《信息分子代谢》PPT课件

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1、第十一章信息分子代谢第一节DNA的生物合成第二节RNA的生物合成第三节蛋白质的生物合成第四节基因突变和DNA损伤与修复第五节基因工程简介本章主要内容教学目标1.掌握DNA的半保留复制；2.理解DNA的半不连续复制；3.掌握RNA的生物合成；4.掌握遗传密码的含义及作用；5.了解蛋白质生物合成的过程；6.了解基因的概念、突变与损伤修复；7.了解基因工程.概述DNA是生物体内的主要遗传物质，生物体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序，并通过DNA的复制由亲代传递给子代。在后代的生

2、长发育过程中，遗传信息自DNA转录给RNA，然后翻译成特定的蛋白质，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状。中心法则由Crick于1958年提出，它极大地推动了遗传学、分子生物学等的发展。DNA复制复制蛋白质RNA第一节DNA的生物合成DNA的合成方式有下列几种：I、DNA的复制：以DNA为模板合成DNA。II、逆转录：以RNA为模板合成DNA。III、DNA损伤后的修复合成：I、DNA的复制DNA复制的要点有：1）半保留复制2）有起始点、终止点和方向性3）半不连续复制4）需要引物5）新链的合成

3、都是从5ˊ向3ˊ端延伸。一、DNA的半保留复制由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA双链中，只有一条链是新合成的，而另一条链来自亲代DNA，这种复制方式叫半保留复制.实验证据是采用同位素15N标记大肠杆菌DNA获得的。定义：15N-DNA的密度大于14N-DNA的密度DNA半保留复制实验依据细菌(含15N-DNA)14NDNA15NDNA第一代普通培养基第二代普通培养基15N-DNA14N-DNA15NDNA14NDNA14NDNA15NDNA细菌DNA双链密度梯度离心实验过程从而表明子代中，一

4、条链来自亲代，一条新合成。DNA复制的基本条件1.底物：dNTP(dATP，dGTP，dCTP，dTTP)2.DNA聚合酶：依赖DNA的DNA聚合酶3.模板：DNA的双链4.引物：一小段RNA5.其它酶和蛋白质因子：解链酶，解旋酶，单链结合蛋白，连接酶等与DNA复制有关的酶简介切断并连接DNA双链中的一股或双股，改变DNA分子拓扑构象，避免DNA分子打结、缠绕、连环，在复制全程中都起作用。将DNA双链解开成为单链。1．拓扑异构酶2．解螺旋酶3．引物酶4．DNA聚合酶5．DNA连接酶是一种RNA聚合酶，在复制的

5、起始点处以DNA为模板，催化合成一小段互补的RNA。以DNA为模板，dNTP为原料，催化DNA链自5’→3’延长。DNA聚合酶的“校对”作用是DNA准确复制的重要保证。连接双链中的单链缺口。二、DNA的半不连续复制DNA复制时以双链为模板，分别合成两条新的DNA子链。DNA的双链是反向平行的，一条链是5’→3’，另一条是3’→5’，DNA聚合酶只能沿着5’→3’方向催化DNA链的合成。5’3’5’3’DNA解螺旋方向二、DNA的半不连续复制而以5’→3’方向链为模板时，先沿5’→3’方向合成较短的DNA片段然

6、后在DNA连接酶作用下，再将这些片段连接起来，形成完整的DNA链，这条链的合成是不连续的，称为随后链，这些片段称为“冈崎片段”。双链解开以后，以3’→5’方向链为模板，依据碱基互补配对原则可以顺利地按5’→3’方向合成新链。这条链的合成是连续的，称为前导链；DNA半不连续复制几个基本概念半不连续复制——在DNA复制时，前导链是连续合成的,而随后链的合成是不连续的，这种复制方式称为半不连续复制。冈崎片段——DNA复制过程中，随后链的合成是先断续地合成一些53的短片段，这些不连续的小片段以其发现者的名字命名

7、称为“冈崎片段”。前导链——在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链。随后链——合成方向与复制叉移动的方向相反，先形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的DNA链。三、DNA的复制过程可分为下列三步：（以原核生物大肠杆菌为例）1）复制起始2）RNA引物的合成3）DNA链的延伸和终止1）复制的起始DNA的复制有固定的起始位点，叫做复制起点。原核生物只有一个起点，真核生物有许多。DNA双链解开后在原点处形成一个眼状结构，叫复制眼。随着复制的进行，在显微镜下可看到一个叉状结构，叫复制叉。起点复

8、制眼复制叉原核生物的双向复制示意图2）引物合成3）DNA链的延伸与终止DNA的复制需要预先合成一段RNA引物，即一个与模板DNA的碱基顺序互补的RNA短片段。DNA链沿5’→3’方向延伸，前导链是连续合成的；随后链不连续合成，先形成许多冈崎片段，然后切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段形成一条完整的DNA链。复制过程中各酶和蛋白质因子的作用前导链随后链5′5′3′3′拓扑异构酶解链酶单链结