子之后不翻译的区域。
2．原核生物与真核生物mRNA的比较（1）原核生物mRNA
①转录和翻译发生在同一个细胞空间，这两个过程几乎是同步进行的。
②半衰期短。
③以多顺反子的形式存在。
④5′端无帽子结构，3′端没有或只有较短的多聚（A）结构。（2）真核生物mRNA
①mRNA的合成和功能表达发生在不同的空间和时间范畴内。
②RNA以较大分子量的前体RNA出现在核内，只有成熟的、相对分子质量明显变小并经化学修饰的mRNA才能进入细胞质，参与蛋白质的合成。
③5′端具有帽子结构
a．有助于mRNA越过核膜，进入胞质；
b．保护5′不被核酶降解；
c．翻译时供IF3（起始因子）和核糖体识别；
d．是翻译所必需的。
④3′端具有Poly（A）尾
a．特点
第一，长度因mRNA种类不同而变化，一般为40～200个左右；
第二，由多聚（A）聚合酶催化的；
第三，是在转录后加上的；
第四，Poly（A）被特异的蛋白质PABP结合；
b．功能
第一，是mRNA由细胞核进入细胞质所必需的形式
第二，大大提高了mRNA在细胞质中的稳定性
mRNA刚从细胞核进入细胞质时，其多聚（A）尾巴一般比较长，随着mRNA在细胞质内逗留时间延长，多聚（A）逐渐变短消失，mRNA进入降解过程。
第三，可促进核糖体的有效循环。
三、转录后的加工
1．加工（表3-3）表3-3 RNA的加工
2．内含子的剪接（1）内含子的概述
①一个基因可由多个内含子和外显子间隔排列而成。
②内含子在真核基因中所占的比例很高，甚至超过99％。（2）内含子的类型（表3-4）表3-4 内含子的类型（3）内含子的变位剪接
①在高等真核生物个体发育或细胞分化过程中可以有选择性地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接，产生出组织或发育阶段特异性mRNA。
②脊椎动物中大约有5％的基因能以这种方式进行剪接，保证各同源蛋白质之间既具有大致相同的结构或功能域，又具有特定的性质差异，进而拓展了基因所携带的遗传信息。
3.RNA的编辑和化学修饰（1）定义
RNA的编辑是某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，如碱基的加入，丢失或转换等现象。（2）机制
①位点特异性脱氨基作用；
②引导RNA指导的尿嘧啶插入或删除。（3）指导RNA（gRNA）
①定义
指导RNA（guide RNA）是指对mRNA前体分子的编辑起指导作用的RNA。
②作用
a．可以和mRNA分子被编辑的部分发生非常规的互补，G-U配对；
b．RNA编辑的另一种形式是尿苷酸的缺失和添加。（4）意义
①校正作用。
②调控翻译。通过编辑可以构建或去除起始密码子和终止密码子。
③扩充遗传信息。
4.RNA的再编码和化学修饰（1）再编码
RNA编码和读码方式的改变，可以从一个mRNA产生两种或多种相互关联但又不同的蛋白质，可能是蛋白质合成的一种调节机制。（2）RNA的化学修饰
甲基化，去氨基化，硫代，碱基的同分异构化，二价键的饱和，核苷酸的替代。
5．核酶（1）定义
核酶是指一类具有催化功能的RNA分子，通过催化靶位点RNA链中磷酸二酯键的断裂，特异性地剪切底物RNA分子，从而阻断基因的表达。（2）结构（图3-2）图3-2 核酶的结构（3）分类
①剪切型核酶：只剪不接。
②剪接型核酶：又剪又接，具有序列特异的内切核酸酶、RNA连接酶等多种酶的活性。（4）生物学意义
①核酶的发现使人们对RNA的重要功能有了新的认识。
②核酶是继逆转录现象之后对中心法则的又一个重要修正，说明RNA既是遗传物质又是酶。
③核酶的发现为生命起源的研究提供了新思路，也许曾经存在以RNA为基础的原始生命。即蛋白质世界也可能起源于RNA世界。
3.2 配套考研真题解析
一、选择题
催化真核细胞rDNA转录的RNA聚合酶是（ ）。[电子科技大学2015研]
A．RNA聚合酶Ⅰ
B．RNA聚合酶Ⅱ
C．RNA聚合酶Ⅲ
D．RNA聚合酶Ⅰ和Ⅲ【答案】D【解析】RNA聚合酶Ⅰ存在于细胞核的核仁中，转录产物是45S rRNA前体，经剪接修饰后生成除5S rRNA外的各种rRNA。RNA聚合酶Ⅲ位于细胞核质内，催化的主要转录产物是tRNA、5S rRNA、snRNA。
二、填空题
大肠杆菌转录起始过程需要RNA聚合酶全酶，其中______因子辨认起始点，而β亚基和______亚基组成了催化中心。转录的终止反映在______。[中国科学院研究生院2012研]【答案】σ；β′；终止子
三、判断题
动物细胞中线粒体有自己的基因组，其编码基因可以在线粒体中完成转录和翻译过程。（ ）[浙江大学2010研]【答案】错【解析】线粒体内基因的转录可以在线粒体内完成，但是由于线粒体内的酶不完全，翻译有一部分只能在线粒体外完成。
四、简答题
试比较真核生物与原核生物转录的不同之处。[武汉科技大学2015研]
相关试题：真核与原核mRNA的结构与转录的主要区别？[北京科技大学2014研]
答：真核与原核生物基因转录的不同表现在：（1）RNA聚合酶不同：原核生物只有一种RNA聚合酶；而真核生物有3种以上RNA聚合酶进行不同类型的转录，合成不同类型的的RNA。（2）初级转录产物不同：原核生物的初级转录产物大多是编码序列；而真核生物转录产物除了编码序列，还含有大量的内含子序列。（3）转录后加工不同：原核生物的初级转录产物几乎无需加工就可直接作为翻译模板；而真核生物转录产物需经转录后加工，如剪接、修饰等，才能成为成熟的mRNA。（4）转录翻译的时序性不同：原核生物细胞中转录与翻译几乎是同步在细胞中进行；真核生物mRNA的合成与蛋白质的合成则发生在不同的时空范畴内。
五、论述题
简述原核与真核生物在基因转录、翻译及DNA的空间结构方面有哪些主要差异？[湖南农业大学2012研]
答：（1）原核与真核生物基因转录的差异
①RNA聚合酶不同：原核生物只有一种RNA聚合酶；而真核生物有3种以上RNA聚合酶进行不同类型的转录，合成不同类型的的RNA。
②初级转录产物不同：原核生物的初级转录产物大多是编码序列；而真核生物转录产物除了编码序列，还含有大量的内含子序列。
③转录后加工不同：原核生物的初级转录产物几乎无需加工就可直接作为翻译模板；而真核生物转录产物需经转录后加工，如剪接、修饰等，才能成为成熟的mRNA。
④转录翻译的时序性不同：原核生物细胞中转录与翻译几乎是同步在细胞中进行；真核生物mRNA的合成与蛋白质的合成则发生在不同的时空范畴内。（2）原核与真核生物翻译的差异
①核糖体的组成不同：原核生物核糖体由约2/3的RNA及1/3的蛋白质组成；真核生物核糖体中RNA占3/5，蛋白质占2/5。原核生物、真核生物细胞质及细胞器中的核糖体也存在着很大差异。表4-5 原核和真核生物的核糖体的不同点原核细胞核糖体真核细胞核糖体（70S）（80S）化学组成小亚基大亚基小亚基大亚基30S50S40S60S沉降系数核糖体蛋白（r-蛋21种36种33种49种白）25～核糖体16S23S、5S18S28S、5.8S、RNA（rRNA）5S
②翻译起始不同：真核生物肽链合成起始过程与原核生物相似但更复杂，真核生物有不同的翻译起始成分，起始因子种类更多；起始fMettRNA不同（原核生物起始tRNA为fMet-tRNA，真核生物起始tRNAMetMet为Met-tRNA），且Met-tRNA不需甲基化；原核生物mRNA上有能与16S rRNA配对的SD序列，而真核生物没有这样的序列；起始识别机制和起始复合物形成顺序不同；原核生物起始过程中不需要消耗ATP解开mRNA二级结构，而真核生物需要消耗ATP。
③肽链的延伸因子不同：原核生物中每次反应共需3个延伸因子，EF-Tu、EF-Ts及EF-G，它们都具有GTP酶的活性；真核生物细胞需EF-1（对应于EF-Tu和EF-Ts）及EF-2（相当于EF-G），消耗2个GTP，向生长中的肽链加上一个氨基酸。
④肽链终止的释放因子不同：原核细胞内存在3种不同的释放因子（RF1、RF2、RF3），其中RF1和RF2为Ⅰ类释放因子，RF3为Ⅱ类释放因子；真核细胞的Ⅰ类和Ⅱ类释放因子分别只有一种，eRF1和eRF3。
④真核细胞中，一条成熟的mRNA链只能翻译出一条多肽链；原核生物中常见多基因操纵子形式，一个mRNA分子能编码多个多肽链。（3）原核与真核生物DNA空间结构的差异
①绝大部分原核的DNA都是共价封闭的环状双螺旋分子，在细胞内进一步盘绕，并形成类核结构，以保证其以较致密的形式存在于细胞内。在细菌基因组中，超螺旋可以相互独立存在。
②真核生物的DNA以非常致密的形式存在于细胞核中，在细胞周期的大部分时间里以分散的染色质形式出现在细胞分裂期形成高度组织有序的染色体。
第4章 生物信息的传递（下）——从mRNA到蛋白质[视频讲解]
4.1 本章要点详解
本章要点■遗传密码
■tRNA
■核糖体的结构组成及在翻译时的组装过程
■蛋白质生物合成的过程
■蛋白质的转运机制
■蛋白质的修饰、降解与稳定性研究重难点导学（1）翻译的定义
翻译是指将mRNA链上的核苷酸从一个特定的起始位点开始，按每3个核苷酸代表一个氨基酸的原则，依次合成一条多肽链的过程。（2）蛋白质合成的要素
核糖体是蛋白质合成的场所，mRNA是蛋白质合成的模板，转运RNA是模板与氨基酸之间的接合体。此外，在合成的各个阶段还有许多蛋白质、酶和其他生物大分子参与。（3）蛋白质的合成过程
①翻译的起始，核糖体与mRNA结合并与氨基酰-tRNA生成起始复合物。
②肽链的延伸，由于核糖体沿mRNA 5′端向3′端移动，开始了从N端向C端的多肽合成，是蛋白质合成过程中速度最快的阶段。
③肽链的终止及释放核糖体从mRNA上解离，准备新一轮合成反应。，
一、遗传密码——三联子
1．定义
三联子密码又称密码，是指mRNA上每翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸的3个核苷酸的总称。
2．开放阅读框
开放阅读框是指从起始密码子开始，到终止密码子结束的核酸序列。
3．三联密码子的构想
蛋白质中的氨基酸序列是由mRNA中的核苷酸序列决定的；mRNA中只有4种核苷酸，而蛋白质中有20种氨基酸。
4．遗传密码的破译（1）意义
①确定代表每种氨基酸的具体密码。
②促进体外蛋白质合成体系的建立和核酸人工合成技术的发展。
③制备大肠杆菌的无细胞合成体系
a．抽提物中加入Dnase。
b．补充外源mRNA或人工合成的各种均聚物或共聚物作为模板。
c．分析比较加入的模板和合成的肽链即可推知编码某些氨基酸的密码。（2）以均聚物、随机共聚物和特定序列的共聚物为模板
①以均聚物为模版
a．poly（U）——UUU——苯丙氨酸
b．poly（C）——CCC——脯氨酸
c．poly（A）——AAA——赖氨酸
②以poly UUC为模板
a．5′……UUC UUC UUC……3′——苯丙氨酸
b．5′……UCU UCU UCU……3′——丝氨酸
c．5′……CUU CUU CUU……3′——亮氨酸（3）核糖体结合技术
以人工合成的三核苷酸如UUU、UCU、UGU等为模板，在含核糖体、AA-tRNA的适当离子强度的反应液中保温，然后使反应液通过硝酸纤维素滤膜。
5．遗传密码的性质（1）连续性
翻译由mRNA的5′端的起始密码子开始，密码子无间断连续地阅读直到3′终止密码，密码间无间断也没有重叠，即起始密码子决定了所有后续密码子的位置，说明三联子密码是连续的。（2）简并性
密码子的简并性是指由一种以上的密码子编码同一个氨基酸的现象，对应于同一氨基酸的密码子称为同义密码子。4种核苷酸可组成64个密码子，61个是编码氨基酸的密码子，3个（UAA、UGA和UAG）是终止密码子。（3）密码子的通用性与特殊性
①通用性：遗传密码对于不同生物都适用的性质，即生物界基本共用同一套遗传密码。
②特殊性：不同生物中某些密码子翻译为不同的氨基酸的性质。（4）密码子与反密码子的相互作用
摆动假说：在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以“摆动”，因而使某些tRNA可以识别1个以上密码子。
二、tRNA
1．功能
①为每个三联密码子翻译成氨基酸提供了接合体；
②为准确地将所需氨基酸运送到核糖体上提供了运送载体。
2．结构（1）一级结构
①长达60～95nt（通常76nt）；
②有15个恒定残基和8个半恒定残基；
③存在经过特殊的修饰碱基（20％碱基，50种）；
④tRNA的3′端都以CCA—OH结束。（2）tRNA二级结构
①受体臂
结合氨基酸的位点，其3′端的最后3个碱基序列是CCA序列，伸出双链之外，最后一个碱基的3′或2′自由羟基（—OH）可以被氨酰化。
②TψC臂
ψ表示拟尿嘧啶，是tRNA分子拥有的不常见的核苷酸。
③反密码子臂
反密码子的两端由5′端的尿嘧啶和3′端的嘌呤界定。
④D臂
含有二氢尿嘧啶。
⑤多余臂
位于TψC和反密码子臂之间。根据多余臂的特性，将tRNA分为两类：
a．tRNA占所有tRNA的75％，只含有一条仅为3～5个核苷酸的多余臂；
b．tRNA含有一条较大的多余臂，包括杆状结构上的5个核苷酸，套索状结构上的3～11个核苷酸。
⑥特性
稀有碱基含量丰富，有70余种。多数分布在非配对区，特别是在反密码子3′端邻近部位，大多为嘌呤核苷酸，可维持反密码子环的稳定性及密码子、反密码子之间的配对。（3）tRNA的L形三级结构
①受体臂和TψC臂的杆状区域构成了第一个双螺旋，且受体臂顶端的碱基位于“L”的一个端点。
②D臂和反密码子臂的杆状区域形成了第二个双螺旋，两个双螺旋上各有一个缺口，反密码子臂的套索状结构位于“L”的另一个端点。
③TψC臂和D臂的套索状结构位于“L”的转折点。
3.tRNA的解码机制
①氨基酸在合成蛋白质之前必须通过AA-tRNA合成酶活化，在消耗ATP的情况下结合到tRNA上，生成有蛋白质合成活性的AA-tRNA。
②氨基酸本身不能识别密码子，tRNA上生成AA-tRNA，才能被带到mRNA-核糖体复合物上。
4．种类（1）起始tRNA
起始tRNA是指能特异地识别mRNA模板上起始密码子的tRNA。
原核生物起始tRNA携带甲酰甲硫氨酸（fMet），真核生物起始tRNA携带甲硫氨酸（Met）。（2）延伸tRNA
延伸tRNA是指除了起始tRNA以外的其他tRNA。（3）同工tRNA
①定义：同工tRNA是指几个代表相同氨基酸的tRNA。
②在一个同工tRNA组内，所有tRNA均专一于相同的氨酰-tRNA合成酶。
③同工tRNA组内具备了足以区分其他tRNA组的特异构造，保证合成酶能准确无误地加以选择。（2）校正tRNA
①校正tRNA定义
校正tRNA是指用于与mRNA上突变密码子结合而对mRNA上信息进行校正从而保证翻译信息真实性的tRNA。校正tRNA在进行校正过程中必须与正常的tRNA竞争结合密码子。
②密码子突变类型
a．无义突变
无义突变是指结构基因中一个核苷酸的改变使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子（UAG、UGA、UAA），使蛋白质合成提前终止，而合成无功能的或无意义的多肽的突变。
无义突变的校正tRNA可通过改变反密码子区校正无义突变。
b．错义突变
错义突变是指结构基因中某个核苷酸的变化使一种氨基酸的密码变成另一种氨基酸的密码的突变。
错义突变的校正tRNA通过反密码子区的改变把正确的氨基酸加到肽链上。
c．同义突变
同义突变是指结构基因中某个核苷酸的变化并不改变其翻译氨基酸类型的突变。
5．氨酰-tRNA合成酶（1）过程
AA-tRNA合成酶是一类催化氨基酸与tRNA结合的特异性酶。反应式为AA＋tRNA＋ATP→AA-tRNA＋AMP＋PPi
包括两步反应：
①氨基酸活化生成酶-氨酰腺苷酸复合物。AA＋ATP＋酶（E）→E-AA-AMP＋PPi
②氨酰基转移到tRNA 3′末端腺苷残基的2′或3′-羟基上。E-AA-AMP＋tRNA→AA-tRNA＋E＋AMP（2）氨酰-tRNA合成酶决定蛋白质合成的真实性
①蛋白质合成的真实性主要决定于AA-tRNA合成酶是否能使氨基酸与对应的tRNA相结合。
②AA-tRNA合成酶既要能识别tRNA，又要能识别氨基酸，对两者都具有高度的专一性。
③氨酰-tRNA合成酶利用校读功能来提高精确性。
三、核糖体
1．概述
①几十种蛋白质和几种核糖体RNA（ribosomal RNA，rRNA）组成的亚细胞颗粒。
②执行着蛋白质合成的功能，核糖体和其辅助因子为蛋白质生物合成提供了必要的条件。
2．含量
核糖体蛋白约占原核细胞总蛋白量的10％；占细胞内总RNA量的80％。
3．存在形式
①游离状颗粒；
②可与内质网结合，形成微粒体。
4．组成成分
核糖体由大小两个亚基组成，主要包括核糖体蛋白、核糖体RNA以及tRNA结合位点。原核生物核糖体由约2/3的RNA及1/3的蛋白质组成。真核生物核糖体中RNA占3/5，蛋白质占2/5。表4-1 大肠杆菌核糖体的组成成分表4-2 原核生物和真核生物核糖体的比较（1）核糖体蛋白
核糖体是一个多酶集合体，单个酶或蛋白只有在此总体结构内才拥有催化活性。
①核糖体小亚基负责对模板mRNA进行序列特异性识别。
②大亚基负责携带氨基酸及tRNA的功能，肽键的形成、AA-tRNA、肽基-tRNA的结合等主要在大亚基上。（2）核糖体RNA
核糖体内的rRNA不仅是核糖体的重要结构成分，也是核糖体发挥生理功能的重要元件。
①5S rRNA
a．细菌5S rRNA含有120个核苷酸（革兰阴性菌）或116个核苷酸（革兰阳性菌）。
b．保守序列CGAAC，是与tRNA分子C环上的GT，CG序列相互作用的部位。
c．保守序列GCGCCGAAUGGUAGU，与23S rRNA中的一段序列互补。
②16S rRNA
a．16S rRNA在蛋白质的合成中起着积极作用。
b．与mRNA、50S亚基和tRNA的反密码子直接作用。
c．3′端一段ACCUCCUUA的保守序列，与mRNA 5′端翻译起始区富含嘌呤的序列互补。
d．近3′端处还有一段与23S rRNA互补的序列，在30S与50S亚基的结合中起作用。
③23S rRNAmet
a．第1984～2001核苷酸间，存在一段能与tRNA序列互补的met片段，表明核糖体大亚基23S rRNA可能与tRNA的结合有关。
b．在23S rRNA靠近5′端（143～157位）有一段12个核苷酸的序列与5S rRNA上第72～83位互补。
④5.8S rRNA
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]