《核酸生物合成》课件

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1、第10章核酸的生物合成为什么子女与父母非常相象？生物所以有遗传现象，是与遗传物质DNA的复制有关系的。中心法则(centraldogma)DNARNA蛋白质复制转录翻译逆转录RNA复制复制：以亲代DNA或RNA为模板，根据碱基配对的原则，在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。几个基本概念：逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密码解读成蛋白质的氨基酸顺序的过程。转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则合成RNA

2、，即将DNA所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的RNA的过程。第1节DNA的生物合成三个方面：1.复制2.损伤修复3.逆转录一、参与DNA复制的酶及蛋白因子DNA链合成的条件：dNTPMg++引物DNA模板酶和蛋白质因子三种大肠杆菌DNA聚合酶1.DNA聚合酶I3′5′外切酶；5′3′聚合酶5′3′外切酶作用：切除引物、填补空缺、损伤修复Klenow片段（一）DNA聚合酶（DNApolymerase）枯草杆菌蛋白酶68kDa35kDa大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ（修复酶）Large（Kleno

3、w）fragmentofDNApolⅠ2.DNA聚合酶Ⅱ3′5′外切酶5′3′聚合酶作用：DNA损伤修复3.DNA聚合酶III大肠杆菌DNA复制的主要酶Slidingclampsubunits聚合酶活性聚合酶活性3’5’外切活性γ复合物，促进β亚基二聚体转移并结合于DNA双螺旋DNApolIII（复制酶）促进核心酶形成二聚体组装防止核心酶从模板DNA上滑落酶作用DNA聚合酶Ⅰ5’－3’聚合酶；5’－3’外切酶;3’－5’外切酶酶；切除引物、填补空缺、损伤修复DNA聚合酶Ⅱ5’－3’聚合酶；3’－5’外

4、切酶酶；校正/修复DNA链DNA聚合酶Ⅲ主要的链延伸酶所有DNA聚合酶都只能在模板链的指令下，在引物（通常RNA）3’-OH添加新核苷酸功能，没有从头合成活力；引物酶合成一小段RNA，作为DNA合成的引物；必须与几种辅助蛋白组装成引发体，才有合成引物的活性。如：DonaB、DonaC、DonaT、PriA、PriB、PriC等（二）引物酶和引发体（三）DNA连接酶（DNAligase)3’,5’磷酸二酯键的形成哺乳动物：ATP供能，大肠杆菌：NAD供能，都需要Mg2+在DNA复制、重组及损伤修复中起作

5、用催化二段DNA链之间3’,5’磷酸二酯键的形成3’OH5’5’3’OO-POO-有缺口的DNA链DNA连接酶ATPAMP+PPiOOPOO-5’3’缺口封闭（四）解螺旋酶催化DNA双螺旋解链；需ATP供能。（五）单链结合蛋白（SSB）与解开的单链结合，防止形成双螺旋；防止核酸酶的降解；（六）拓扑异构酶拓扑异构酶：解除超螺旋二、DNA的复制半保留复制方式OldstrandNewstrandThehypothesisofsemiconservativereplicationproposedbyWatso

6、nandCrickin1953.大肠杆菌培养在15N培养基中转到14N培养基中，第一代（50分钟左右）第二代DNA复制合成的子代DNA分子中，一条来自亲代DNA分子，另一条是新合成的，所以称为半保留复制。二、DNA的复制过程起始、延伸、终止(2)模板DNA解除高级结构解螺旋酶把双螺旋解开成单链，SSB立即结合单链。拓扑异构酶解开复制叉前方的超缠现象。（3）RNA引物的形成由引发酶以单链DNA为模板，按5’→3’合成引物。1.起始（1）辨认起始点DNA复制有固定的起始点（富含AT）。DNA双链复制起始点

7、dnaAdnaB/dnaCDNA双链解开成单链DNASSB引物酶RNA引物/3’-OHDNA聚合酶ⅢdNTP和3’-OH形成3’5’磷酸二酯键解旋酶SSBSSB3’3’5’5’引发体解旋酶拓扑异构酶原核生物双向复制（θ型复制）特定起始点：oriC真核生物多个复制单位（复制泡）（复制起始点+复制叉）多个起始点复制的方向原核生物复制时，DNA从起始点(origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。DNA的起点和方式复制中的放射自显影图像基因组能独立进行复制的单位称为复制子。每个

8、复制子都含有控制复制起始的起点（origin），可能还含有终止复制的终点（terminus）。A.环状双链DNA及复制起始点B.复制中的两个复制叉C.复制接近终止点(termination,ter)oriterABC真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子的复制。习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子(replicon)。复制子是独立完成复制的功能单位。5’3’oriorioriori5’3’5’3’oriorioriori5’3’5’5’3’