第十二章 dna的生物合成

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1、第十二章DNA的生物合成本章重点介绍遗传中心法则和DNA的半保留复制的过程和机理，对DNA的修复和重组作一般介绍。返回思考DNA是绝大多数生物体遗传信息的载体，继1953年Watson&Crick提出DNA双螺旋结构模型后，1958年，Crick提出了“中心法则”(Centraldogma)揭示了遗传信息的传递规律。DNA是绝大多数生物体遗传信息的载体，继1953年Watson&Crick提出DNA双螺旋结构模型后，1958年，Crick提了“中心法则”(Centraldogma)揭示了遗传信息的传递规律。wehadfoundthesecretoflife遗传信息传递的中心法则蛋白质翻译

2、转录逆转录复制复制DNARNA生物的遗传信息以密码的形式储存在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序。在细胞分裂的过程中，通过DNA复制把亲代细胞所含的遗传信息忠实地传递给两个子代细胞。在子代细胞的生长发育过程中，这些遗传信息通过转录传递给RNA，再由RNA通过翻译转变成相应的蛋白质多肽链上的氨基酸排列顺序，由蛋白质执行各种各样的生物学功能，使后代表现出与亲代相似的遗传特征。后来人们又发现，在宿主细胞中一些RNA病毒能以自己的RNA为模板复制出新的病毒RNA，还有一些RNA病毒能以其RNA为模板合成DNA，称为逆转录，这是中心法则的补充。中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传

3、的分子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。目录第一节DNA的代谢第二节DNA的复制第三节DNA的修复第四节体内DNA的重组DNA代谢的概念DNA的结构是遗传信息稳定储存的绝妙装置，但是，“稳定储存”一词仅仅是对在细胞中作用的静态的不完全描述。关于DNA功能的正确描述应该包括遗传信息如何从一代细胞传递给下一代细胞，因此用DNA代谢一词来来概括这个过程更为合适。这个过程包括DNA的复制以及可能影响遗传信息构成的DNA的修复和重组。返回思考大肠杆菌染色体遗传图(Genetic

4、map)第二节DNA的复制一、DNA复制的概念和一般规律二、DNA复制有关的酶类三、原核细胞DNA的复制过程四、DNA复制的忠实性五、真核细胞DNA的复制六、逆转录作用（RNA指导下的DNA的合成）DNA复制(replication)DNA复制的一般规律需要摸板半保留固定的起点和方向半不连续需要RNA作为引物亲代DNA分子亲本链亲本链复制链半保留复制（DNA指导下的DNA合成）DNA在复制过程中首先是两条链间的氢键断裂，然后双链解开。接着再以每一条链为模板，按照碱基互补配对原则（A:T,G:C）,由DNA聚合酶催化合成新的互补链。这样新形成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基

5、序列完全相同。每个子代DNA中的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。DNA的半保留复制实验依据1958年Meselson&stahl用同位素示踪标记加密度梯度离心技术实验,证明了DNA是采取半保留的方式进行复制.[15N]DNA[14N-15N]DNA[14N]DNA[14N-15N]DNA原始分子第一子代第二子代Cairns为DNA半保留复制提供的证据(1963年)Cairns将3H-胸苷标记大肠杆菌DNA，经过近两代的时间，3H-胸苷掺入大肠杆菌DNA。用溶菌酶把细胞壁消化掉，使完整的大肠杆菌染色体DNA释放出来，放射自显影，得到上图。非复制部分（C

6、）银粒子密度较低，由一股放射性链和一股非放射性链构成。已复制部分站整个染色体的三分之二，其中一条双链（B）仅有一股链是标记的，另外一股双链（A）的两股链都是标记的，银粒子密度为前二者的两倍。染色体全长约为1100微米。ABC复制中的大肠杆菌染色体放射自显影图环状DNA的复制ABC双向和单向复制环状DNA复制时所形成的结构起始点复制叉的推进复制叉起始点起始点起始点复制叉复制叉未复制DNA单向复制双向复制DNA复制的起点和方向DNA复制叉上的半不连续滞后链5´3´3´5´3´5´前导链复制叉移动方向冈崎片段3´3´5´5´原核生物DNA复制有关的酶类

7、（1）DNA聚合酶(DNApolymetases)（2）引物酶(peimase)和引发体(primosome)：启动RNA引物合成。(3）DNA连接酶（DNAligase）（4）DNA解链酶(DNAhelicase)(5）单链结合蛋白(single-strandbindingprotein,SSB)：结合在解开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