生物化学核酸和蛋白质的生物合成

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1、核酸和蛋白质的生物合成复旦大学药学院丁廷波乙酰CoA丙酮酸3-磷酸甘油醛（e.g葡萄糖）脂肪酸单糖甘油核苷酸氨基酸糖类脂肪蛋白质核酸三羧酸循环NADH+H+,FADH2电子传递链氧化磷酸化NAD+,FADCO2H2OO2ADPATP分解合成……分解……合成糖类，脂类糖类氨基酸？？遗传信息传递的规律—中心法则DNARNA蛋白质复制转录翻译病毒RNA逆转录复制3DNA的生物合成—半保留复制Meselson,M.andStahl,F.W.(1958).ThereplicationofDNAinE.coli.Proc.Nat.Acad.Sci.19

2、58,44:671-682.4半保留复制的概念DNA的复制是将两条亲本链分开，每一条作为合成新链的模板，按碱基配对的规则合成新链，形成两个子代DNA双螺旋结构。子代DNA的双链中一条是原来的链，另一条是新合成的链，称为半保留复制（Semi-conservativereplication）。5circularbacterialrepliconOriginTerminusreplicon6MultipleeukaryoticrepliconsrepliconrepliconrepliconrepliconReplicationforkrepli

3、conDNAreplication7DNA复制过程(以原核细胞为例)81）复制起始点1.复制的起始92）DnaA蛋白的结合20-40个DnaA单体形成大的聚集体DnaA单体结合在9bp的重复序列上103）DnaB（解链酶，helicase）的作用在13bp重复序列上DNA解链DnaB和DnaC参与复合物，形成复制叉114）单链结合蛋白（SSB）的作用SSB结合于解开的单链上，使单链保持稳定125）DnaG（引物酶,primase）的作用引物酶合成引物，引物的化学本质为RNA。136）拓扑异构酶(topoisomerase)的作用拓扑异构酶有

4、两种。可以切断超螺旋的一条链或者两条链，使超螺旋放松。常用的是拓扑异构酶Ⅱ,又称为旋转酶（gyrase）142.复制的延伸RNA引物冈崎片断引导链随从链15DNA聚合酶（DNApolymerase)DNA聚合酶III接在RNA引物后开始合成新DNA链；DNA聚合酶III以二聚体形式存在，分别负责先导链和后滞链上DNA新链的合成；合成过程中，拓扑异构酶和解旋酶(DnaB)负责解开双链，引物酶负责合成岗崎片段上的引物；原核生物的DNA聚合酶有三种分别为DNA聚合酶Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ16岗崎片段的合成与连接DNApolI切除RNA引物DNApolI填补引

5、物切除后留下的空隙DNAligase完成片段连接DNA聚合酶III合成岗崎片段RNA引物173.复制的终止E.coliDNA上存在复制终点，Tus(terminusutilizationsubstance)蛋白可以和复制终点结合，阻止复制叉的前进，使复制停止；新形成的两个子代DNA分子由拓扑异构酶I或II帮助完成分离，形成两个独立的子代DNA分子。18真核生物DNA复制的特点1.DNA的合成发生在细胞周期的S期。2.DNA聚合酶有α，β，γ，δ，ε五种。3.DNA聚合酶α和δ形成复制聚合体，聚合酶δ合成主导链，聚合酶α合成随从链。4.聚合酶

6、γ负责线粒体DNA的合成，而ε和β参与DNA修复。5.线性DNA的端粒由端粒酶负责复制。6.多个复制起始点，双向复制。19真核细胞的周期Gap1SynthesisGap2Mitosis20DNA的修复21光复活修复（直接修复方式之一）紫外线下胸腺嘧啶形成二聚体;光复活酶在蓝光照射下活化，解开二聚体胸腺嘧啶22切除修复23无碱基部位的修复24甲基化指导的不配对修复25RNA的生物合成—转录及转录后加工26转录的过程—起始阶段27转录起始阶段RNA聚合酶的作用28转录的过程—延伸阶段无σ亚基29转录的过程—终止阶段30转录模板的特点：1）DNA

7、的一条链为模板2）不对称转录相关概念：1）模板链2）编码链3）启动子4）转录终止结构转录的模板31RNAtranscriptionDNA模板链（反义链，-链）DNA编码链（有义链，+链）上游下游32原核生物启动子Pribnowbox（-10区）—RNA聚合酶结合位点T89A89T50A65A65T100Sextamabox(-35区）—RNA聚合酶识别位点T85T83C81A61C69A5233真核生物的启动子34原核生物的终止子结构真核生物的转录终止机理不清楚35原核生物的RNA聚合酶全酶（holoenzyme):α2ββ’σ核心酶(co

8、reenzyme):α2ββ’不同的RNA聚合酶，核心酶是相同的，但σ亚基不同。σ亚基决定了被转录基因的特异性。36真核生物的RNA聚合酶类型部位转录产物对鹅膏蕈碱的敏感度I核仁