12DNA的生物合成.ppt

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1、第十一章DNA的生物合成（复制）DNABiosynthesis，ReplicationDNA的复制DNA的修复DNA的突变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。DNARNA蛋白质复制复制转录逆转录翻译一、DNA的半保留复制——（semi-conservativereplication）（一）、概念和实验依据（二）、DNA的复制的起始点和方式（三）、DNA聚合反应有关的酶类（四）、原核细胞DNA的复制过程（五）、DNA复

2、制的忠实性（六）、真核细胞DNA的复制（一）、半保留复制的和实验依据DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。1、概念AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGT

3、CCATGACGGTGACC+母链DNA复制过程中形成的复制叉子代DNA2、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.（二）、DNA的复制的起始点和方式DNA复制开始于染色体上固定的起始点(origin)。复制叉(replicationfork)DNA复制可以朝一个方向，也可以朝两个相反的方向进行。真核生物染色体具有多个复制起始点。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DNA的双向和单向复制环状DNA复制时所形成的Q结构起始点复制叉的

4、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5’3’oriorioriori5’3’5’5’3’3’5’5’3’复制子3’（三）原核生物DNA聚合反应有关的酶类1、DNA聚合酶(DNApolymetases)2、引物酶(peimase)和引发体(primosome)：启动RNA引物链的合成。3、DNA连接酶（DNAligase）4、DNA解链酶(DNAhelicase)5、单链结合蛋白(single-strandbindingprotein,SSB)：结合在解开的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

5、和连接酶活力，能迅速将DNA超螺旋或双螺旋紧张状态变成松驰状态，便于解链。解旋酶DNA聚合酶III解链酶RNA引物引物酶和引发体DNA聚合酶ISSB3´3´5´3´5´5´RNA引物1、DNA聚合酶(E.coli)全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase)简称：DNA-pol活性：53的聚合酶活性；核酸外切酶活性反应特点:以四种dNTP作底物;反应需要接受模板的指导;反应需要有引物3´-羟基存在;DNA链合成方向为5´→3´；产物DNA的性质与模板相似。原核生物的DNA聚合酶：DNA-polⅠDNA-polⅡDNA-polⅢ(

6、dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi5´AGCTTCAGGATA3´

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17、3´TCGAAGTCCTAGCGAC5´35外切酶活性53外切酶活性?能切除突变的DNA片段。能辨认错配的碱基对，并将其水解。核酸外切酶活性大肠杆菌三种DNA聚合酶比较DNA聚合酶Ⅱ分子量每个细胞的分子统计数5´-3´聚合酶作用3´-5´核酸外切酶作用5´-3´核酸外切酶作用转化率DNA聚合酶Ⅰ109，000400+++1120，000100++-0.05400，00010-20++-50比较项目DNA聚合酶Ⅲ切除引物修复修复复制功能1999年发现聚合酶Ⅳ和Ⅴ

18、，它们涉及DNA的错误倾向修复（erroounerepair）323个氨基酸小片段5核酸外切酶活性大片段/Klenow片段604个氨基酸DNA聚合酶活性5核酸外切酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNA-polⅠKlenow片段是实验室合成DNA，进行分子生物学研究中常用的工具酶。功能是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。DNA-polⅢ(250kD)DNA聚合酶Ⅲ异二聚体延长因子核心酶校对引物的结合和识别促使核心酶二聚化DNA聚合酶Ⅲ两个亚基夹住DNA2、解螺旋酶、引物酶和