1、核酸降解核酸降解核苷酸分解代谢核苷酸分解代谢核苷酸合成代谢核苷酸合成代谢辅酶核苷酸的生物合成辅酶核苷酸的生物合成RNA干涉的机理和应用干涉的机理和应用1l核酸（核酸（RNA）的组成：）的组成：lA（腺嘌呤）；G（鸟嘌呤）；C（胞嘧啶）；U（尿嘧啶）l脱氧核酸（脱氧核酸（DNA）的组成：）的组成：lA（腺嘌呤）；G（鸟嘌呤）；C（胞嘧啶）；T（胸腺嘧啶）2蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶533核酸核酸磷酸磷酸核苷酸核苷酸核苷核苷戊糖戊糖碱基碱基核酸酶核酸酶核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶?水水解解进入磷酸戊糖途径进入磷酸戊糖途径或重新合成核酸或重新合成核酸分解分解
2、合成合成染色体染色体核蛋白核蛋白4核酸核酸磷酸磷酸核苷酸核苷酸核苷核苷戊糖戊糖碱基碱基水水解解核酸酶核酸酶核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶?进入磷酸戊糖途径进入磷酸戊糖途径或重新合成核酸或重新合成核酸分解分解合成合成染色体染色体核蛋白核蛋白5l核酸外切酶核酸外切酶，3-5 核酸外切酶，5 -3 核酸外切酶l核酸内切酶，核酸内切酶，从对底物的特异性来看，可分为DNase、DNase等分解DNA的酶；RNase、RNaseT1等分解RNA的酶；限制性内切酶6限制性内切酶限制性内切酶DNAEcoR VBamH IAntisense RNAMicroRNA81968年，年，Meselson 和
3、和Yuan发现了发现了I型限制性核酸内切型限制性核酸内切酶；酶；1970年，年，Smith和和Wilcox从流感嗜血杆菌中分离纯化从流感嗜血杆菌中分离纯化了第一个了第一个II型限制性核酸内切酶型限制性核酸内切酶Hind II。限制性核酸内切酶的类型限制性核酸内切酶的类型首先由首先由M.Meselson和和R.Yuan在在1968年从大年从大肠杆菌肠杆菌 B株和株和 K株分离的。如株分离的。如 EcoB和和 EcoK。（1）识别位点序列）识别位点序列EcoB：TGA(N)8TGCT EcoK：AAC(N)6GTGC1.I型限制性内切酶型限制性内切酶 未甲基化修饰的特异序列。未甲基化修饰的特异序列
4、。需需ATP、Mg2+和和SAM（S-腺苷蛋氨酸）。腺苷蛋氨酸）。（3）作用机理）作用机理在距离特异性识别位点约在距离特异性识别位点约10001500 bp处随机切开一条单链。处随机切开一条单链。Recognize sitecut1-1.5kb（2）切割位点）切割位点首先由首先由H.O.Smith和和K.W.Wilcox在在1970年从流感嗜血菌中分离出来。年从流感嗜血菌中分离出来。（1）识别位点序列）识别位点序列未甲基化修饰的双链未甲基化修饰的双链DNA上的特殊靶序上的特殊靶序列（多数是回文序列）。列（多数是回文序列）。与与DNA的来源无关。的来源无关。2.II类限制性内切酶类限制性内切酶
5、分离的第一个酶是分离的第一个酶是Hind（2）切割位点）切割位点切开双链切开双链DNA。形成粘性末端（。形成粘性末端（sticky end）或平齐末端（或平齐末端（blunt end）。如：）。如：EcoR V识别识别序列序列识别位点处。识别位点处。GATATC（3）粘性末端（）粘性末端（sticky ends，cohensive ends）含有几个核苷酸单链的末端。含有几个核苷酸单链的末端。分两种类型：分两种类型：5端凸出（如端凸出（如EcoR I切点）切点）GAATTC CTTAA G G AATTC CTTAAG5-3 3-5 5-3 3-5 CTGCAG 3端凸出（如端凸出（如Pst
6、I切点）切点）GACGTC 5-3 3-5 5-3 3-5 CTGCA G G ACGTC 3.III类限制性内切酶类限制性内切酶 在识别位点下游距识别序列下游在识别位点下游距识别序列下游24-26bp24-26bp处切割处切割DNADNA，但反应需要，但反应需要ATPATP、MgMg2+2+和和SAMSAM（S-S-腺苷蛋腺苷蛋氨酸）。氨酸）。用途不大。用途不大。限制性核酸内切酶的类型限制性核酸内切酶的类型主要特性主要特性 I 型型 II 型型 III 型型限制修饰限制修饰多功能多功能单功能单功能双功能双功能蛋白结构蛋白结构异源三聚体异源三聚体同源二聚体同源二聚体异源二聚体异源二聚体辅助因子
7、辅助因子ATP Mg2+SAMATP Mg2+SAMMg2+识别序列识别序列TGAN8TGCT旋转对称序列旋转对称序列GAGCCAACN6GTGCCAGCAG切割位点切割位点距识别序列距识别序列1kb处处识别序列内或附近识别序列内或附近距识别序列下游距识别序列下游随机性切割随机性切割特异性切割特异性切割24-26bp处处限制性核酸内切酶的命名限制性核酸内切酶的命名属名属名 种名种名 株名株名H i n d IIIHaemophilus influenzae d 嗜血流感杆菌嗜血流感杆菌d株株同一菌株中所含的多个不同的限制性核酸内切酶同一菌株中所含的多个不同的限制性核酸内切酶限制酶前面要带上限制
8、酶前面要带上R（Restriction)，修饰酶前面要带上修饰酶前面要带上M（Modification）19 一分子的核苷一分子的核苷酸的酸的3 3-位羟基位羟基与另一分子核苷与另一分子核苷酸的酸的5 5-位磷酸位磷酸基通过脱水可形基通过脱水可形成成3 3,5,5-磷酸二磷酸二酯键酯键，从而将两，从而将两分子核苷酸连接分子核苷酸连接起来。起来。核酸酶催化的分核酸酶催化的分解代谢解代谢基本为其基本为其逆反应。逆反应。20磷酸磷酸核苷酸核苷酸核苷核苷戊糖戊糖碱基碱基核苷酸酶核苷酸酶核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶分解分解合成合成碱基碱基 +戊糖戊糖核苷水解酶核苷水解酶21氧化降解过程，不同生物降解的产物不
9、同。氧化降解过程，不同生物降解的产物不同。（人类和灵长类动（人类和灵长类动物、爬虫、鸟类）物、爬虫、鸟类）2223l体内的核苷酸以氨基酸和某些小分子物体内的核苷酸以氨基酸和某些小分子物质为原料，经一系列酶促反应从头合成，质为原料，经一系列酶促反应从头合成，称为称为从头合成途径从头合成途径,也可利用细胞中自由也可利用细胞中自由存在的碱基和核苷合成核苷酸，一般称存在的碱基和核苷合成核苷酸，一般称为为补救合成途径补救合成途径。l从头合成途径是体内核苷酸合成的主要从头合成途径是体内核苷酸合成的主要途径，大脑中次黄嘌呤核苷酸和鸟嘌呤途径，大脑中次黄嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸的合成主要依赖于补救途径。核苷酸
10、的合成主要依赖于补救途径。24 利用同位素标记化合物做实验，证明生物体内能利用二氧利用同位素标记化合物做实验，证明生物体内能利用二氧化碳、甲酸盐、谷氨酰胺、天冬氨酸和甘氨酸作为合成嘌呤化碳、甲酸盐、谷氨酰胺、天冬氨酸和甘氨酸作为合成嘌呤环的前体。环的前体。26磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸H2NH2NH2N5-甲酰胺基咪唑-4-羧酰胺核苷酸27 AMP-S AMPIMP XMP GMPAspNAD+Gln28单磷酸腺嘌呤单磷酸腺嘌呤单磷酸鸟嘌呤单磷酸鸟嘌呤v 活性磷酸核糖形式：磷酸核糖焦磷酸（活性磷酸核糖形式：磷酸核糖焦磷酸（PRPP）v 两个阶段：首先合成两个阶段：首先合成IMP，再由，再由I
11、MP转变成转变成AMP与与GMPv 嘌呤核苷酸是在一磷酸水平上合成的（嘌呤核苷酸是在一磷酸水平上合成的（XMP）v在合成嘌呤核苷酸的过程中逐步合成嘌呤环在合成嘌呤核苷酸的过程中逐步合成嘌呤环v原料：磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、原料：磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳单位及一碳单位 v部位：胞液部位：胞液 嘌呤核苷酸的从头合成嘌呤核苷酸的从头合成29腺嘌呤腺嘌呤 腺嘌呤腺嘌呤 嘌呤核苷酸的嘌呤核苷酸的 补救合成途径补救合成途径嘌呤磷酸核糖转移酶嘌呤磷酸核糖转移酶PRPP累积，嘌呤核累积，嘌呤核苷酸合成增加苷酸合成增加 尿酸尿酸累积，肾结石和痛风，累积，肾结石和痛风，严重
12、引起自残肢体严重引起自残肢体30Lesch-Nyhan综综合症合症 激酶激酶 激酶激酶 AMP/GMP ADP/GDP ATP/GTP AMP/GMP ADP/GDP ATP/GTP ATP ADP ATP ADP ATP ADP ATP ADP NADPH+H NADPH+H+核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶 NADP NADP+H+H2 2O O 激酶激酶 dADP/dGDP dATP/dGTP dADP/dGDP dATP/dGTP ATP ADP ATP ADP 三磷酸嘌呤核苷酸及脱氧嘌呤核苷酸的合成：三磷酸嘌呤核苷酸及脱氧嘌呤核苷酸的合成：3132Gln(NH3)天天冬冬氨氨酸酸33
13、嘧啶核苷酸的嘧啶环是由氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的。与嘌嘧啶核苷酸的嘧啶环是由氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的。与嘌呤核甘酸不同，合成嘧啶核甘酸时先合成嘧啶环，再与磷酸核呤核甘酸不同，合成嘧啶核甘酸时先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合成乳清苷酸，然后生成尿嘧啶核苷酸。糖结合成乳清苷酸，然后生成尿嘧啶核苷酸。34 激酶激酶 激酶激酶 CTP CTP 合成酶合成酶 UMP UDP UTP CTP UMP UDP UTP CTP ATP ADP ATP ADP Gln+ATP Glu+ADP+Pi ATP ADP ATP ADP Gln+ATP Glu+ADP+Pi 35Gln(NH3)CN天冬氨酸天冬氨酸36
14、原料：磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺、原料：磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2 部位：胞液部位：胞液嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成两个阶段：首先合成两个阶段：首先合成UMP，再由，再由UMP转变成转变成CTP与与dTMP 胞嘧啶核苷酸的生成发生在三磷酸水平，由胞嘧啶核苷酸的生成发生在三磷酸水平，由UTP转转变为变为CTP先合成嘧啶环，再合成嘧啶核苷酸先合成嘧啶环，再合成嘧啶核苷酸37核苷酸的从头合成比较核苷酸的从头合成比较v 两个阶段：首先合成两个阶段：首先合成IMP，再由，再由IMP转变成转变成AMP与与GMPv 嘌呤核苷酸是在一磷酸水平上合成的嘌呤核苷酸是在一磷酸水平上合成的（X
15、MP）v在合成嘌呤核苷酸的过程中逐步合成在合成嘌呤核苷酸的过程中逐步合成嘌呤环嘌呤环v原料：磷酸核糖、甘氨酸、天冬原料：磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、氨酸、谷氨酰胺、CO2及一碳单位及一碳单位 v部位：胞液部位：胞液 嘌呤嘌呤38脱氧嘧啶核苷酸的合成：脱氧嘧啶核苷酸的合成：核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶 激酶激酶 CTP CDP dCDP dCTP CTP CDP dCDP dCTP H H2 2O Pi NADPH+HO Pi NADPH+H+NADP NADP+H+H2 2O ATP ADPO ATP ADP H H2 2O O Pi Pi dCMP dCMP H H2 2O O
16、 脱氨酶脱氨酶 NH NH3 3 dUMP dUMP N N5 5,N,N1010-CHCH2 2-FHFH4 4 胸苷酸合成酶胸苷酸合成酶 FH FH4 4 dTMP dTMP dTDP dTTP dTDP dTTP UDPdUTPdUDP39嘧啶核苷酸的补救途径嘧啶核苷酸的补救途径尿嘧啶尿嘧啶+PRPP 一磷酸尿嘧啶核苷一磷酸尿嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核苷转移酶嘧啶磷酸核苷转移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATP UMP +ADP尿苷激酶尿苷激酶尿嘧啶尿嘧啶+1-磷酸核糖磷酸核糖 尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+Pi尿苷磷酸化酶尿苷磷酸化酶胞嘧啶核苷胞嘧啶核苷+ATP CMP +ADP胞苷激酶胞苷激酶40
17、抗代谢物：竞争性抑制抗代谢物：竞争性抑制6巯基嘌呤（巯基嘌呤（6MP）：次黄嘌呤（）：次黄嘌呤（I）的类似物，抑制嘌）的类似物，抑制嘌呤核苷酸的补救合成。在体内可转变为呤核苷酸的补救合成。在体内可转变为6巯基嘌呤核苷巯基嘌呤核苷酸，抑制嘌呤核苷酸的从头合成。酸，抑制嘌呤核苷酸的从头合成。5氟尿嘧啶（氟尿嘧啶（5FU）：胸腺嘧啶的类似物，抑制胸腺嘧）：胸腺嘧啶的类似物，抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成。啶核苷酸的合成。阿糖胞苷：胞苷的类似物，抑制阿糖胞苷：胞苷的类似物，抑制dCDP的生成。的生成。氨甲蝶呤（氨甲蝶呤（MTX）：叶酸类似物，抑制四氢叶酸的合）：叶酸类似物，抑制四氢叶酸的合成，从而同时抑制嘌
18、呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸的从成，从而同时抑制嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸的从头合成头合成氮杂丝氨酸：氮杂丝氨酸：Gln类似物，同时抑制嘌呤核苷酸和嘧啶类似物，同时抑制嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成核苷酸的从头合成 414243449.3.3 9.3.3 脱氧核糖核苷酸的生物合成脱氧核糖核苷酸的生物合成脱氧核糖核苷酸由相应的核糖核苷酸还原形成。脱氧核糖核苷酸由相应的核糖核苷酸还原形成。核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶45Arthur Kornberg wonthe 1959 Nobel Prizein Medicine for hisdiscovery of the mechanism in t
19、he biological synthesis of deoxyribonucleic acid(before Watson and Crick won theirs!)469.4 辅酶核苷酸的生物合成辅酶核苷酸的生物合成1 1、烟酰胺核苷酸的生物合成、烟酰胺核苷酸的生物合成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）和）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）在生物氧化中起氢传递）在生物氧化中起氢传递体的作用。由烟酸合成烟酰胺腺嘌体的作用。由烟酸合成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸需要三步反应。呤二核苷酸需要三步反应。烟酸烟酸+5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸烟酸单核苷酸烟
20、酸单核苷酸+PPi烟酸单核苷酸烟酸单核苷酸焦磷酸化酶焦磷酸化酶烟酸单核苷酸烟酸单核苷酸+ATP脱酰胺脱酰胺-NAD+PPi脱酰胺脱酰胺-NAD焦磷酸化酶焦磷酸化酶NAD+Glu+AMP+PPi脱酰胺脱酰胺-NAD+Gln+ATPNAD合成酶合成酶471 1、烟酰胺核苷酸的生物合成、烟酰胺核苷酸的生物合成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（磷酸（NADP）在生物氧化中起氢传递体的作用。由烟酸）在生物氧化中起氢传递体的作用。由烟酸合成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸需要三步反应。合成烟酰胺腺嘌呤二核苷酸需要三步反应。NAD+ATPNADP+A
21、DPNAD激酶激酶482 2、黄素核苷酸生物合成、黄素核苷酸生物合成黄素单核苷酸（黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）在生物氧化中）在生物氧化中起氢和电子传递体的作起氢和电子传递体的作用。用。核黄素核黄素+ATPFMN+ADP黄素激酶黄素激酶Mg2+FMN+ATPFAD+PPiFAD焦磷酸化酶焦磷酸化酶491103 3、辅酶、辅酶A A的生物合成的生物合成CoA的四个组成部分：的四个组成部分：-巯基乙胺巯基乙胺 泛酸泛酸 磷酸磷酸 腺苷酸腺苷酸503 3、辅酶、辅酶A A的生物合成的生物合成CoA的合成步骤：的合成步骤：泛酸泛酸4-磷酸泛酸磷酸泛酸 4-磷酸
22、泛酰半胱氨酸磷酸泛酰半胱氨酸 4-磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺 脱磷酸辅酶脱磷酸辅酶A CoA513 3、辅酶、辅酶A A的生物合成的生物合成Step 1：ATPADP泛酸激酶泛酸激酶泛酸泛酸4-磷酸泛酸磷酸泛酸523 3、辅酶、辅酶A A的生物合成的生物合成Step 2：Cys+ATPADP+Pi磷酸泛酰半胱氨酸磷酸泛酰半胱氨酸合成酶合成酶4-磷酸泛酰半胱氨酸磷酸泛酰半胱氨酸4-磷酸泛酸磷酸泛酸533 3、辅酶、辅酶A A的生物合成的生物合成Step 3：CO2磷酸泛酰半胱氨酸磷酸泛酰半胱氨酸脱羧酶脱羧酶4-磷酸泛酰半胱氨酸磷酸泛酰半胱氨酸4-磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺543 3、
23、辅酶、辅酶A A的生物合成的生物合成Step 4：PPi焦磷酸化酶焦磷酸化酶脱磷酸辅酶脱磷酸辅酶A4-磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺ATP553 3、辅酶、辅酶A A的生物合成的生物合成Step 4：ADP脱磷酸辅酶脱磷酸辅酶A激酶激酶脱磷酸辅酶脱磷酸辅酶AATP辅酶辅酶A56核酸降解核酸降解核苷酸分解代谢核苷酸分解代谢核苷酸合成代谢核苷酸合成代谢辅酶核苷酸的生物合成辅酶核苷酸的生物合成嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶嘌呤嘌呤嘧啶嘧啶57585960核酸营养？核酸营养？诺贝尔奖获得者沃森否认诺贝尔奖获得者沃森否认“核酸营养核酸营养”（沃森和克里克在（沃森和克里克在1953年提出年提出DNA双螺旋结构，被认为
24、是双螺旋结构，被认为是20世世纪最重大的科学发现之一。纪最重大的科学发现之一。1962年两人共同获得诺贝尔生理医学奖。年两人共同获得诺贝尔生理医学奖。沃森担任冷泉港实验室总裁沃森担任冷泉港实验室总裁1968-2007.10）我从未允许珍奥核酸公司使用我的或弗兰西斯我从未允许珍奥核酸公司使用我的或弗兰西斯克里克的照片。克里克的照片。他们歪曲了我的观点，因为在我们的膳食中，无需补充核酸。他们歪曲了我的观点，因为在我们的膳食中，无需补充核酸。詹姆斯詹姆斯沃森沃森2001年年3月月6日日6 March 2001I never gave permission for Zhen-Ao Nucleic Ac
25、id Inc.to use my photo or that of Francis Crick.They misrepresent my views since our diets have no need of nucleic acid supplementation.Sincerely,James D.Watson 61No,they do not have permission to use my name and image.I know of no evidence that nucleic acid is a nutrient or benefits health.It seems
26、 very unlikely that it has any benefit.The human body cannot absorb nucleic acid.It will be broken down in the intestines and pieces may be absorbed but they will add very little to the diet.David BaltimorePresidentCalifornia Institute of TechnologyMail Code 204-31Pasadena,CA 91125核酸营养？核酸营养？62Absolu
27、tely not to both of your questions.Eating nucleic acids is likely to be of no special nutritional value.P.BergPaul BergCahill Professor of Cancer Researchand BiochemistryDirector of Beckman CenterStanford University School of MedicineStanford,California,94305核酸营养？核酸营养？63I was never contacted by Zhen
28、-ao Nucleic Acid Inc.and I was not aware of their promotional material.Nucleic acids are contained in any unprocessed vegetable and animal food,so it is part of everybodys daily diet.As far as I know,we do not need additional nucleic acid(which is containing phosphorus besides usual organic substanc
29、es)to live a healthy life.My own research is not concerned with nutritional values of nucleic acids.With my best regards,Werner ArberProf.Werner ArberDept.of MicrobiologyBiozentrumKlingelbergstr.70CH-4056 Basel Switzerland核酸营养？核酸营养？64结论：结论：正常人一般不需要核酸营养，正常人一般不需要核酸营养，某些特殊的人食用核酸营养品可能有用处！某些特殊的人食用核酸营养品可能
30、有用处！核酸营养？核酸营养？6566野生型野生型试验试验预测预测 2020多年前，在对矮牵牛（多年前，在对矮牵牛（petuniaspetunias）进行的研究中有个奇）进行的研究中有个奇怪的发现：怪的发现：Rich JorgensenRich Jorgensen和同事将一个能产生色素的基因置于和同事将一个能产生色素的基因置于一个强启动子后，导入矮脚牵牛中，试图加深花朵的紫颜色，结一个强启动子后，导入矮脚牵牛中，试图加深花朵的紫颜色，结果没看到期待中的深紫色花朵，多数花成了花斑的甚至白的。果没看到期待中的深紫色花朵，多数花成了花斑的甚至白的。JorgensenJorgensen将将这种现象命名为
31、协同抑制将将这种现象命名为协同抑制“cosuppressioncosuppression”，因，因为导入的基因和其相似的内源基因同时都被抑制。后来发现在其为导入的基因和其相似的内源基因同时都被抑制。后来发现在其他许多植物中，甚至在真菌中也有类似的现象。他许多植物中，甚至在真菌中也有类似的现象。67l19951995年，年，Guo SGuo S等试图阻断秀丽新小杆线虫（等试图阻断秀丽新小杆线虫（C.elegansC.elegans）中的）中的par-1par-1基因的表达。基因的表达。l设计：设计：反义反义RNA RNA 特异性地阻断特异性地阻断par-1par-1基因的表达基因的表达；正义正义
32、RNA RNA 以期观察到基因表达的增强。以期观察到基因表达的增强。l结果结果:二者都同样地切断了二者都同样地切断了par-1par-1基因的表达途基因的表达途径。这是与传统上对反义径。这是与传统上对反义RNARNA技术的解释不相技术的解释不相符合。该研究小组一直没能给这个意外以合理符合。该研究小组一直没能给这个意外以合理解释。解释。68l直到直到1998年年2月，月，Fire A和和Mello C才首次揭开这个悬才首次揭开这个悬疑之谜。疑之谜。l他们将体外转录得到的他们将体外转录得到的单链单链RNA纯化后纯化后注射线虫时注射线虫时发现，基因抑制效应变得十分微弱；而经过发现，基因抑制效应变得十
33、分微弱；而经过纯化的双纯化的双链链RNA却正好相反，能够高效特异性阻断相应基因却正好相反，能够高效特异性阻断相应基因的表达。的表达。l他们证实，他们证实，Guo S博士遇到的正义博士遇到的正义RNA抑制基因表达抑制基因表达的现象，以及过去的反义的现象，以及过去的反义RNA技术对基因表达的阻技术对基因表达的阻断，都是由于体外转录所得断，都是由于体外转录所得RNA中中污染了微量双链污染了微量双链RNA而引起。而引起。l该小组将这一现象称为该小组将这一现象称为RNA干扰（干扰（RNA interference，简称简称RNAi）。）。69瑞典皇家卡罗林医学院的诺贝尔大会宣布，瑞典皇家卡罗林医学院的诺
34、贝尔大会宣布，2006年度诺贝尔年度诺贝尔生物医学奖由美国麻萨诸塞医学院的克雷格梅洛（生物医学奖由美国麻萨诸塞医学院的克雷格梅洛（Craig C.Mello）教授和史丹佛大学医学院教授安德鲁法尔）教授和史丹佛大学医学院教授安德鲁法尔（Andrew Z.Fire）共同获得。）共同获得。诺贝尔奖诺贝尔奖70l随后，随后，RNAi现象被广泛地发现于真菌、拟南芥、现象被广泛地发现于真菌、拟南芥、水螅、涡虫、锥虫、斑马鱼等大多数真核生物中。水螅、涡虫、锥虫、斑马鱼等大多数真核生物中。l这种存在揭示了这种存在揭示了RNAi很可能是出现于生命进化的很可能是出现于生命进化的早期阶段。早期阶段。l随着研究的不断
35、深入，随着研究的不断深入，RNAi的机制正在被逐步阐的机制正在被逐步阐明，而同时作为功能基因组研究领域中的有力工具明，而同时作为功能基因组研究领域中的有力工具，RNAi也越来越为人们所重视。也越来越为人们所重视。71Gisela Storz,Science,296(5571):1263-1265,2002.7273l对于线虫而言，双链RNA在生物体中的表达通过注射或者喂食的方法都可以产生很好的效果。但这种简单有效的方法对于其它生物来说并不可行。对于植物植物和哺乳动物来说，要有稳定的抑制效果就必须有稳定表达双链RNA的合适方法，这还得要借助遗传转化的方法。目前已经建立了多种适合产生双链RNA的方
36、法。线虫的转基因74lRNAi为大规模高效及复杂的功能基因组学研究提供了一个便捷的平台。lChuang等在花发育研究中采用RNA沉默技术验证了AG、CLV3、APl、PAN等已知功能基因,并开创了RNA沉默技术在植物功能基因组学中的应用。lMiki等利用水稻OsRac基因家族保守性序列设计RNA沉默载体，成功的对OsRac基因家族进行了沉默，发现该突变株系生长状况和植株高度均比正常的要差，揭示该基因家族在生长发育过程中有重要的作用 75l尽管产量问题在传统育种和植物遗传工程研究中是最重要的目标,改善植物营养价值方面也越来越受到重视。常规育种方法在改善食物营养方面取得了卓有成效的成功，然而操作耗时，并且对于作物性状的改良只限于已经得到的突变体材料 l而利用RNA沉默技术，其优越性不仅表现在可操作基因的范围和突变的种类扩大了，而且对目的基因的表达有了可控性 l 1.生物体内的嘌呤环和嘧啶环是如何合成的？有哪些氨基酸直接参与核苷酸的合成？l2.简述76
