总结
基因是遗传信息的贮藏形式,遗传信息的流向一般是DNA→ RNA→蛋白质,这称为分子生物 生和外显子之外,完整的基因还包括住于编码区上游的启动子和基因末端的终止子。真核细胞基子和外显子构成的不连续镶嵌结构的基因。除内合装琵签的特征之一是存在许多功能未知、有多长因组最显个拷贝的DNA重复序列。
基因转录是遗传信息从DNA流向RNA的过程,其本质是 ,遵循碱基互补配对原则合成RNA的过程。真核细胞基因转录形成初级转录产物的基本过程与原核细胞相似,也分为转录的起始、延长和终止,但所需酶及各种蛋白固予有所不同.真核细胞中转录形成的RNA前体分子通常需要经过复杂的加工修饰过程才能成为成熟的功能形式。真核细胞中含有多种RNA聚合酶,其中RNA聚合酶I负责mRNA的转录。mRNA的初级转录本是hnRNA。转录形成的前体RNA需经过加工过程成为成熟的mRNA,才能进入细胞质进行蛋白质合成。mRNA加工过程包括5'末端加上“帽子”结构、3’末端加上“尾”结构和剪接。剪接是将RNA前体分子中内含子切除,将外显子拼接的过程。在RNA聚合酶I催化下转录形成原始rRNA前体一45S rRNA,最终被剪切为28S、18S和5.8S rRNA。在真核细胞中含有多个编码tRNA的基因,在RNA聚合酶川的作用下被转录为tRNA前体,这种新转录生成的tRNA前体需要进行剪接和碱基修饰才能形成成熟的tRNA。
翻译是mRNA指导蛋白质合成的过程。在翻译过程中mRNA作为翻译的模板,决定蛋白质中的氨基酸顺序;IRNA作为运输工具,携带氨基酸准确进入指定位置;rRNA与多种蛋白质组成核糖体,作为蛋白质合成的装配机器。在mRNA链上3个相邻的碱基可以决定一个特定的氨基酸,这种核苷酸三联体被称为密码子,mRNA上的碱基排列顺序叫做遗传密码。蛋白质生物合成可分为五个阶段:氨酶体在神经退行性疾病中的作用越来越受到关注。
三、基于原核生物和真核生物蛋白质合成体系差异的药物研制
蛋白质生物合成在细胞生命过程中具有重要作用,影响蛋白质生物合成的物质非常多,它们可以作用于 RNA转录水平,对蛋白质的生物合成起间接作用。原核生物和真核生物翻译过程相似但也有差别,这种差别在医学上有重要的价值,利用原核生物和真核生物蛋白质合成的体系差异,设计出对病原微生物有特效,而对人体没有损害的药物。这类药物主要以抗生素为代表.
抗生素(antibiotics)是一类微生物来源的能够杀灭或抑制细菌的药物,它们通过直接于扰原核生物的蛋白质合成而起到杀灭或抑制作用,但并不影响(或较少影响)真核生物的蛋白质合成., 抗生素可作用于蛋白质合成的多个环节,包括抑制起始因子,延长因子及核糖体的作用等。例如:链霉素和卡那霉素通过与原核生物核糖体小亚基结合,使其构象改变,引起读码错误,使细菌蛋白质没有活性,从而起到抑菌作用;氯霉素能与原核生物核糖体大亚基结合从而阻淅翻译延长过程,包括与核糖体上的A位紧密结合,而阻碍氨酰RNA进入A位,以及抑制转肽酶活性,使肽链延伸受到影响等;四环素和土霉素则通过阻止氨酰-tRNA在A位置上的联结,从而阻止肽链延伸和细菌蛋白质合成。
嘌呤霉素(puromycin)的结构与酪氨酰-RNA 相似,因 而它可作氨酰IRNA的类似物,在翻译 过程中取代一些氨酰-LRNA进入核糖体的A位,当延长中的肽转入此异常A位时,容易脱落,以肽基嘌呤霉素的形式从核糖体上早期解离,而终止肽链合成。由于嘌呤霉素对原核和真核生物的翻译过程埫有干扰作用,故难于用做抗菌药物,仅作为抗肿瘤药物使用。