遗传信息的传递.ppt

《遗传信息的传递.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第四章遗传信息的传递一、DNA复制二、DNA的转录三、蛋白质的生物合成四、基因表达调控五、基因与性状遗传信息的传递主要内容遗传信息的传递概叙遗传信息的传递（中心法则）包括以下过程：DNA复制、DNA转录（逆转录、RNA复制）、蛋白质合成一DNA复制以亲代DNA分子为模板合成一个新的与亲代模板结构相同的子代DNA分子的过程。（一）、DNA的复制的特征1．半保留复制在DNA复制时，亲代的每一条链均可作为模板合成一条新链。一条来自亲代的旧链与一条新链以氢键相连，形成子代双链DNA。由于两个子代分子中各有一条链来自亲代，而另一条链是新生成的，所以这就是半保留复制方式。2．半不连续

2、合成DNA的双螺旋结构中的两条链是反向平行的，当复制开始解链时，亲代DNA分子中一条母链的方向为5′～3′，另一条母链的方向为3′～5′。DNA聚合酶只能催化5′～3′合成方向。在以3′～5′方向的母链为模板时，复制合成出一条5′～3′方向的前导链，前导链的前进方向与复制叉的行进方向一致，前导链的合成是连续进行的。而另一条母链仍以3′～5′方向作为模板，复制合成一条5′～3′方向的随从链，因此随从链合成方向是与复制叉的行进方向相反的。随从链的合成是不连续进行的，先合成许多片段，即冈崎片段。最后各冈崎片段再连接成为一条长链。由于前导链的合成连续进行的，而随从链的合成是不连续

3、进行的，所以从总体上看DNA的复制是半不连续复制。（二）、DNA复制所需的酶及蛋白质1．DNA聚合酶DNA复制时，以DNA为模板，以A、T、C、G为底物，按照碱基互补配对原则，沿5’→3’方向合成新的DNA双链。原核生物DNA聚合酶包括：DNA聚合酶Ⅰ：具有三种功能—即5’→3’聚合酶活性、3’→5’外切校正活性、5’→3’外切酶活性；DNA聚合酶Ⅱ；DNA聚合酶Ⅲ：细菌DNA复制的主要聚合酶，具有5’→3’聚合酶活性、3’→5’外切校正活性。真核生物DNA聚合酶有α、β、γ、δ、ε五种。DNA聚合酶αβγδε位置细胞核细胞核线粒体细胞核细胞核功能后随链合成、前导链延伸修

4、复复制前导链合成修复分子量300k40k180~300k170~230k250k3’→5’外切活性++++_引发酶活性+____2．引发酶起始DNA复制。真核生物DNA聚合酶Ⅰ具有引发酶活性；原核生物由dnaG基因编码。3．DNA连接酶将后随链中的各冈崎片段连接成一条完整的互补链。4、拓扑异构酶消除、维持、形成DNA的超螺旋结构，分Ⅰ、Ⅱ两种。5、解链酶解开DNA分子的互补双链作为复制的模板。6、单链结合蛋白结合解开的单链DNA，保护其不被水解和恢复DNA双链结构，又称为双螺旋反稳定蛋白。（三）、DNA复制的过程1．DNA复制起始:蛋白质-DNA复合物形成，复制叉及引发体

5、产生。2、DNA复制延伸:复制叉前移、前导链及后随链延伸。3、DNA复制的终止:RNA引物切除、缺口补齐、冈崎片段连接。（四）、原核生物及真核生物DNA复制的比较1．共同点：（1）都具有半保留和半不连续特征；（2）都需要特定的酶和蛋白质；（3）复制过程都包括起始、延伸和终止三个阶段。2、不同点：（1）复制过程所需要的酶和蛋白因子不同；（2）原核生物DNA为环状分子，采用θ型复制和滚环式复制；真核生物通过端粒酶识别和结合端粒，维持线性DNA分子的恒定长度；（3）原核生物只有1个复制起点，复制速度快、冈崎片段长，能连续复制；真核生物有多个复制起点，复制速度慢、冈崎片段短，不能

6、连续复制。二、DNA的转录(Transcription)以DNA为模板，A、U、C、G为底物，按照碱基互补配对原则从5’→3’方向合成RNA的过程，称转录。（一）、转录的基本特征1、在基因组中，仅部分DNA发生转录，如哺乳动物基因组的1%经转录形成mRNA，最终合成蛋白质；2、转录时仅一条DNA链作为模板，称为模板链或反义链，另一条DNA链为有意义链或编码链，其与mRNA序列相同。3、转录不需要引物参与；4、底物为A、U、C、G；所需要的酶为RNA聚合酶；5、DNA-RNA杂合双链不稳定，边合成边恢复DNA双链；6、产物的转录后加工过程。（二）、RNA聚合酶在RNA合成中

7、指导rNTP底物与模板DNA碱基配对，以及催化磷酸二酯键的形成。1、原核生物的RNA聚合酶大肠杆菌RNA聚合酶的结构是由五个亚基组成，，α2ββ′四个亚基组成核心酶，加上σ因子后成为全酶α2ββ′σ。σ因子没有催化活性，它可以识别DNA模板上转录的起始部位。RNA聚合酶功能，①识别起始部位。②促进与酶结合的DNA双链分子打开17个碱基对。③催化NTP以磷酸二酯键连接，连续完成合成。④识别终止信号。RNA聚合酶还参与了转录水平的调控。原核生物RNA聚合酶的几个特点：①聚合速度慢；②缺乏3′→5′外切酶活性，无校对功能，RNA合成