核酸与蛋白质的生物合成讲义

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1、第十章DNA的生物合成复制（replication）：以DNA为模板，合成两个完全相同的双链子代DNA的过程。转录（transcription）：在DNA分子上合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程。翻译（translation）：在RNA控制下，根据核酸链上每三个核苷酸决定一个AA的三联体密码规则，合成出具有特定顺序的蛋白肽链过程。遗传学的中心法则：DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。在RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA分子中。它们的遗传信息的流

2、向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代；通过反转录将遗传信息传递给DNA，再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就称为反中心法则。第一节DNA复制的特点一、半保留复制4071958年由M.Meselson和F.Stahl证明DNA的半保留复制。l半保留复制:l以DNA为模板，合成两个完全相同的双链子代DNA的过程。其中,每个子代分子的一条链来自于亲代DNA,另一条链为新合成的二、有复制起始点l复制子（replicon)：基因组能独立进行复制的单位。含有控制复制起始的起点，也可能含有一个复制终点。l起始位点（原点origin）：具有特定核苷酸排列顺序的

3、片段l原核生物的复制子通常为一个；l真核生物则为多个复制子。三、复制方向多数：双向复制低等生物：单向复制（滚环复制）四、需要RNA引物lDNA聚合酶以一段具有3’端自由羟基（3’-OH）的RNA作为引物(primer)，聚合子代DNA链。lRNA引物的大小:原核生物通常为50～100个核苷酸，真核生物约为10个核苷酸。lRNA引物的碱基顺序，与模板DNA的碱基顺序相配对。五、半不连续复制418lDNA聚合酶只能以5‘→3’方向聚合子代DNA链，即模板DNA链的方向必须为3‘→5’。l因此，分别以两条反平行的DNA链作为模板聚合子代DNA时的方式是不同的。l以3‘→5’方向的亲

4、代DNA链作模板时，子代链的聚合方向为5‘→3’,复制是连续进行的，该链称为领头链(leadingstrand)。l亲代DNA双链复制时是逐步解开的，以5‘→3’方向的亲代DNA链为模板时,子链的合成是不连续的，该链称为随从链(laggingstrand)。l复制时，由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazakifragment)。l冈崎片段的大小原核生物中约为1000～2000bp(basepair)，真核生物约为100bp。六、DNA复制的酶学410(一)、拓扑异构酶(topoisomerase)419生物体内的DNA分子常处于负超螺旋态（三级结构）。复制

5、前，需改变DNA分子拓扑构象，避免DNA分子打结、缠绕、连环。1、拓扑异构酶Ⅰl最初是从大肠杆菌中分离到的w-蛋白；l先将双链中的一条链切断，松开双螺旋后再将DNA链连接起来，从而避免出现链的缠绕。l反应不需ATP供能2、拓扑异构酶Ⅱl又称DNA旋转酶（DNAgyrase)，l可切断DNA双链，使DNA的超螺旋松解后，再将其连接起来。l需ATP供能。（二）解螺旋酶helicase：421大肠杆菌中发现的解螺旋酶为DnaB。可以将DNA双链解开成为单链。每解开一对碱基，需消耗两分子ATP。（三）、单链DNA结合蛋白421lsinglestrandbindingprotein,S

6、SB，又称螺旋去稳蛋白（HDP），为与单链DNA结合的蛋白质因子l作用：①稳定DNA解开的单链；②阻止复性、保护单链DNA，避免核酸酶的降解。（四）引物酶primase：一种RNA聚合酶，在复制起点处以DNA为模板，催化合成一小段互补的RNA。引物酶能直接在单链DNA模板上催化游离的NTP合成一小段RNA。作用：提供3’-OH，以用于DNA聚合酶催化链的延伸。（五）DNA聚合酶4101、DNA聚合酶的反应特点（1）、底物：dNTP,N=A,T,C,G（2）、模板：DNA（3）、引物：提供3¢-OH末端（4）、子链的延伸方向：5`®3`：2、DNA聚合酶的活性：5®¢3¢的聚合

7、活性5®¢3¢核酸外切酶活性3®¢5¢核酸外切酶活性复制修复切除引物、修复功能2040400分子数/细胞1011亚基数--+5¢®3¢外切酶活性+++3¢®5¢外切酶活性+++5¢®3¢聚合酶活性polIIIpolIIpolIpolⅠ为单一肽链的大分子蛋白质,可被特异的蛋白酶水解为两个片段polⅡ多亚基酶。它参与DNA损伤的应急状态修复。polⅢ由十种亚基组成，α亚基：具有5‘→3’聚合DNA（复制）功能；ε亚基：3‘→5’外切酶（校正）功能功能：是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。4.真核生物的D