現代生物學(xué)已充分證明，DNA是遺傳的主要物質(zhì)基礎。生物機體的遺傳信息以密碼的形式編碼在DNA分子上，表現為特定的核苷酸排列順序，通過(guò)DNA的復制（replication）由親代傳遞給子代。在后代的生長(cháng)發(fā)育過(guò)程中，遺傳信息自DNA轉錄（transcription）給RNA，然后翻譯（translation）成特異的蛋白質(zhì)，以執行各種生命功能，使后代表現出與親代相似的遺傳性狀。所謂“復制”，就是指以DNA分子為摸板合成相同分子的過(guò)程。所謂“轉錄”是指在DNA分子上合成出與其核苷酸順序相對應的RNA分子的過(guò)程。“翻譯”則是在RNA的控制下，根據核苷酸上每三個(gè)核苷酸決定一個(gè)氨基酸的三聯(lián)體密碼（tripletcode）規則，合成具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)肽鏈的過(guò)程。在某些情況下RNA也可以是遺傳信息的基本攜帶者，例如，RNA病毒能以自身核酸分子為摸板進(jìn)行復制產(chǎn)生RNA，致癌RNA病毒還能通過(guò)逆轉錄的方式將遺傳信息傳遞給DNA。1958年，DNA雙螺旋的發(fā)現人之一F.Crick把上述遺傳信息的傳遞歸納為中心法則(the central dogma)。
中心法則代表了大多數生物遺傳信息貯存和表達的規律，并奠定了在分子水平上研究遺傳、繁殖、進(jìn)化、代謝類(lèi)型、生長(cháng)發(fā)育、生命起源、健康或疾病等生命科學(xué)上的關(guān)鍵問(wèn)題的理論基礎。逆轉錄是1970年H.Temin發(fā)現逆轉錄現象后，對中心法則的擴充?！?/p>
以DNA為主導的中心法則是個(gè)單向的信息流，體現了遺傳的保守性；擴充了的中心法則，使RNA也可處于中心地位。蛋白質(zhì)作為基因表達產(chǎn)物，又作用于復制、轉錄、翻譯的各個(gè)過(guò)程?？梢?jiàn)，單向信息流不能全面反映生命活動(dòng)的本質(zhì)。RNA性質(zhì)上比DNA不穩定而有更大的可塑性。最近對某些RNA分子有酶活性的研究，使人們認識到它不單只是溝通核酸與蛋白質(zhì)的橋梁，而可能是功能比DNA更廣泛的信息分子。有人提出，RNA可能是生物進(jìn)化過(guò)程或生命起源過(guò)程中最早出現的生物大分子?？梢?jiàn)，中心法則還會(huì )繼續得到補充、擴充、甚至修正，F.Crick認為有可能存在由DNA指導蛋白質(zhì)合成的途徑。
是指遺傳信息從DNA傳遞給RNA，再從RNA傳遞給蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉錄和翻譯的過(guò)程。也可以從DNA傳遞給DNA，即完成DNA的復制過(guò)程。這是所有有細胞結構的生物所遵循的法則。在某些病毒中的RNA自我復制（如煙草花葉病毒等）和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉錄成DNA的過(guò)程（某些致癌病毒）是對中心法則的補充。RNA的自我復制和逆轉錄過(guò)程，在病毒單獨存在時(shí)是不能進(jìn)行的，只有寄生到寄主細胞中后才發(fā)生。逆轉錄酶在基因工程中是一種很重要的酶，它能以已知的mRNA為模板合成目的基因。在基因工程中是獲得目的基因的重要手段。
遺傳物質(zhì)可以是DNA，也可以是RNA。細胞的遺傳物質(zhì)都是DNA，只有一些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。這種以RNA為遺傳物質(zhì)的病毒稱(chēng)為反轉錄病毒(retrovirus)，在這種病毒的感染周期中，單鏈的RNA分子在反轉錄酶(reverse transcriptase)的作用下，可以反轉錄成單鏈的DNA，然后再以單鏈的DNA為模板生成雙鏈DNA。雙鏈DNA可以成為宿主細胞基因組的一部分，并同宿主細胞的基因組一起傳遞給子細胞。在反轉錄酶催化下，RNA分子產(chǎn)生與其序列互補的DNA分子，這種DNA分子稱(chēng)為互補DNA(complementary DNA)，簡(jiǎn)寫(xiě)為cDNA，這個(gè)過(guò)程即為反轉錄(reverse transcription)。
由此可見(jiàn)，遺傳信息并不一定是從DNA單向地流向RNA，RNA攜帶的遺傳信息同樣也可以流向DNA。但是DNA和RNA中包含的遺傳信息只是單向地流向蛋白質(zhì)，迄今為止還沒(méi)有發(fā)現蛋白質(zhì)的信息逆向地流向核酸。這種遺傳信息的流向，就是克里克概括的中心法則(central dogma)的遺傳學(xué)意義。
任何一種假設都要經(jīng)受科學(xué)事實(shí)的檢驗。反轉錄酶的發(fā)現，使中心法則對關(guān)于遺傳信息從DNA單向流入RNA做了修改，遺傳信息是可以在DNA與RNA之間相互流動(dòng)的。那么，對于DNA和RNA與蛋白質(zhì)分子之間的信息流向是否只有核酸向蛋白質(zhì)分子的單向流動(dòng)，還是蛋白質(zhì)分子的信息也可以流向核酸，中心法則仍然肯定前者?？墒?，病原體朊粒(Prion)的行為曾對中心法則提出了嚴重的挑戰。
朊粒是一種蛋白質(zhì)傳染顆粒(proteinaceous infectious particle)，它最初被認識到是羊的瘙癢病的病原體。這是一種慢性神經(jīng)系統疾病，在200多年前就已發(fā)現。1935年法國研究人員通過(guò)接種發(fā)現這種病可在羊群中傳染，意味著(zhù)這種病原體是能在宿主動(dòng)物體內自行復制的感染因子。朊粒同時(shí)又是人類(lèi)的中樞神經(jīng)系統退化性疾病如庫魯病(Kuru)和克—杰氏綜合征(Creutzfeldt-Jacobdisease，CJD)的病原體，也可引起瘋牛病即牛腦的海綿狀病變(bovin spongiform encephalopathy，BSE)。以后的研究證明，這種朊粒不是病毒，而是不含核酸的蛋白質(zhì)顆粒。一個(gè)不含DNA或RNA的蛋白質(zhì)分子能在受感染的宿主細胞內產(chǎn)生與自身相同的分子，且實(shí)現相同的生物學(xué)功能，即引起相同的疾病，這意味著(zhù)這種蛋白質(zhì)分子也是負載和傳遞遺傳信息的物質(zhì)。這是從根本上動(dòng)搖了遺傳學(xué)的基礎。
實(shí)驗證明，朊粒確實(shí)是不含DNA和RNA的蛋白質(zhì)顆粒，但它不是傳遞遺傳信息的載體，也不能自我復制，而仍是由基因編碼產(chǎn)生的一種正常蛋白質(zhì)的異構體。
哺乳動(dòng)物細胞里的基因編碼產(chǎn)生一種糖蛋白PrP。人的PrP基因位于20號染色體短臂，PrP由253個(gè)氨基酸殘基組成，在氨基端有22個(gè)氨基酸組成的信號 肽。在正常腦組織中的PrP稱(chēng)為PrPc，相對分子質(zhì)量為33 000～35 000，對蛋白酶敏感。在病變腦組織中的PrP稱(chēng)為PrPsc，相對分子質(zhì)量為27 000～30 000，是PrPc中的一段，蛋白酶對其不起作用?，F在知道，PrPc和PrPsc是PrP的兩種異構體，氨基酸組分和線(xiàn)性排列次序相同，但是三維構象不同。PrPc的結構中。螺旋占42％，β片層占30％；PrPsc則是。螺旋占30％，β片層占43％。PrPc的4條。螺旋可以排列成一個(gè)致密的球狀結構，這個(gè)結構的隨機漲落(stochastic fluctua—tion)會(huì )長(cháng)成部分折疊的單體PrP*，這是一種中間體，即PrP*可以生成PrPc，也可以生成PrPsc。一般情況下，PrP*的含量極少，所以生成的PrPsc極少?？墒峭庠吹腜rPsc可以促使PrP*變成PrPsc。PrPsc的不溶性使生成PrPsc過(guò)程成為不可逆轉。PrPsc在神經(jīng)細胞里大量沉積，引起神經(jīng)細胞的病變，破壞了神經(jīng)細胞功能。因此，PrPsc感染正常細胞后，可以促使細胞內生成更多的PrPsc，PrPsc逐漸積累，需要有一個(gè)時(shí)間過(guò)程才會(huì )引發(fā)疾病，這也就是這種神經(jīng)退化性疾病有一個(gè)很長(cháng)的潛伏期的原因。所以說(shuō)，PrPsc進(jìn)入宿主細胞并不是自我復制，而是將細胞內基因編碼產(chǎn)生的PrPc變成PrPsc。由此可見(jiàn)，中心法則是正確的，至少在目前還是無(wú)需修正的。
 |
| 中心法則 |
DNA復制最重要的特征是半保留復制（semiconservative replication）。復制時(shí)，母鏈的雙鏈DNA解開(kāi)成兩股單鏈，各自作為模板，指導合成新的互補子鏈。新合成的DNA分子（即子代DNA雙鏈），其中一股單鏈從親代完整地接受過(guò)來(lái)，稱(chēng)為母鏈；另一條單鏈則完全重新合成。稱(chēng)為子鏈。由于堿基互補，兩個(gè)子細胞的DNA雙鏈，都和親代母鏈DNA堿基序列一致。這種方式稱(chēng)為半保留復制。
一、 DNA復制的酶學(xué)
復制是在酶催化下的核苷酸聚合過(guò)程，需要多種物質(zhì)的共同參與?！?/p>
（一）底物（substrate）
新鏈是由單核苷酸（dNMP）聚合而成的，但是dNMP不能直接用來(lái)合成核苷酸鏈，必須將其活化為dNTP才能參加合成，因此合成核苷酸鏈的直接底物是dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)?；罨^(guò)程需消耗ATP。
（二）聚合酶(polymerase)
DNA聚合酶（DNA指導的DNA聚合酶，DDDP），聚合dNTP—→DNA，在大腸桿菌中發(fā)現了五種，即DNA聚合酶Ⅰ（含量最多）、DNA聚合酶Ⅱ、DNA聚合酶 Ⅲ、DNA聚合酶IV和DNA聚合酶V，其中IV和V是1999年發(fā)現的。
在試管內加入模板、底物和引物，DDDPⅠ就能催化新鏈DNA的生成。這證明DNA是可以脫離細胞環(huán)境復制的。由表7-1-1可知，三重DNA聚合酶都能延長(cháng)子鏈，并具有3′→5′外切酶活性（圖7-1-4），DNA聚合酶I還具有5′→3′外切酶活性。外切酶活性指的是從DNA末端逐個(gè)水解釋放核苷酸的能力，3′→5′外切過(guò)程可以切除3′末端錯配的核苷酸，它可以防止DNA復制過(guò)程中錯誤核苷酸的產(chǎn)生（校讀功能）。5′→3′外切過(guò)程使DNA岡崎片段（Okazaki fragments）3′端的RNA引物水解。三種DNA聚合酶中聚合能力最強的是DAN聚合酶III，因此該酶的主要功能是復制（子鏈延長(cháng)）。
真核細胞中DNA聚合酶主要有α、β、γ、δ等四種。α和δ是DNA起主要作用的酶；β有最強的核酸外切酶活性，可能與修復作用有關(guān)；γ存在于線(xiàn)粒體內，參與線(xiàn)粒體DNA復制。DNA聚合酶不能從頭合成DNA子鏈，只能在現有的核苷酸鏈3′-OH端聚合新的核苷酸使子鏈延長(cháng)，因此，DNA的合成需要現有的DNA或RNA片段作為引物。在細胞中，引物成分是RNA，由引物酶催化聚合；實(shí)驗室合成DNA時(shí)既可以用RNA為引物，也可以用DNA為引物。聚合酶鏈式反應（DNA體外快速擴增技術(shù)）使用現成的DNA片段為引物，這樣省去了引物酶，使合成方便快捷?！?/p>
（三）其他酶和蛋白因子
1． 引物酶（primase）
該酶是一種RNA聚合酶，但又不同于催化轉錄過(guò)程的RNA聚合酶，它在模板的復制起始部位催化互補堿基的聚合，形成短片段RNA。因此，引物酶的的作用是為DNA合成提供3′-OH末端，使DNA聚合酶能在3′-OH末端延長(cháng)DNA子鏈?！?/p>
2． 解鏈酶(helicase)
解鏈酶的作用是解開(kāi)DNA雙鏈，即斷開(kāi)堿基對之間的氫鍵，形成兩條單鏈DNA。每解開(kāi)一對堿基對，需消耗2個(gè)ATP?！?/p>
3． 拓撲異構酶
拓撲一詞，是指物體或圖象作彈性移位而又保持物體不變的性質(zhì)。DNA雙螺旋沿軸旋繞，復制解鏈也沿同一軸反向旋轉，復制速度快，旋轉達100次/秒，易造成DNA分子打結、纏繞、連環(huán)現象?！?/p>
撲異構酶對DNA分子的作用是斷開(kāi)DNA的雙鏈或單鏈，釋放緊張螺旋狀態(tài)后再促使DNA單鏈或雙鏈的連接。即斷開(kāi)磷酸二酯鍵，旋轉DNA釋放螺旋緊張狀態(tài)，然后重新以磷酸二酯鍵連接斷開(kāi)的DNA。拓撲異構酶有兩種，一種能斷開(kāi)DNA的一條鏈，并使斷開(kāi)的單鏈繞未斷開(kāi)的單鏈旋轉而釋放螺旋，另一種能同時(shí)斷開(kāi)DNA雙鏈。
4． DNA連接酶(DNA ligase)
DNA連接酶的作用是將1個(gè)DNA片段的3′-OH末端和另一個(gè)DNA片段的5′-磷酸基脫水生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的DNA片段鏈連接起來(lái)，形成完整的DNA子鏈。連接酶的催化作用在原核細胞需要消耗NAD+，在真核細胞則需消耗ATP。
5． 單鏈結合蛋白(SSB)
作為模板的DNA總要處于單鏈狀態(tài)，而DNA 分子只要符合堿基配對，又總會(huì )有形成雙鏈的傾向，以使分子達到穩定狀態(tài)及免受胞內存在的核酸酶降解。解鏈酶斷開(kāi)堿基對間的氫鍵（相當與DNA變性）后，DNA兩條單鏈會(huì )再度粘合（復性）而使DNA復制無(wú)法繼續。單鏈結合蛋白結合在解鏈后的D單鏈DNA上，防止單鏈復性為雙鏈?！?/p>
（四）模板
指解開(kāi)成單鏈的DNA母鏈，指導著(zhù)dNTP按照堿基配對的原則逐一合成新鏈。
二、DNA的復制過(guò)程
復制是連續的過(guò)程，可分為起始、延長(cháng)和終止三個(gè)階段?！?/p>
（一）復制的起始
起始是DNA復制中較復雜的一環(huán)，所需的各種酶和蛋白質(zhì)因子較多，細節也未盡清楚。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是要把DNA解成單鏈和生成引物。解鏈酶借助ATP的能量解開(kāi)DNA雙鏈，能量主要用于使維持堿基配對的氫鍵斷裂。無(wú)論是原核還是真核細胞，復制開(kāi)始后，由于DNA雙鏈解開(kāi)，在兩股單鏈上進(jìn)行復制，在電子顯微鏡下均看到伸展成叉狀的復制現象，稱(chēng)為復制叉。
1． DNA解成單鏈
解開(kāi)雙鏈并非解鏈酶單獨作用。DNA雙螺旋在反向重復序列的基礎上繞成一圈的超螺旋，超螺旋內結合著(zhù)至少七種蛋白質(zhì)和酶，其中包括解鏈酶、引物酶及其他的復制因子。雙鏈解開(kāi)后，還必須在一定時(shí)間內保持開(kāi)鏈狀態(tài)，使新加入的核苷酸有模板作依據。單鏈DNA結合蛋白結合于開(kāi)放的單鏈上，起穩定和保護單鏈模板的作用?！?/p>
2． 引發(fā)體的生成
隨從鏈是不連續復制，需多次生成引物。引發(fā)體在隨從鏈每一次的引物合成中均起作用。引物酶按堿基配對規律合成RNA引物。其合成的方向也是自5′端至3′端，因此已合成的引物必保留一個(gè)3′-OH末端。此時(shí)，就可以開(kāi)始真正的DNA復制?！?/p>
（二）復制的延長(cháng)
1． 復制延長(cháng)的生化過(guò)程 復制過(guò)程是在引物（寡核苷酸）上逐個(gè)加入dNTP，使新鏈不斷延長(cháng)?！?/p>
（dNMP）n +dNTP——→（dNMP）n+1 +ppi
反應式中的寡核苷酸n，可體會(huì )為引物或延長(cháng)中的新鏈，其3′-OH與dNTP的α-磷酸基起反應，生成3′，5′-磷酸二酯鍵，因而使n延長(cháng)為n+1。dNTP上的β和γ-磷酸基游離而生成焦磷酸。新鏈只能從5′端向3′端延長(cháng)。這就是DNA復制的方向性。DNA雙螺旋上兩股單鏈走向相反，復制時(shí)也按相反走向合成新鏈?！?/p>
2． 復制的半不連續性和崗崎片段 由于DNA雙鏈的走向相反，一鏈是5′→3′方向，其互補鏈是3′→5′方向。分開(kāi)后，兩股單鏈在復制叉上也是相反走向。復制，也包括引物的合成，總是從5′→3′方向延伸的。因此，前導鏈可以順著(zhù)解鏈方向延長(cháng)，滯后鏈復制方向與解鏈方向相反，不能順著(zhù)解鏈方向連續延長(cháng)。這種情況下，必須等待模板鏈解出足夠的長(cháng)度，復制才能開(kāi)始并延長(cháng)。一段鏈在延長(cháng)之際，又同時(shí)等待下一段暴露出的單鏈達到足夠的長(cháng)度，因此，這股鏈不可能連續地復制?！?/p>
1968年，岡崎用電子顯微鏡及放射自顯影技術(shù)，觀(guān)察到DNA復制過(guò)程中，出現一些不連續片段。后人證實(shí)了這些不連續片段只存在于DNA復制叉上其中的一股。后來(lái)就把這種復制中不連續片段稱(chēng)為岡崎片段，至復制過(guò)程即將全部終結時(shí)，這些片段互相匯合。
（三）復制的終止
原核生物復制，往往從一定的起始點(diǎn)向兩個(gè)方向同時(shí)進(jìn)行，稱(chēng)為雙向復制。某些原核生物還有一定的復制終止點(diǎn)?！?/p>
復制叉中，前導鏈幾乎可以不間斷地延長(cháng)，滯后鏈是通過(guò)岡崎片段來(lái)延長(cháng)的。第一個(gè)岡崎片段延長(cháng)至第二個(gè)岡崎片段引物前方時(shí)，DNA聚合酶的5′→3′外切酶活性可把前方的RNA引物水解,同時(shí)DNA聚合酶的聚合酶活性使岡崎片段繼續延長(cháng)。因為復制總是從5′→3′進(jìn)行的，所以第二個(gè)岡崎片段的引物間隙應由第一個(gè)崗崎片段延長(cháng)進(jìn)行填補。延長(cháng)一直達到引物遺留的空隙被填滿(mǎn)為止，亦即達到第二個(gè)片段的5′-磷酸基末端。此時(shí)，第一個(gè)片段的3′-OH和第二個(gè)片段的5′-磷酸基仍是游離的，也就是說(shuō)，兩鏈之間還有個(gè)小缺口，未連接起來(lái)?！?/p>
DNA連接酶在這個(gè)復制的最后階段起作用，把片段之間所剩的小缺口通過(guò)生成磷酸二酯鍵而接合起來(lái)，成為真正連續的子鏈?！?/p>
注意：DNA聚合酶只有5′→3′聚合活性，沒(méi)有3′→5′聚合活性！但是DNA聚合酶都具有外切酶活性。因此，在原核生物的環(huán)狀DNA復制時(shí)所有的引物都能被水解并由DNA鏈填補，但是，在真核生物的線(xiàn)性DNA分子中，前導鏈的RNA引物和滯后鏈的最后一個(gè)RNA引物水解后無(wú)法再形成DNA鏈，與引物配對的模板鏈形成單鏈，單鏈DNA不穩定，隨后被DNA聚合酶的外切酶活性催化水解，導致線(xiàn)性DNA分子每復制一次，DNA分子就截短一節。這個(gè)特性導致大多數真核細胞不能無(wú)限分裂下去。真核胚胎細胞體外培養分裂代數大約為50代。
在無(wú)限增殖的細胞如生殖細胞、干細胞、癌細胞中存在恢復DNA原有長(cháng)度的端粒酶，端粒酶是一種逆轉錄酶。酶分子中存在一段RNA序列，端粒酶以這段RNA為模板合成DNA子鏈，從而恢復DNA的長(cháng)度。這導致DNA分子的兩端出現高度重復的堿基序列，這種重復結構存在于染色體的兩端，稱(chēng)做端粒?！?/p>
具有端粒酶的細胞是可以無(wú)限增殖的?！?/p>
此外，真核生物DNA復制的同時(shí)，幾乎是與染色體蛋白，包括組蛋白及非組蛋白類(lèi)的合成同步進(jìn)行的。DNA復制完成后，隨即裝配成核內的核蛋白，并組成染色體?！?/p>
（四）DNA復制的特點(diǎn)：半保留復制；準確性、保真性；對稱(chēng)性；方向性5′→3′?！?br>（五）意義：是細胞分裂、生物生長(cháng)、繁殖的物質(zhì)基礎
三、逆轉錄(reverse transcription)與逆轉錄酶(reverse transcriptase)
1970年H.Temin和D.Baltimore分別從RNA病毒中發(fā)現了一種酶，能催化以單鏈RNA為模板合成雙鏈DNA的反應。反應過(guò)程先以單鏈RNA的基因組為模板，催化合成一條單鏈互補DNA(cDNA)。產(chǎn)物與模板生成RNA-DNA雜化雙鏈，雜化雙鏈中的RNA被RNA酶水解后，再以新合成的單鏈DNA為模板，催化合成第二條單鏈DNA。催化此反應的酶稱(chēng)為逆轉錄酶，也稱(chēng)反轉錄酶。酶的作用需Zn2+的輔助。合成方向也是從5′→3′方向延伸新鏈。全過(guò)程所用的引物，現在認為是病毒本身的一種tRNA?！?/p>
逆轉錄酶具有3種酶活力：①它可利用RNA為模板合成互補DNA鏈，形成RNA-DNA雜化分子（RNA指導的DNA聚合酶活性）；②它以新合成的DNA為模板合成另一條互補DNA鏈，形成DNA雙鏈分子（DNA指導的DNA聚合酶活性）；③具有核糖核酸酶活性，專(zhuān)門(mén)水解RNA-DNA雜化分子中的RNA鏈?！?/p>
逆轉錄過(guò)程是依賴(lài)RNA的DNA合成作用；以RNA為模板，由dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)聚合成DNA分子。此過(guò)程中，核酸合成與轉錄（DNA→RNA）過(guò)程遺傳信息的流動(dòng)方向相反（RNA→DNA），故稱(chēng)為逆轉錄?！?/p>
逆轉錄酶和逆轉錄現象是分子生物學(xué)研究中的重大發(fā)現。中心法則認為：DNA的功能兼有遺傳信息的傳遞和表達，因此，DNA處于生命活動(dòng)的中心位置。逆轉錄現象說(shuō)明：至少在某些生物，RNA同樣兼有遺傳信息傳遞和表達功能。20世紀80年代末，又發(fā)現某些RNA，即核酶（ribozyme）具有催化功能。過(guò)去所知，有生物催化作用的酶，其化學(xué)本質(zhì)都是蛋白質(zhì)。核酶的發(fā)現，使科學(xué)界對RNA在生命活動(dòng)中的重要性添加了更深刻的認識。有人認為，RNA在進(jìn)化過(guò)程中，是比DNA更早出現的生物大分子。
生物體以DNA為模板合成RNA的過(guò)程稱(chēng)為轉錄，意思是把DNA的堿基序列轉抄成RNA的堿基序列。DNA分子上的遺傳信息是決定蛋白質(zhì)氨基酸序列的原始模板。RNA把遺傳信息從染色體內貯存的狀態(tài)轉送至胞液，作為蛋白質(zhì)合成的直接模板。轉錄還包括tRNA和rRNA的生物合成，這兩種RNA不用作翻譯模板，但參與蛋白質(zhì)的生物合成?！?/p>
轉錄和復制都是酶促的核苷酸聚合過(guò)程，有許多相似之處：都以DNA為模板；都需依賴(lài)聚合酶；聚合過(guò)程都是核苷酸之間生成磷酸二酯鍵；都從5′→3′方向延伸成新鏈多聚核苷酸；都遵從堿基配對規律。但相似之中又有區別。
（一）模板
轉錄時(shí)，DNA雙鏈中一股單鏈作為起轉錄作用的模板鏈（用大寫(xiě)字母表示），可稱(chēng)為有意義鏈或W鏈，按堿基配對規律指引核苷酸的聚合。與其互補的相應鏈稱(chēng)為編碼鏈（用小寫(xiě)字母表示），也可稱(chēng)為反意義鏈或C鏈。
轉錄是有選擇性的，在細胞不同的發(fā)育時(shí)序，按生存條件和需要才轉錄。在基因組的龐大的DNA鏈上，也并非任何區段都可以轉錄。能轉錄出RNA的DNA區段，稱(chēng)為結構基因。轉錄的這種選擇性，稱(chēng)為不對稱(chēng)轉錄（asymmetric transcription）。它有兩方面的含義：一是在DNA雙鏈分子上，一股鏈可轉錄，另一股鏈不轉錄；其二是模板鏈并非永遠在同一單鏈上。在DNA雙鏈某一區段，以其中一單鏈為模板鏈；在另一區段，又反過(guò)來(lái)以其對應單鏈作模板鏈。處在不同單鏈的模板鏈轉錄方向相反。轉錄和復制一樣，產(chǎn)物鏈，即轉錄出的RNA鏈，方向總是從5′→3′延長(cháng)的?！?/p>
（二）原料
NTP(ATP、GTP、CTP、UTP)?！?/p>
（三）酶
轉錄酶（transcriptase）即RNA聚合酶（DNA指導的RNA聚合酶，DDRP），在原核生物及真核生物均廣泛存在，但有所區別?！?/p>
原核細胞中只有一種DDRP，由五個(gè)亞基（α2ββ′σ）共同組成全酶。σ亞基的功能是辨認起始點(diǎn)，脫離了σ亞基的α2ββ′稱(chēng)為核心酶，核心酶的作用是延長(cháng)RNA鏈。真核細胞已發(fā)現有三種DDRP，分別稱(chēng)為DDRPⅠ、II、III，它們專(zhuān)一地轉錄不同的基因，因此，由它們催化的轉錄過(guò)程產(chǎn)物也各不相同。DDRPⅡ被認為是真核生物中最重要的DDRP?！?/p>
（四）過(guò)程
轉錄過(guò)程以DDRP辨認、結合DNA模板開(kāi)始。隨著(zhù)酶向前移動(dòng)，轉錄產(chǎn)物RNA逐漸延長(cháng)。直至轉錄酶到達終止信號處，DDRP與DNA模板分離，產(chǎn)物RNA鏈脫落，轉錄即告終止。真核生物的轉錄產(chǎn)物還需要有轉錄后再加工的過(guò)程?！?/p>
1．起始
目前已知，轉錄時(shí)DNA解成單鏈的幅度只有10多個(gè)至20個(gè)的堿基對，形成轉錄空泡。原核生物辨認轉錄起始點(diǎn)現已知只有σ因子，起始點(diǎn)的堿基序列（被認出的DNA區段）也比較單一。真核生物的情形就復雜得多。在轉錄起始點(diǎn)上游的-30核苷酸處，有共同的5′-TATA盒，稱(chēng)為Hogness盒或TATA盒（TATA Box）。此外，還有好幾組核苷酸序列，統稱(chēng)為順式調控元件。辨認DNA的蛋白質(zhì)不止一種，統稱(chēng)為反式調控因子。因子與因子之間又需互相結合、辨認，以準確地調控基因的表達。
已證明轉錄起始不需引物，兩個(gè)相鄰核苷酸只要與模板相配對，直接在起始點(diǎn)上就被DDRP催化形成磷酸二酯鍵。為首的一個(gè)總是GTP和ATP，又以GTP更為常見(jiàn)。GTP與隨后而來(lái)的NTP生成磷酸二酯鍵，仍保留三磷酸鳥(niǎo)苷狀態(tài)。5′-端的三磷酸鳥(niǎo)苷結構，不但在延長(cháng)中保留，至轉錄完成，RNA脫落，也還有這一結構?！?/p>
第一個(gè)磷酸二酯鍵形成后，σ亞單位即從轉錄起始復合物上脫落。核心酶則連同合成的RNA鏈，繼續結合于DNA分子上并沿DNA鏈向前移動(dòng)。實(shí)驗證明：σ亞單位不脫落，DDRP則停留在起始位置，即轉錄不能繼續進(jìn)行?！?/p>
2．延長(cháng)
隨著(zhù)σ亞基的脫落，核心酶的構象會(huì )發(fā)生改變。起始區的DNA有特殊的堿基序列，因此，酶與模板的結合有高度的特異性，而且較為緊密。過(guò)了起始區，不同基因的堿基序列大不相同，所以，DDRP與模板的結合就是非特異性的。而且結合得較為松弛，有利于DDRP迅速向前移動(dòng)。DDRP構象的改變，就是適應于這種不同區段的結構與需要的?！?/p>
在起始復合物上，3′-端仍保留糖的游離OH基。作為底物的三磷酸核苷上的α-磷酸就可與這一3′-OH起反應，生成磷酸二酯鍵。同時(shí)脫落的β、γ磷酸基則生成無(wú)機焦磷酸。聚合進(jìn)去的核苷酸又有3′-OH游離，這樣就可按模板鏈的指引，一個(gè)接一個(gè)地延長(cháng)下去。產(chǎn)物RNA是沒(méi)有T的；遇到模板為A的的位置時(shí)，轉錄產(chǎn)物相應加入的是U。A-T配對是兩個(gè)氫鍵，A-U配對也同樣是兩個(gè)氫鍵。轉錄延長(cháng)過(guò)程中，DDRP是沿著(zhù)DNA鏈向前移動(dòng)，新合成的RNA鏈與模板鏈互補?！?/p>
3． 終止
轉錄終止的現象是DDRP在模板的某一位置停頓，RNA鏈從轉錄復合物上脫離出來(lái)。1969年，J.Roberts在大腸桿菌中發(fā)現一種蛋白質(zhì)有控制轉錄終止的作用，定名為ρ因子（Rho factor）。ρ因子是幫助DDRP辨認終止點(diǎn)并停止轉錄的?！?/p>
（五） 方向：5′→3′方向?！?/p>
（六） 轉錄后的加工
在原核細胞，由于不存在核膜，因此RNA是邊轉錄邊翻譯，即轉錄還沒(méi)完成，蛋白質(zhì)的翻譯過(guò)程已經(jīng)開(kāi)始。而真核細胞轉錄產(chǎn)生的RNA必須經(jīng)過(guò)加工修飾，然后經(jīng)核膜孔被送入細胞質(zhì)才能開(kāi)始蛋白質(zhì)的翻譯，所以，真核細胞在轉錄和翻譯之間有一個(gè)加工修飾過(guò)程?！?/p>
mRNA分子的前體是核不均一RNA(hnRNA)，hnRNA的加工修飾主要有四項工作：①加尾，在3′端添加多聚腺苷酸尾巴(poly A)。多聚A的存在保護遺傳密碼部分不被核糖核酸酶水解，但是多聚A的尾巴依然能被水解，所以多聚A的長(cháng)短決定了mRNA的壽命。②戴帽，即在5端添加m7GpppG（6-甲基鳥(niǎo)苷三磷酸），這種結構使水解酶無(wú)法從5′端進(jìn)行水解；③剪接，真核生物轉錄產(chǎn)生的RNA不是最后翻譯時(shí)用的模板，其中一些片段會(huì )被核酶進(jìn)行剪切，然后將剩余段落進(jìn)行拼接形成最終的翻譯模板；對應于DNA，被剪切的部分稱(chēng)內含子，拼接的段落稱(chēng)外顯子。④化學(xué)修飾，部分堿基進(jìn)行甲基化、還原、移位、脫氨基等修飾過(guò)程）。轉錄的RNA經(jīng)剪接或修飾轉變成為成熟的具有功能的mRNA。tRNA、rRNA同樣存在加工修飾現象。
翻譯（translation）就是把核酸中四種堿基組成的遺傳信息，以遺傳密碼翻譯方式轉變?yōu)榈鞍踪|(zhì)中20種氨基酸的排列順序。DNA分子貯存遺傳信息，通過(guò)轉錄生成mRNA，由mRNA作直接的模板來(lái)指導翻譯。翻譯在細胞質(zhì)中進(jìn)行，mRNA則在核內（原核生物則在核區）合成。mRNA經(jīng)過(guò)加工修飾后穿過(guò)核膜進(jìn)入細胞質(zhì)與核糖體結合，在rRNA和tRNA，還有一些蛋白質(zhì)和酶的共同參與下，以各種氨基酸為原料，完成蛋白質(zhì)的生物合成過(guò)程。
（一） 模板：mRNA?！?/p>
（二） 原料：氨基酰tRNA?！?/p>
（三） 酶
1． 氨基酰tRNA合成酶 有20種以上，催化特定的氨基酸與其相應的tRNA結合，消耗ATP?！?/p>
2． 轉肽酶 催化氨基酸間形成肽鍵，存在于核糖體的大亞基上，過(guò)去認為是核糖體的蛋白質(zhì)部分，現在已經(jīng)證實(shí)轉肽活性是核糖體輔基RNA的作用，即該RNA具有催化活性。轉肽過(guò)程是不需要任何蛋白質(zhì)因子參與的核糖體催化過(guò)程。
3． 移位因子（移位酶） 核糖體向mRNA的3′端移動(dòng)1個(gè)密碼子的距離?！?/p>
4． 其他因子 起始因子（IF1、2、3）；延長(cháng)因子（EF1、2）；終止因子或釋放因子（RF）?！?/p>
5． 其他物質(zhì) 還有Mg2+、K+等無(wú)機離子；ATP、GTP等供能物質(zhì)?！?/p>
（四） 方向：mRNA鏈從5′→3′；蛋白質(zhì)多肽鏈從N→C端?！?/p>
（五）三種RNA的作用
1． mRNA
轉錄遺傳信息，是翻譯的直接模板，指導蛋白質(zhì)的生物合成。mRNA從5′→3′方向，以AUG開(kāi)始，每三個(gè)相鄰的核苷酸組成一個(gè)三聯(lián)體，組成一個(gè)遺傳密碼。密碼子共64種，有以下特點(diǎn)：
①簡(jiǎn)并性 在遺傳密碼中，除色氨酸和蛋氨酸外，其余氨基酸均有2個(gè)、3個(gè)或4個(gè)多至6個(gè)密碼。有2、3、4個(gè)密碼的氨基酸，其三聯(lián)體上1、2位堿基相同，第3位堿基則不同。若前兩位堿基發(fā)生錯配突變，可以譯出不同的氨基酸；而第3位堿基的突變，不會(huì )影響氨基酸的翻譯?！?/p>
②連續性 密碼之間沒(méi)有核苷酸間斷，連續三個(gè)一組往下翻譯。mRNA鏈上的堿基插入或缺失，可造成框移突變，使下游翻譯出的氨基酸完全改變。突變出現堿基插入，也同樣可引起框移。
③通用性 從最簡(jiǎn)單的病毒、原核生物、直至人類(lèi)，都使用相同的一套遺傳密碼?！?/p>
④擺動(dòng)性 翻譯過(guò)程中，氨基酸的正確加入，需靠mRNA上的密碼與tRNA上的反密碼相互辨認。密碼與反密碼配對辨認時(shí)，有時(shí)不完全遵照堿基互補的規律。尤其是密碼的第3位堿基對反密碼的第1位堿基，更常出現這種擺動(dòng)現象，即堿基不嚴格互補也能互相辨認。tRNA堿基組成的特點(diǎn)是有很多稀有堿基，其中次黃嘌呤常出現于反密碼的第1位，可以與密碼的第3位A、C或U配對，這就是常見(jiàn)的擺動(dòng)現象。
2． tRNA
tRNA分子的反密碼可識別mRNA密碼子，通過(guò)氫鍵相互配對。tRNA的3′-末端CCA-OH是氨基酸的結合位點(diǎn)。一種氨基酸可以和2～6種tRNA特異地結合，已發(fā)現的tRNA有40～50種。tRNA能攜帶活化的氨基酸，總是由mRNA上的遺傳密碼子決定的。這樣由密碼-反密碼-氨基酸之間的“對號入座”，保證了從核酸到蛋白質(zhì)的信息傳遞的準確性?！?/p>
3． rRNA
早在50年代初期，已發(fā)現核糖體可能與蛋白質(zhì)合成有關(guān)。核糖體由大、小亞基構成。亞基中各含有了不相同的蛋白質(zhì)和rRNA。在翻譯過(guò)程中，就靠這些蛋白質(zhì)與參與翻譯的各種RNA進(jìn)行高度特異、準確的相互作用，使氨基酸能按mRNA上遺傳密碼的排列次序合成相應的肽鏈。是提供蛋白質(zhì)合成的場(chǎng)所?！?/p>
（六）過(guò)程
1． 氨基酸的活化與轉運
氨基酸加ATP，在氨基酰tRNA合成酶的作用下，氨基酸與3′末端游離的OH以酯鍵相結合成為活化型的氨基酸?！?/p>
氨基酸 + ATP-酶 → 氨基酰-AMP-酶 + PPi
氨基酰-AMP-酶 + tRNA → 氨基酰-tRNA + AMP + 酶
2． 翻譯過(guò)程
也可分為起始、延長(cháng)和終止三個(gè)階段?！?/p>
（1）起始：翻譯的起始是將帶有蛋氨酸的tRNA與mRNA結合到核糖體上形成起始復合物的過(guò)程。這是mRNA能忠實(shí)地翻譯的關(guān)鍵步驟，也是調節蛋白質(zhì)合成的部位。此過(guò)程在原核生物與真核生物中完全相同。由大、小亞基、mRNA與甲酰蛋氨酰tRNA共同構成70S起始復合物。
（2）延長(cháng)：翻譯過(guò)程的肽鏈延長(cháng)，也稱(chēng)為核糖體循環(huán)（ribosmal cycle）。每次核糖體循環(huán)，可分為三個(gè)步驟：注冊、成肽、轉位。每循環(huán)一次，肽鏈延長(cháng)一個(gè)氨基酸，如此不斷重復，肽鏈不斷延長(cháng)，直至肽鏈合成終止?！?/p>
①注冊(進(jìn)位) 指氨基酰-tRNA根據遺傳密碼的指引，進(jìn)入核糖體的A（受位）位。起始復合體形成后，核糖體的P位（給位）已為fMet-tRNAfmet占據，但A位是留空的，而且對應著(zhù)mRNA的第二位密碼，即緊接AUG的三聯(lián)體。接受新的氨基酰-tRNA進(jìn)入A位（受位）稱(chēng)為進(jìn)位?！?/p>
②成肽(轉肽) 此過(guò)程由轉肽酶催化，此酶實(shí)際上是核糖體大亞基上的輔基RNA（核酶），成肽的過(guò)程是P位上的fMet-tRNAfmet的?；cA位上的AA-tRNA的氨基進(jìn)行反應，反應在A(yíng)位上進(jìn)行，即P位上的蛋氨酸移至A位成肽。在整個(gè)延長(cháng)過(guò)程中起始蛋氨酸的α-氨基可保留至翻譯終止成為新生的肽鏈上的N-末端。但自然界的蛋白質(zhì)大多數不是以蛋氨酸作為N-末端的，翻譯后這一N-蛋氨酸，或者N-端的肽段會(huì )被切除。成肽完成后，生成的二肽-tRNA在A(yíng)位上，這是第一個(gè)核糖體循環(huán)的情況，第二個(gè)循環(huán)，A位上為三肽，第三個(gè)循環(huán)，A位上為四肽，余類(lèi)推。由于成肽中蛋氨酸（以下的循環(huán)則為二肽、三肽……）已移至A位成肽，P位留下一個(gè)無(wú)負載的tRNA。在成肽結束前，tRNA從核糖體上脫落，使P位留空?！?/p>
③轉位(移位) 在A(yíng)位的二肽連同mRNA從A位進(jìn)入P位。這實(shí)際是整個(gè)核糖體的相對位置的移動(dòng)。催化轉位作用的是轉位酶。，其活性存在于EFG(延長(cháng)因子G)中。由于肽-tRNA-mRNA與核糖體位置的相對變更，此時(shí)，肽-tRNA-mRNA占據了P位，A位是留空的。情況和第一循環(huán)開(kāi)始時(shí)一樣，不同的只是P位為肽-tRNA-mRNA，而第一次循環(huán)開(kāi)始P位是fMet-tRNA-mRNA?？傊?，A位留空，并對應著(zhù)mRNA鏈上第三個(gè)三聯(lián)體密碼，于是，第三個(gè)氨基酸就按密碼的指引進(jìn)入A位注冊，開(kāi)始下一循環(huán)。同樣，經(jīng)過(guò)注冊、成肽、轉位，P位出現三肽-tRNA-mRNA，A位留空讓第四號氨基酰-tRNA進(jìn)入注冊?！?/p>
可見(jiàn)，核糖體閱讀mRNA密碼是從5′→3′方向進(jìn)行，肽鏈合成是從N-端向C-端方向進(jìn)行的。每進(jìn)行一次核糖體循環(huán)，肽鏈便延長(cháng)一個(gè)氨基酸。
（3）終止：肽鏈合成的終止包括終止信號（UAA、UAG、UGA）的辨認，肽鏈從肽- tRNA上水解釋放，mRNA從核糖體中分離，大小亞基拆開(kāi)。終止過(guò)程也需蛋白質(zhì)因子，通常稱(chēng)為釋放因子（RF）。任何一種終止信號出現，延長(cháng)即終止。具體過(guò)程如下：
① 當翻譯到A位出現mRNA的終止密碼時(shí)，因無(wú)AA-tRNA與之對應，由RF-1或RF-2識別終止密碼，進(jìn)入A位。RF-3加強此種作用?！?/p>
② 釋放因子的結合，可誘導核糖體上的轉肽酶將合成的肽鏈轉移到水分子，故實(shí)際上表現出酯酶活性，將P位上肽鏈從tRNA分離出來(lái)?！?/p>
③ 通過(guò)GTP水解為GDP及Pi，使殘留在核糖體上的tRNA，乃至各種釋放因子釋出，最終使核糖體也從mRNA脫落下來(lái)。
（七） 多聚核糖體
在蛋白質(zhì)生物合成過(guò)程中，一條mRNA鏈上，常有多個(gè)核糖體呈串珠狀排列，可見(jiàn)核糖體以多聚核糖體的形式存在。每個(gè)核糖體之間約有5～15nm距離，估算在mRNA鏈上的每80個(gè)核苷酸即附有一個(gè)核糖體。多聚核糖體的形成是由于第一個(gè)核糖體在mRNA鏈上隨著(zhù)翻譯的進(jìn)行而向下游移動(dòng)，空出的起始部位就會(huì )與第二個(gè)核糖體結合，以后第三、第四個(gè)核糖體也可在mRNA的起始位點(diǎn)進(jìn)入。通過(guò)多個(gè)核糖體在一條mRNA鏈上同時(shí)翻譯，可以大大加速蛋白質(zhì)的合成速度，mRNA得到充分的利用。
（八） 翻譯后加工
從核糖體上最終釋出的多肽鏈，即使能自行卷曲而具有一定的構象，但還不是具有生物活性的成熟蛋白質(zhì)，必須進(jìn)一步加工，進(jìn)行切割或修飾，乃至聚合，才能表現出生理活性。這些蛋白質(zhì)的修飾過(guò)程，稱(chēng)為翻譯后加工。翻譯后加工可分為高級結構的修飾、一級結構的修飾和靶向輸送三方面：
1． 高級結構的修飾
①亞基聚合 具四級結構的蛋白質(zhì)由兩條以上的肽鏈通過(guò)非共價(jià)鍵聚合，形成寡聚體。常見(jiàn)的例子如血紅蛋白分子α2β2的聚合。各亞基雖自有獨立功能，但又必須互相依存，才得以發(fā)揮作用?！?/p>
②輔基連接 結合蛋白質(zhì)中輔基（輔酶）與肽鏈的結合是復雜的生化過(guò)程。例如糖蛋白的糖基化，是目前基因工程中一個(gè)未解決的關(guān)鍵問(wèn)題。不少生物活性物質(zhì)，當用基因工程方法表達出其肽鏈后，還不具備活性。因此，如何使該蛋白質(zhì)實(shí)現糖基化是正在大力研究中的問(wèn)題之一?！?/p>
2． 一級結構的修飾
①氨基肽酶切除肽鏈N-端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸 翻譯過(guò)程以fMet-tRNAfmet作為第一個(gè)注冊的起始物，在蛋白質(zhì)合成過(guò)程中，N-端氨基酸總是fMet（甲酰蛋氨酸），其α-氨基是甲?；?。但天然蛋白質(zhì)大多數不以蛋氨酸為N-端第一位氨基酸。細胞內的脫甲?；富虬被拿缚梢猿-甲?；?，N-末端蛋氨酸或N-末端的一段肽。這個(gè)過(guò)程不一定等肽鏈合成終止才發(fā)生，有時(shí)邊合成可邊進(jìn)行加工?！?/p>
②個(gè)別氨基酸殘基的修飾 在結締組織的蛋白質(zhì)內常出現羥脯氨酸、羥賴(lài)氨酸，這兩種氨基酸并無(wú)遺傳密碼、反密碼子及tRNA引導入肽鏈，而是在脯氨酸、賴(lài)氨酸殘基經(jīng)過(guò)羥化而出現的。不少酶的活性中心上有磷酸化的絲氨酸、蘇氨酸，甚至酪氨酸；這些含-OH基團的氨基酸是翻譯后才磷酸化的。多肽鏈內或肽鏈之間往往可由兩個(gè)半胱氨酸的-SH形成的二硫鍵，這是常見(jiàn)的維系蛋白質(zhì)結構的化學(xué)鍵，其形成也是在肽鏈合成后兩個(gè)半胱氨酸的-SH基脫氫氧化而連接的?！?/p>
③部分肽段水解切除修飾 真核生物中往往會(huì )遇到一條已合成的多肽鏈經(jīng)翻譯后加工產(chǎn)生多種不同活性的蛋白質(zhì)或肽的情況。最典型的例子如鴉片促黑皮質(zhì)素原，由265個(gè)氨基酸殘基組成，經(jīng)水解修剪，可生成ACTH（三十九肽）、β-MSH(十八肽)等活性物質(zhì)?！?/p>
3． 蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送
蛋白質(zhì)合成后，定向地到達其執行功能的目標地點(diǎn)，稱(chēng)為靶向輸送。穿過(guò)合成所在細胞到其他組織細胞去的蛋白質(zhì)，可統稱(chēng)為分泌性蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)生物合成與遺傳、分化、免疫、腫瘤發(fā)生以及藥物作用均有密切關(guān)系，是醫學(xué)上的重大課題?！?/p>
一、分子病
分子病是由于DNA分子上堿基的變化（基因突變），引起mRNA和蛋白質(zhì)結構變異，導致體內某些結構和功能的異常，由此造成的疾病。例如鐮刀形紅細胞貧血，病人血紅蛋白β-鏈的N-端第6位氨基酸殘基由親水的谷氨酸變成疏水的纈氨酸，這是由于結構基因發(fā)生單一堿基變異，在轉錄時(shí)使mRNA相應密碼子單個(gè)堿基發(fā)生改變，以致在翻譯時(shí)在血紅蛋白β-鏈N-端第6位氨基酸殘基的谷氨酸被纈氨酸替代?；颊哐t蛋白容易析出聚集，而使紅細胞變型成鐮刀型并較易破裂而引起溶血。
二、干擾素抗病毒感染
干擾素是一組小分子的糖蛋白，宿主細胞受病毒感染后，病毒在細胞繁殖過(guò)程中復制產(chǎn)生的雙鏈RNA能誘導宿主細胞產(chǎn)生干擾素，產(chǎn)生的干擾素能作用于其他鄰近細胞，使這些細胞具有抗病毒的能力，從而抑制病毒的繁殖。
三、抗生素對蛋白質(zhì)合成的影響
多種抗生素可作用于復制、轉錄和翻譯各個(gè)環(huán)節，通過(guò)抑制細菌或腫瘤細胞蛋白質(zhì)的合成，起到抑菌或抗癌作用?！?/p>
抑制DNA模板功能的抗生素有爭光霉素、自力霉素、放線(xiàn)菌素、絲裂霉素C等。例如絲裂霉素C能選擇性地與模板DNA上鳥(niǎo)嘌呤的第6位氧原子結合，妨礙DNA雙鏈拆開(kāi)，從而抑制DNA復制，臨床上用以治療白血病、肉瘤等惡性腫瘤?！?/p>
抑制RNA合成的抗生素有利福霉素，其作用機制是利福霉素與原核細胞RNA聚合酶的β-亞基結合，使核心酶不能和起始因子σ結合，從而抑制轉錄，利福霉素對真核細胞的RNA聚合酶無(wú)明顯作用，臨床用以抗結核治療。
抑制蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程的抗生素有鏈霉素和卡那霉素，能與30S亞基結合，使氨基酰-tRNA上的反密碼子與mRNA上的密碼子結合松弛，還能引起讀碼錯誤，導致合成異常蛋白質(zhì)。四環(huán)素與小亞基結合，能阻止氨基酰-tRNA注冊，另外氯霉素能與原核細胞大亞基結合，抑制轉肽酶的活性，阻止肽鍵的形成。
聯(lián)系客服
