高中生物《遗传信息的传递》学案1 浙科版必修2

高中生物《遗传信息的传递》学案1 浙科版必修2

掌握DN

A、RNA和蛋白质合成的原料和主要酶类。4 掌握遗传信息的传递流程。5 理解DNA的修复种类和修复的意义。6 理解转录、翻译的过程和蛋白质合成与医学的关系。7 了解转录后加工过程和转录的调控。DNA是遗传的主要物质，遗传信息以碱基排列顺序的方式贮藏在DNA分子中。基因（gene）是编码生物活性物质的DNA片断。DNA通过复制把遗传信息由亲代传递给子代，通过转录将遗传信息传递到RNA分子上，后者指导蛋白质的生物合成，这一过程称为翻译。遗传信息传递的这种规律称为中心法则（central dogma）。70年代Temin和Baltimore分别从致癌RNA病毒中发现逆转录酶，可以RNA为模板指导DNA的合成，遗传信息的传递方向和上述转录过程相反，故称为逆转录（reverse transcription），并发现某些病毒中的RNA也可以进行复制，这样就对中心法则提出了补充和修正，修正与补充后的中心法则如图11-l。D NA为主导的中心法则是单向的信息流，体现了遗传的保守性；补充修正后的中心法则，使RNA也处于中心地位，预示着RNA可能有更广泛的功能。2 DNA的生物合成（复制）

一、DNA的复制

（一）DNA复制的方式Watson和Crick在提出DNA双螺旋结构模型时即推测，在DNA复制过程中，两条螺旋的多核苷酸链之间的氢键断开，然后以每条链各作为模板在其上合成新的互补链。这样新形成的两个子代DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全相同。每个子代DNA分子的一条链来自于亲代，而另一条链则是新合成的产物，这种复制方式称为半保留复制。1958年经Messelson与Stahl实验证实了Watson和Crick的DNA半保留复制假说。他们将细菌培养在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中，经多代培养之后，细胞内所有的DNA是含15N的重DNA，其密度比普通14N－DNA的密度大，在密度梯度离心时，15N－DNA形成的区带在14N－DNA形成的区带下放。

然后把含15N的细菌转入14N的培养基中培养，让细胞生长几代，并在不同时间取样进行分析。实验结果表明，第一代之后，DNA只出现一条区带，位于15N－DNA和14N－DNA之间，这条区带的DNA是由14N－DNA和15N－DNA组成的。经两代之后，出现二条区带，一条为14N－DNA，另一条为14N－15N－DNA。三代后，则14N－DNA分子逐渐增多，而14N－15N－DNA分子不再增加，这些结果及解释可用图11－2来表示，证明DNA的复制是以半保留复制的方式进行的。

图11－2 DNA半保留复制的实验图解

（二）参与DNA复制的酶类复制是在酶催化下的核苷酸聚合过程，需要多种酶和蛋白质因子参与。

1、DNA聚合酶 DNA聚合酶又称 DNA指导的DNA聚合酶（DNA directed DNA polymerase,DDDP）。在大肠杆菌提取液中发现了三种DNA聚合酶，分别称为DNA聚合酶Ι、Ⅱ、Ⅲ 。它们都是以DNA为模板催化DNA合成的酶。DNA聚合酶Ι是一条单链多肽，其功能有：①催化DNA沿5’3’方向延长。②具有3’5’外切酶的活性。③5’3’外切酶活性。DNA聚合酶Ⅱ的作用尚不完全清楚。DNA聚合酶Ⅲ是复制时起主要作用的酶，催化反应速度最快，每分钟能催化9000个核苷酸聚合。在大肠杆菌体内，大多数新的DNA链的合成都是由聚合酶Ⅲ所催化的。DNA聚合酶Ⅲ也有3’5’核酸外切酶的活性，能切除错配的核苷酸。

在真核细胞中含有数种DNA聚合酶，主要有α、β、γ、δ等四种， DNA聚合酶α和δ是DNA复制时起主要作用的酶， DNA聚合酶β有最强的核酸外切酶活性，DNA聚合酶γ存在于线粒体内，参与线粒体DNA的复制。

2、引物酶 引物酶（primase）是一种特殊的RNA聚合酶。在DNA复制过程中，需要合成一小段RNA作为引物（primer），此RNA引物的碱基与DNA模板是互补的。引物酶即催化引物的合成。

3、解旋和解链酶类 细胞内DNA复制时必须先解开DNA的超螺旋与双螺旋结构。解链酶、拓扑异构酶、单链结合蛋白可完成该作用。

4、DNA连接酶 催化以氢键结合于模板DNA链的两个DNA片段连接起来，但并没有连接单独存在的DNA单链的作用。D NA连接酶不但是DNA复制所必需的，而且也是在DNA损伤的修复及重组DNA中不可缺少的酶。

（三）DNA的复制过程

1、起始 DNA复制的起始先要解开DNA双螺旋，这主要靠解链酶和拓扑异构酶使DNA先解开一段双链，形成复制点，由于每个复制点的形状象一个叉子，故称复制叉（replication fork）。由于单链结合蛋白的结合，引物酶以解开DNA双链的一段DNA为模板，以核苷三磷酸为底物，按5’3’方向合成一小段RNA引物（5~100个核苷酸）。引物3’-OH末端就是合成新的 DNA的起点。图11-3引《生物化学与分子生物学》P239图12-8

2、延伸 在RNA引物的3’-OH末端，DNA聚合酶Ⅲ催化四种脱氧核苷三磷酸，分别以DNA的两条链为模板，同时合成两条新的DNA链。由于DNA分子的两条链是反向平行的，而新链的合成方向必须按5’3’方向进行，因此，新合成的链中有一条链合成方向与复制叉前进方向一致，故合成能顺利地（的）连续进行，此链称为领头链；而另一条链合成方向与复制叉前进方向相反，称随从链。随从链是不连续合成的，这些不连续的DNA片段称冈崎片段。当冈崎片段延长至一定长度，直到前一个RNA引物的5’-末端为止，然后在DNA聚合酶Ι的作用下，水解除去RNA引物，并依据模板的碱基顺序，填补降解引物后留下的空隙。

3、终止 复制叉中，领头链可以不断地延长，随从链是分为冈崎片段来延长的。在DNA聚合酶Ι的作用下，冈崎片段的引物被切除，并由DNA聚合酶Ι催化填补空隙，此时第一个片段的3’-OH端和第二个片段的5’-P端仍是游离的，DNA连接酶在这个复制的最后阶段起作用，把片段之间所剩的小缺口通过生成磷酸二酯键而接合起来，成为真正连续的子链。

二、DNA的损伤与修复合成在DNA复制的过程中，DNA可能发生自发突变。环境因素，如电离辐射、紫外线照射、化学诱变剂及致癌病毒等也常能引起DNA分子的突变。DNA分子结构的任何异常改变都可看作是DNA损伤。生物体内有修复系统可使受损伤的DNA得以修复，以保持机体的正常功能和遗传的稳定性。如果损伤未能修复，可以导致生物体某些功能的缺失或死亡，也可以通过DNA的复制将变异传给子代DNA，造成基因突变。基因突变在物种的变异和进化上有分重要的意义。基因突变也是分子病和细胞癌变的重要原因。

（一）DNA的损伤某些物理及化学因素，如紫外线、电离辐射、化学诱变剂等，都能使DNA在复制过程中发生突变，这一过程叫DNA损伤。其实质就是DNA分子上碱基改变造成DNA结构和功能的破坏。主要机制如下：

1、紫外线照射引起DNA分子中相邻的胸腺嘧啶碱基之间形成二聚体，从而使DNA的复制和转录受到阻碍。

2、某些化学诱变剂，例如碱基的类似物5-溴尿嘧啶和2-氨基嘌呤可掺入到DNA分子中，并引起特异的碱基转换突变，干扰DNA的复制。

3、抗生素及其类似物，如放线菌素

D、阿霉素等，能嵌入DNA双螺旋的碱基对之间干扰DNA的复制及转录。

此外还有脱氨基物质、烷化剂、亚硝酸盐等均可阻碍DNA的正常复制和转录。

（二）DNA损伤的修复5 光修复 可见光能激活光复活酶，催化胸腺嘧啶二聚体分解为单体。光复活酶几乎存在于所有的生物细胞中(图11-6)。图11-6引《生物化学与分子生物学》P243图12-10

2、切除修复 是人体细胞内DNA的主要修复机制，需要特异的核酸内切酶、DNA聚合酶I和DNA连接酶等参与。其作用机制如图11-7。图11一7引《生物化学与分子生物学》P243图12-1

13、重组修复 当DNA损伤范围较大，复制时损伤部位不能作为模板指导子链的合成，即在子链上形成缺口。这时可以通过重组作用，将另一股正常的母链填补到该缺口，而正常母链上又出现了缺口，但因有正常子链作为模板可在DNA聚合酶I和连接酶的作用下，使母链完全复原 (图11-8)

。图11-8引《生物化学与分子生物学》P244图12-12DNA损伤的修复是生物体的一项重要功能。DNA修复能力的异常可能与衰老和某些疾病（如肿瘤）的发生有关。第二节 RNA的生物合成（转录） 生物体以DNA为模板再合成一条与DNA链互补的RNA链，此过程即为转录。通过转录，生物体的遗传信息由DNA传递给RNA。D NA分子上的遗传信息是决定蛋白质氨基酸顺序的原始模板，通过转录产生的mRNA是蛋白质合成的直接模板，指导合成mRNA的DNA区段称为结构基因，转录的产物还有tRNA和rRNA，他们不是翻译的模板，但参与蛋白质的合成。

转录与复制有相似之处，如合成方向都是5’3’，核苷酸都以磷酸二酯键连接，但仍有不同。主要区别如下：

1、转录所用原料是四种三磷酸核苷（NTP）。

2、转录中合成RNA时以尿嘧啶（U）与腺嘌呤（A）配对。

3、不是DNA双链中的两股都可以转录，DNA双链在转录中只有一条链起模板作用称为模板链，与其互补的相应链则不具备指导转录的作用称为编码链。DNA双链分子包含许多基因，而各个基因的模板链不都在同一股DNA链上，这种现象称为不对称转录。不对称转录现象说明：①当DNA分子上一股链可转录时，另一股链不被转录；②模板链并非永远在同一股链上。

4、参与转录的酶为RNA聚合酶，合成起始阶段不需要引物。1 RNA聚合酶RNA聚合酶又称为DNA指导的RNA聚合酶（DNA directed RNA polymerase，DDRP），原核细胞只有一种RNA聚合酶，由五个亚基（β’βα2σ）组成全酶。σ亚基功能是辨认起始点，脱离了σ亚基的剩余部分β’βα2称为核心酶。真核细胞RNA聚合酶有三种，分别为RNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，他们专一地转录不同的基因，产生不同的产物。2 转录的过程

（一）起始阶段 转录是在DNA模板的特殊部位开始的，此部位称为启动子，位于转录起始点上游。σ亚基无催化作用，与模板DNA启动子结合，能识别转录起始位点。当RNA聚合酶滑动到起始位点后，RNA聚合酶与模板之间形成疏松复合物。进入互补的第一、第二个三磷酸核苷，在RNA聚合酶的催化下形成3’，5’-磷酸二酯键，同时释放出焦磷酸，通常RNA链由ATP或GTP起始，所以ATP或GTP就成为RNA链的5’-端。

（二）延长阶段 当第一个3’,5’-磷酸二酯键形成时，σ因子便脱落下来。RNA链的延伸即完全由核心酶催化。核心酶沿DNA模板链的3’5’方向移动，按碱基配对原则合成RNA链，RNA链的延伸是按5’3’方向进行的。在转录过程中，核心酶沿DNA模板链的3’5’方向推进，待转录的DNA双螺旋循序松解，转录完毕的DNA双链又形成螺旋结构。同时，在DNA模板链上正在延伸的RNA链从5’-末端开始逐步地从DNA模板链上游离出来（图11－10）。图11－10转录的延长阶段

（三）终止阶段 待核心酶沿模板3’5’方向滑行到终止信号时，转录即告终止。原核生物转录终止有二种类型：一种是不依赖ρ因子的终止，由于终止区域富含CG碱基重复序列，使新合成的RNA链形成发夹样结构，阻止RNA聚合酶的滑动，RNA链的延伸即终止；另一类是依赖ρ因子的转录终止，ρ因子进入终止区域，能与RNA链结合，它能利用ATP水解释放的能量使RNA链释放。转录终止后，核心酶从DNA模板上脱落下来，与σ因子结合重新形成全酶，开始一条新的RNA链合成。

图11－11 RNA合成过程示意图引《生物化学与分子生物学》P253图13-43 转录后的加工和修饰原核生物除tRNA外，RNA分子从基因模板转录后就可以转运到核糖体上参与蛋白质的合成。真核生物则不同，几乎所有RNA转录的初级产物都需经过一系列加工后才成为有生物活性的RNA分子。这一变化称转录后的加工（posttranscriptional processing），加工过程包括链的断裂、拼接和化学修饰。

（一）mRNA前体的加工 真核生物mRNA的前体是核不均一RNA（hnRNA），转录后加工包括对其5’-端和3’-端的首尾修饰以及对hnRNA的剪接等。

1、首、尾的修饰 真核生物mRNA的3’12）。mRNA3’-末端的多聚腺苷酸（polyA）也是转录后加上去的，先由特异的核酸外切酶切去3’-末端一些核苷酸，然后在核内多聚腺苷酸聚合酶催化下，在3’-端形成约为30～200个 A的 polyA。

2、hnRNA的剪接 哺乳动物细胞核内的hnRNA分子中的核苷酸序列约有50%～75%不出现在胞浆的mRNA分子中，此部分插入序列无表达活性，称为内含子，在转录后加工中被切除；有表达活性的结构基因序列称为外显子，在转录加工中相关的外显子拼接起来，成为具有翻译功能的模板。（图11－12）图11－12引《生物化学与分子生物学》P256图13-7

（二）tRNA前体的加工 转录后的tRNA前体需经过剪接、修饰等加工过程才能成熟，成为具有特定生物活性的tRNA。其加工过程主要有以下步骤：①剪切：分别在5’-端和3’-端切去一定的核苷酸序列以及tRNA反密码环的部分插入序列；②甲基化反应：AAm ,GGm；③还原反应：尿嘧啶（U）还原为二氢尿嘧啶（DHU）④脱氨基反应；腺嘌呤（A）次黄嘌呤（I）；⑤碱基转位反应：UΦ（假尿嘧啶核苷酸） ⑥3’-端切去多余碱基后，加上CCA-OH3’，形成tRNA柄部结构。

（三）rRNA前体的加工 真核细胞中rRNA前体为45SrRNA，经加工生成28S、18S与

5、8SrRNA。它们在原始转录中的相对位置是28SrRNA位于3’-末端，18SrRNA靠近5’-末端，

5、8SrRNA位于两者之间。另外，由RNA聚合酶Ⅲ催化合成的5SrRNA，经过修饰与28SrRNA和

5、8SrRNA及有关蛋白质一起，装配成核糖体的大亚基；而18SrRNA与有关蛋白质一起，装配成核糖体的小亚基（图11－13）。然后，通过核孔转移到细胞质中。作为蛋白质合成的场所，参与蛋白质的合成。图113 遗传密码表因《生物化学与分子生物学》p264表14-1

3、 rRNA rRNA分子与多种蛋白质共同构成核糖体的大小亚基，核糖体是蛋白质生物合成的场所。小亚基有结合模板mRNA的功能，核糖体能沿着mRNA5’3’方向阅读遗传密码；大亚基有转肽酶活性，大亚基上还有结合氨基酰-tRNA的部位（A位）和结合肽酰-tRNA的部位（P位）（图11-14），核糖体的这些功能使其在蛋白质合成过程中起了“装配机”的作用。图11-14 核糖体

（二）蛋白质合成酶系 在蛋白质生物合成过程中起主要作用的酶有：

1、氨基酰-tRNA合成酶 在ATP的存在下，催化氨基酸活化，以便与tRNA结合，生成氨基酰-tRNA。此酶的特异性很高，每一种酶只催化一种特定的氨基酸与其相应的tRNA结合。胞液中存在有20种以上的氨基酰-tRNA合成酶。

2、转肽酶 存在于核糖体大亚基上，是组成核糖体的蛋白质成分之一，作用是使“P位”上肽酰-tRNA的肽酰基转移至“A位”氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键，使合成的肽链延长。

3、转位酶 此酶活性存在于延长因子EF-G，在其作用下核糖体向mRNA的3’-端移动相当于一个密码子的距离，使下一个密码子定位于A位。

（三）其他因子 在蛋白质合成的各阶段还有多种重要的因子参与反应：

1、其它蛋白质因子 如起始因子（IF）、延长因子（EF）、终止因子或释放因子（RF）；

2、Mg2+、K+等无机离子；

3、ATP、GTP等供能物质。

二、蛋白质生物合成的过程

（一）氨基酸的活化与转运在蛋白质分子中，氨基酸通过氨基与羧基互相连接形成肽键，但氨基与羧基的反应性不强，必须经过活化才能彼此相连。氨基酸与tRNA结合为氨基酰tRNA合成酶催化的，并由ATP供给能量。其反应如下：

tRNA的3’-末端CCA-OH是氨基酸的结合位点。氨基酸与tRNA3’-末端游离的-OH以酯键相结合形成的氨基酰-tRNA，即为活化型的氨基酸。

（二）核糖体循环（翻译过程）多肽链的合成是蛋白质合成的中心环节。这一阶段就是将mRNA所携带的遗传密码按一定顺序逐个翻译成氨基酸，并形成肽链的过程，因此常将这一阶段称为“翻译”过程。该过程从核糖体大、小亚基在mRNA上聚合开始，至核糖体解聚为两个亚基离开mRNA而告终；解聚后的大、小亚基又可重新聚合，开始另一条肽链的合成。因此，又将翻译过程称为核糖体循环。一条多肽链在核糖体上的酶促合成是一个连续的过程，为了叙述方便，通常分起始、延伸和终止三个阶段来讨论，以下是原核生物的翻译过程。

1、起始阶段 首先形成由核糖体的大小亚基、mRNA与甲酰蛋氨酰tRNAfMet）共同构成的70S起始复合物，形成过程需起始因子（IF3）以及GTP与Mg2+的参与（图1115 核糖体循环（翻译过程）的起始阶段引《生物化学与分子生物学》P267图14-1 起始阶段最重要的是让fMet-tRNAfMet准确地结合在mRNA分子的起始密码子AUG上。在形成的起始复合体中，mRNA结合于小亚基上，且起始密码子AUG正位于小亚基上。借反密码子UAC结合于起始密码子AUG上的fMet-tRNAfMet正处于大亚基的P位（肽位）上。A位（氨基酰位）的小亚基上是mRNA链上的第二个密码子，该位置还空着，这样就为肽链的延伸做好了准备。

2、延伸阶段 在起始复合体的基础上，各种氨基酰-tRNA按mRNA上密码子的顺序在核糖体上一一对号入座，由tRNA带到核糖体上的氨基酰基依次以肽键相连接，直到新生肽链达到应有的长度为止。新生肽链每增长一个氨基酸单位都要经过进位、转肽和移位三步反应（图11－16）。图11－16 延伸阶段引《生物化学与分子生物学》P268图14-2（1）进位：按照mRNA链上位于核糖体A位的密码子，氨基酰-tRNA对号入座，并通过反密码子结合在mRNA位于A位密码子上。刚进位的这个氨基酰-tRNA正好位于大亚基的A位上。这一反应由蛋白质性质的延伸因子1（elongation factor1，EF1）催化，由GTP供能，Mg2+为辅助因子。（2）转肽：大亚基上有转肽酶存在，在该酶的催化下，P位上的肽酰-tRNA的肽酰基（第一次延伸反应为蛋氨酰基）转移到A位上氨基酰-tRNA的氨基酰基的氨基上形成肽键，并使新生肽链延长一个氨基酸单位。该反应需要Mg2+及K+。（3）移位：在蛋白质性质的延伸因子2（EF2）催化下，核糖体沿mRNA的3’-末端移动一个密码子的距离。此时，原位于P位的密码子离开了P位，结合于该位密码子上的空载tRNA也离开了核糖体；原位于A位上的密码子连同结合于其上的肽酰-tRNA一起进入P位；而与之相邻的下一个密码子进入A位，为另一个氨基酰-tRNA进位准备了条件。移位消耗的能量由GTP供给，并需要Mg2+ 参与。新生肽链每增加一个氨基酸单位都需经过上述三步反应。由上述反应可见，核糖体沿mRNA链从5’3’滑动，这正是mRNA上密码子的阅读方向。肽链由氨基末端向羧基末端增长。由氨基酸活化算起，新生肽链每增长一个氨基酸单位要消耗四个高能磷酸键。多肽链合成的速度很快，据估算，每秒钟可翻译约40个密码子，即每秒钟可以使肽链延长40个左右氨基酸残基。

3、终止阶段 当肽链合成至A位上出现终止信号（UAA，UAG，UGA）时，只有释放因子（RF）能辨认终止密码，进入A位。RF的结合可诱导转肽酶变构，使P位上的肽链被水解释放下来，然后由GTP供能使tRNA及RF释出，核糖体与mRNA分离，最终核糖体也解聚成大、小亚基。解聚后的大小亚基又可重新聚合形成起始复合物，开始另一条肽链的合成，故此过程称为核糖体循环。细胞内合成多肽时并不是单个核糖体，而是多个核糖体相隔一定距离结合在同一条mRNA模板上，呈串珠状排列，各自进行翻译，合成相同的多肽链，这就是多核糖体（图11－17）。通过多个核糖体在一条mRNA上同时进行翻译，可以大大加快蛋白质合成的速度，使mRNA得到充分的利用。图11－17 多核糖体

（三）翻译后加工大多数新合成的多肽链需要经过一定的加工和修饰才具有生物活性，这种肽链合成后的加工过程称翻译后加工。主要包括以下几方面：

1、肽链N-端甲酰蛋氨酸或蛋氨酸切除，参与切除的酶是氨基肽酶。

2、部分肽段的水解切除，例如酶原的激活，就是在专一的蛋白酶作用下，肽链的某一处或多处被切除部分的肽段后，使分子构象发生改变，从而形成酶的活性中心，使酶具有催化活性。

3、氨基酸残基的修饰，如丝氨酸、苏氨酸羟基的磷酸化，脯氨酸、赖氨酸的羟基化，组氨酸的甲基化等。

4、二硫键的形成，在空间位置相近的两个半胱氨酸之间氧化形成二硫键，维持蛋白质的空间结构。

四、蛋白质生物合成的调控 蛋白质生物合成的调控，包括DNA水平、转录水平、转录后水平和翻译水平的调控，其中以转录水平的调控研究最多。操纵子学说是转录水平调控的经典学说。操纵子是由一组结构基因，加上其上游的启动子和操纵基因组成。启动子是结合RNA聚合酶的部位，操纵基因是结合阻遏物的部位，位于启动子与结构基因之间，它是RNA聚合酶能否通过的开关。在操纵子的上游还存在调节基因，调节基因是通过调节阻遏蛋白的合成来控制操纵基因的开关。

乳糖操纵子是最早研究发现的操纵子，该操纵子在大肠杆菌中调节乳糖代谢。在无乳糖存在时，调节基因产生的阻遏蛋白与操纵基因结合，使RNA聚合酶不能通过操纵基因，困而结构基因不转录；当大肠杆菌得到乳糖供应时，乳糖作为诱导物与阻遏蛋白结合，并使阻遏蛋白发生变构，使之失去与操纵基因结合的活性，于是结合在启动子上的RNA聚合酶就能通过操纵基因到达结构基因，转录产生mRNA，合成βCAP）、负（阻遏蛋白）双重调节控制（图11－18）。图11-18在原核生物中，其他类型的操纵子机制与乳糖操纵子大同小异，但这些机制不能用以说明真核生物的调控原理。哺乳动物真核细胞的基因调控比操纵子系统更为复杂。

五、蛋白质生物合成与医学的关系 无论那种生物，当蛋白质合成出现障碍时，其生命活动必受到严重影响。如人体内只要个别蛋白质的生物合成出现异常，对健康就会造成很大的危害。根据同样的原理，用药物抑制微生物的蛋白质合成，可抑制其生长与繁殖，以达到治疗的目的。可见，蛋白质的生物合成与医学的关系甚为密切。

（一）分子病由于DNA分子上碱基的变化（基因突变），引起mRNA和蛋白质结构变异，导致体内某些结构和功能的异常，由此造成的疾病称为分子病。例如镰刀形红细胞性贫血，病人血红蛋白β链的N端第6位氨基酸残基由亲水的Glu变成疏水的Val，这是由于结构基因发生单一碱基变异，在转录时使mRNA相应密码子单个碱基发生改变，以致在翻译时在血红蛋白β链6位Glu被Val取代。患者的血红蛋白在氧分压较低的情况下容易由红细胞中析出，而使红细胞呈镰刀型并易破裂，因而形成严重的镰刀形红细胞性贫血。

（二）干扰素抗病毒感染干扰素是一组小分子糖蛋白，宿主细胞受病毒感染后，病毒在细胞繁殖过程中复制产生的双链RNA（dsRNA）能诱导宿主细胞生成干扰素，产生的干扰素能作用于其他邻近细胞，使这些细胞具有抗病毒的能力，从而抑制病毒的繁殖。干扰素主要作用机制如下：①干扰素和dsRNA能激活蛋白激酶，促进起始因子2（eIF－2）磷酸化而失活，从而抑制病毒蛋白质的合成；②干扰素和dsRNA诱导细胞中2’,5’-寡聚腺苷酸合成酶的合成，催化ATP转化为2’,5’-寡聚腺苷酸，2’,5’-寡聚腺苷酸是通过2’,5’-磷酸二酯键相连的寡聚腺苷酸，简称2,5A。2,5A能使无活性的核酸内切酶激活，从而促进mRNA降解，抑制病毒蛋白质的合成（图11－19）。图11-19

（三）抗生素对蛋白质生物合成的影响多种抗生素可分别作用于复制、转录和翻译各个环节，通过抑制细菌或肿瘤细胞蛋白质的合成，起到抑菌或抗癌作用。接口：见《药理学》小 结中心法则阐明了生物遗传信息传递规律。通过半保留复制使遗传信息准确的代代相传。复制是以脱氧三磷酸核苷（dNTP）为原料，在DNA聚合酶的作用下通过碱基互补的原则，通过形成磷酸二酯键使dNTP连接成长链的化学聚合过程。在复制过程中有多种酶和蛋白质参加，真核生物与原核生物的DNA聚合酶也不同。转录的过程与复制相似，但其原料是三磷酸核苷（NTP），是以某段DNA片断为模板合成RNA的过程。RNA包括mRN

A、tRNA和rRNA，前者携带了DNA的遗传信息，是指导蛋白质合成的模板，后二者是蛋白质合成的工具。RNA合成后需要经过加工才具有生物学活性。翻译是mRNA指导的蛋白质合成过程，核蛋白体是蛋白质合成的场所，合成的原料是氨基酸。翻译后加工是多肽链从无生物学活性转变为有生物学活性的过程。蛋白质合成过程受多种药物和生物活性物质的抑制和干扰，抗生素就是根据该原理设计。目标检测4 解释名词：中心法则 领头链 冈崎片断 半保留复制 内含子 外显子 复制 转录 遗传密码 简并性 摆动性 通用性5 参与DNA复制的酶有哪些？6 DNA复制过程中为什么会有领头链和随从链？7 何谓基因的突变？生物体内修复突变的方式有哪些？8 复制和转录过程有什么相似之处？又各有何特点？9 真核生物的转录初产物有哪几种加工方式？10 在蛋白质合成中各种RNA起什么作用？11 药物干扰蛋白质合成的基础是什么？

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/1beed1c7905f804d2b160b4e767f5acfa0c7834d.html