遗传信息的传递1

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1、第二章遗传信息的传递第一节中心法则克里克(F.Crick)于1958年提出的阐明遗传信息传递方向的法则，是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA，即完成DNA的复制过程。这是所有具有细胞结构的生物所遵循的法则。在某些病毒中的RNA自我复制（如烟草花叶病毒等）和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程（某些致癌病毒）是对中心法则的补充。即遗传信息从DNA传递至RNA，再传递至多肽。DNA同RNA之间遗传信息的传递是双向的，而遗传信息只是单向地从核酸流向蛋白质。第二节DNA生物合成包

2、括：DNA指导下的DNA复制和RNA指导下的反转录两种方式。一、DNA复制的方式1.DNA的半保留复制2.DNA复制属性原核生物只有一个复制原点；真核生物染色体DNA有多个复制原点；复制原点（originori或o复制起点）：指复制开始处DNA分子的特定位置，富含A-T碱基对。复制子(replicon)：指能进行独立复制的单位。一个复制子只含一个ori，故原核生物只形成一个复制子；真核生物染色体DNA可形成多个复制子。真核生物染色体DNA有多个复制起始点，两个起始点之间的DNA片段就是一个复制子。大肠杆菌的复制起点为oriC，是由245个碱基对组成，这些序列在大多数

3、细菌中是高度保守的，关键序列是三个13bp和四个9bp的重复序列。♦四个9bp的重复序列dnaA结合位点♦三个13bp的重复序列复制子复制叉(replicationfork)复制时双链打开，分开成两股，新链沿着张开的模板生成，复制中形成的这种Y字形的结构称为复制叉或生长点。单向复制双向复制DNA复制起始点和复制叉双向复制形成两个复制叉或生长点；单向复制只形成一个复制叉或生长点。复制眼（replicationeye）：电子显微镜下观察正在复制的DNA，复制的区域形如一只眼睛。真核生物的多复制子多个复制眼复制的多模式：单起点、单方向（原核）多起点、单方向（真核）单起点、

4、双方向（原核）多起点、双方向（真核）DNA复制的体系：1.底物：dNTP(dATP、dGTP、dCTP、dTTP)；2.模板(template)：解开成单链的DNA母链；3.引物(primer)：提供3´-OH末端的寡核苷酸；4.聚合酶(polymerase)：依赖DNA的DNA聚合酶，简写为DNA-pol；5.其它的酶和蛋白质因子二、DNA复制的酶学基础（1）DNA聚合酶(DNApolymetases)（2）引物酶(peimase)和引发体(primosome)：启动RNA引物链的合成。(3）DNA连接酶（DNAligase）（4）DNA解螺旋酶(DNAhelic

5、ase)(5）单链结合蛋白(single-strandbindingprotein,SSB)：结合在解开的DNA单链上，防止重新形成双螺旋。(6）拓扑异构酶(topoisomerase):兼具内切酶和连接酶活力，能迅速将DNA超螺旋或双螺旋紧张状态变成松驰状态，便于解链。解旋酶DNA聚合酶III解链酶RNA引物引物酶和引发体DNA聚合酶ISSB3´3´5´3´5´5´RNA引物DNA聚合酶催化dNTP聚合到核酸链上的酶。是DNA复制的主要酶。全称叫依赖DNA的DNA聚合酶（DNAdependentDNApolymerase）或DNA指导的DNA聚合酶（DNA-dir

6、ectedDNApolymerase），均缩写为DDDP。DNA聚合酶催化的反应1.5´至3´的聚合活性催化四种脱氧核苷三磷酸（dNTP）一个一个地接到DNA链末端3′-羟基上，形成3′，5′-磷酸二酯键，同时脱氧核苷三磷酸脱下焦磷酸。焦磷酸水解放出能量，促进DNA复制反应的进行。(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi聚合反应机理：聚合反应的特点：(1)以单链DNA为模板(2)以dNTP为原料(3)引物提供3´-OH(4)聚合方向为5´→3´2.核酸外切酶活性3´→5´外切酶活性：切除错配的核苷酸5´→3´外切酶活性：切除引物切除突变的片段DNA聚合酶

7、的种类1.原核生物的DNA聚合酶pol-Ipol-IIpol-III5´→3´聚合酶活性+++3´→5´外切酶活性+++5´→3´外切酶活性+––功能切除引物填补空隙修复合成修复复制的主要酶DNA-polI:单一肽链的大分子含量最多可被水解成两个片段小片段(N端)：具有5´→3´外切酶活性；大片段(C端)：具有聚合活性和3´→5´外切酶活性，也称为Klenow片段，是常用的工具酶。DNA-polIII:由10种亚基组成的不对称聚合体催化效率最高大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ中的亚基亚基全酶中的亚基数分子量α213200ε227000θ210000τ271000γ2520