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核糖体：多肽合成场所，能与信使RNA结合第四节 RNA生物合成的抑制剂一、硷基类似物有些人工合成的硷基类似物能干扰和抑制核酸的合成 。作用方式有以下两类：一作为代谢拮抗物，直接抑制核苷酸生物合成有关酶类 。如6-巯基嘌呤进入体内后可转变为巯基嘌呤核苷酸，抑制嘌呤核苷酸的合成 。可作为抗癌药物，治疗急性白血病等 。此类物质一般需转变为相应的核苷酸才能表现出抑制作用 。二进入核酸分子，形成异常RNA或DNA，影响核酸的功能并导致突变 。5-氟尿嘧啶类似尿嘧啶，可进入RNA，与腺嘌呤配对或异构成烯醇式与鸟嘌呤配对，使A-T对转变为G-C对 。因为正常细胞可将其分解，而癌细胞不能，所以可选择性抑制癌细胞生长 。二、DNA模板功能抑制物一烷化剂：带有活性烷基，能使DNA烷基化 。鸟嘌呤烷化后易脱落，双功能烷化剂可造成双链交联，磷酸基烷化可导致DNA链断裂 。通常有较大毒性，引起突变或致癌 。二放线菌素类：可与DNA形成非共价複合物，抑制其模板功能 。包括一些抗癌抗生素 。三嵌入染料：含有扁平芳香族发色团，可插入双链DNA相邻硷基对之间 。常含丫啶或菲啶环，与硷基大小类似，可在複製时增加一个核苷酸，导致移码突变 。如溴乙啶 。三、RNA聚合酶抑制剂一利福霉素：抑制细菌RNA聚合酶活性 。二利链菌素：与细菌RNA聚合酶b亚基结合，抑制RNA链的延长 。a-鹅膏蕈硷：抑制真核生物RNA聚合酶 。结构与功能从 (DNA）转录合成的带有遗传信息的一类单链（RNA），他作为蛋白质合成的模板，决定了核糖体合成肽链的种类 。1961年F.雅各布和根据大肠桿菌诱导酶生成的实验结果提出：信息从DNA到蛋白质之间的转移，必需有一种RNA起传递作用，由此提出了信使核糖核酸的名称 。生物体内的每种多肽链都由特定的mRNA编码，所以细胞内mRNA的种类很多，但通常每种mRNA的拷贝数极少（1～10个） 。根据信息密码学说，3个连续的核苷酸可以编码一个胺基酸，因此从已知mRNA（或DNA）核苷酸顺序可以準确推导出蛋白质的一级结构 。存在範围和性质mRNA存在于原核和真核生物的细胞质及真核细胞的某些细胞器（如和）中 。RNA病毒和RNA噬菌体中的 RNA既是遗传信息的载体又具有mRNA的功能 。生物体mRNA种类的多少与生物进化水平有关，高等生物所含的遗传信息多，mRNA的种类也多 。生物体内某种mRNA的含量根据需要而有不同，如5龄蚕后部丝腺体的主要任务是快速合成大量丝心蛋白，因而编码丝心蛋白的mRNA含量特别多 。有些细菌需要不断适应外部环境，其体内编码某些诱导酶的mRNA的含量也较多 。原核和真核生物mRNA不同的特点①原核生物mRNA常以多顺反子（见）的形式存在，即一条mRNA链编码几种功能相关联的蛋白质 。真核生物mRNA一般以单顺反子的形式存在，即一种mRNA只编码一种蛋白质 。②原核生物mRNA的转录与翻译一般是偶联的，即转录尚未完毕，蛋白质的转译合成就已开始 真核生物转录的mRNA前体则需经后加工，加工为成熟的mRNA与蛋白质结合生成信息体后才开始工作 信息体中蛋白质与RNA之比约为3 。③原核生物mRNA半寿期很短，一般为几分钟，最长只有数小时（RNA噬菌体中的RNA除外） 。真核生物mRNA的半寿期较长，如胚胎中的mRNA可达数日 。④原核与真核生物mRNA的结构特点也不同 。一级结构与功能的关係原核生物mRNA一般5'端有一段不翻译区，称前导顺序，3'端有一段不翻译区，中间是蛋白质的编码区，一般编码几种蛋白质 。如大肠桿菌乳糖操纵子mRNA编码3条多肽链；色氨酸操纵子mRNA编码5条多肽链 。也有单顺反子形式的细菌mRNA，如大肠桿菌脂蛋白mRNA 。原核生物mRNA分子中一般没有修饰核苷酸，也没有5'端帽子结构和3'端聚腺苷酸尾巴 。在原核生物mRNA的起始密码子（AUG）附近（5'方向上游）的一小段长短不等的顺序，含有较多的嘌呤核苷酸，被称为SD顺序 。它能和核糖体小亚基上的16SrRNA的3'端富含嘧啶核苷酸的区域配对结合，有助于带有甲醯甲硫氨酸的起始tRNA识别mRNA上的起始密码（AUG），使肽链合成从此开始 。这段顺序是1974年由J.夏因和L.达尔加诺发现的，所以称为SD顺序，也称核糖体结合部位 。原核生物mRNA的编码区一般编码几种功能上相关联的蛋白质，两种蛋白质的编码区之间常有一小段不翻译的顺序，叫做间隔区 。有的噬菌体RNA中2个相邻的顺反子共用一段相同的编码顺序，例如，M 噬菌体RNA中的溶菌蛋白编码区共225个核苷酸中有189个核苷酸是由相邻两个蛋白质共用的 。原核mRNA与真核mRNA一样使用同一套三联体密码子（真核生物线粒体mRNA有例外） 。原核生物合成胺基酸的操纵子mRNA的5' 端前导顺序上有一段顺序称作弱化子 。弱化子具有两种可以互变的构象，其中一种构象是转录终止的信号，能使转录中止（或衰减） 。衰减调节是原核生物合成胺基酸的调控方式之一（见） 。真核生物 mRNA（细胞质中的）一般由5'端帽子结构、5'端不翻译区、翻译区（编码区）、3'端不翻译区和3'端聚腺苷酸尾巴构成（图1a[真核生物mRNA结构示意图 a一级结构示意图]） 。分子中除 G构成帽子外，常含有其他修饰核苷酸，如 A等 。5'端帽子结构通常有3种类型，即：G(5'）ppp(5')N； G(5')ppp(5') N和 G(5')ppp(5'） N 。图1b[真核生物mRNA结构示意图b 5'端帽子结构式，，表示硷基]，表示硷基" class=image>[] 是帽子的化学结构，N右边的m代表核糖2'位羟基的甲基化 。真核细胞线粒体中的mRNA无帽子结构 。一般认为帽子的功能与翻译的启动有关 。许多真核生物 mRNA（如珠蛋白mRNA）除去帽子后翻译效率大大降低 。5'端不翻译区，也叫前导顺序 。不同的真核mRNA的前导顺序长度不同，有的只有10个核苷酸，有的则有200个核苷酸 。与原核mRNA相似，真核mRNA5'端不翻译区中常有一段顺序与核糖体小亚基上的18SrRNA的3'端的一段顺序互补并结合，这种结合与真核mRNA的翻译启动有关 。翻译区（编码区）使用的密码子除线粒体（如人、牛和酵母线粒体）外与原核生物mRNA是一样的 。真核生物mRNA的起始密码子都是AUG 。真核和原核生物mRNA使用的密码子也都有“简併现象”，即几种不同的密码子翻译出同一种胺基酸，但不同的mRNA中简併密码子的利用率是不同的，真核与原核生物之间的差别就更大 。mRNA的终止密码子有3个（UAG、UGA和UAA），其功能是停止翻译，一般只用一个终止密码子就能使翻译停止 。有的mRNA有2个连续的终止密码子（见） 。3'端不翻译区的长短在不同的mRNA上有所不同，β珠蛋白mRNA只有39个核苷酸，而卵白蛋白mRNA则有637个核苷酸 。真核生物mRNA3'端不翻译区常有 AAUAA(A）或AUUUA(A）等顺序，它们和识别多聚A聚合酶及装配多聚A尾巴有关 。除个别组蛋白mRNA外，真核生物mRNA3'端均有多聚A尾巴 3'端多聚A尾巴的长度随来源不同而不同，且随mRNA的老化而变短，通常有20～200个A 。多聚A与mRNA稳定性及mRNA从细胞核转到细胞浆中有关 。真核生物mRNA的前体 真核生物mRNA通常都有相应的前体 。从DNA转录产生的原始转录产物可称作原始前体（或mRNA前体） 。一般认为原始前体要经过hnRNA核不均-RNA的阶段，最终才被加工为成熟的 mRNA 。hnRNA上的蛋白质编码区被一些居间顺序分隔成若干段；不同的基因转录产物所含的居间顺序的数目不同，人胰岛素只有两个，而牛眼的晶体蛋白则含有数十个；居间顺序的长短也各不相同，从数十个到上千个核苷酸（鸡卵白蛋白有一个1550个核苷酸的居间顺序） 。居间顺序将在剪接过程中去除 。约有10～40%的hnRNA含有3′端多聚A尾巴 。hnRNA经过进一步加工切除居间顺序并把分隔的蛋白质编码区连线起来，最终成为成熟的mRNA 。二级结构与功能的关係通常mRNA（单链）分子自身回折产生许多双链结构（图2 [噬菌体M RNA中成熟蛋白] RNA中成熟蛋白" class=image>[编码区的二级结构及外壳蛋白的起始密码子 AUG的位置]） 。原核生物，例如M 噬菌体RNA外壳蛋白编码区，经计算有66.4%的核苷酸以双链结构的形式存在 。M RNA能翻译4种蛋白质，但效率各不相同 。在通常条件下翻译外壳蛋白（其编码区在成熟蛋白的下游）的效率高于成熟蛋白的效率 。但用甲醛处理M RNA破坏二级结构后，则翻译成熟蛋白的效率提高 。图2[噬菌体M RNA中成熟蛋] RNA中成熟蛋" class=image>[白编码区的二级结构及外壳蛋白的起始密码子 AUG的位置] 中外壳蛋白的起始密码子 AUG(1335～1337）通常处于环（Loop）的顶端，暴露在外面，因而易于与翻译的启动因子结合而进行翻译 。成熟蛋白的编码区儘管处在外壳蛋白的前面，但其起始密码子GUG(130～132）却埋在二级结构之中，故翻译效率低，只有将二级结构鬆开（如甲醛处理）之后才能被翻译 。可见mRNA分子的二级结构对翻译蛋白质的效率有很大影响 。