生物化学 DNA的生物合成课件.ppt

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1、第三篇遗传信息的传递前言1958年FrancisCrick提出遗传信息传递的中心法则1970年DBaltimore对遗传信息传递的中心法则作出补充第十一章DNA的生物合成1953年JamesWatson和FrancisCrick提出DNA双螺旋结构模型，并推测DNA的半保留复制1958年，Meselson和Stahl利用15N标记大肠杆菌DNA，证明了DNA半保留复制1963年，Cairna利用放射性自显影的方法，首次观察到大肠杆菌染色体DNA的复制。第一节DNA复制的一般规律一、DNA半保留复制（一）概念（二）DNA半保留复制的实验证明同位素标记技术—15NH4Cl细菌培养技术D

2、NA提取技术密度梯度离心技术--15NH4Cl>14NH4Cl15N-DNA14N-DNA混合15N-DNA亲代14N-DNA子代123（三）DNA半保留复制的意义---AGAACTTAG------TCTTGAATC------AGAACTTAG------TCTTGAATC------AGAACTTAG------TCTTGAATC---1.遗传的保守性是相对的2.遗传的变异性是绝对的DNA复制的一般特点亲代DNA的两条链均作为模板DNA的局部需解旋，尚需拓扑异构酶松弛超螺旋DNA聚合酶以5'到3'的方向合成新链DNA聚合酶需RNA引物DNA的合成是半不连续的DNA复制高度精确（

3、DNA聚合酶的较读功能）DNA的合成非常迅速线性DNA末端（端粒）的复制需端粒酶参与二、DNA的双向复制复制起点(origin)：是含有100～200个碱基对的一段DNA复制叉（replicationfork）:复制子（replicon）:人的基因组可能有104~105个复制子新链增长的方向:5´→3´三、DNA的半不连续复制领头链（leadingchain）:后随链（laggingchain）:冈崎片段：后随链合成的小片段DNA四、DNA复制需要RNA引物RNA引物约10个核苷酸五、DNA具有高度保真性严格遵守碱基配对原则DNA聚合酶对碱基的选择功能DNA聚合酶的校读功能细胞修复系

4、统（碱基错配的发生率为10-1～10-2，DNA-pol较读功能使之降为10-5～10-6，复制后的校正修复系统使之降为10-10～10-8）第二节参与真核生物DNA复制的有关酶及蛋白因子复制体系的组分模板亲代双链DNA底物dATP、dGTP、dCTP、dTTP多种酶拓扑异构酶、引物酶、DNA聚合酶、解螺旋酶、DNA连接酶、核酸酶H、盖内切核酸酶I多种蛋白因子单链DNA结合蛋白、复制蛋白A、复制因子C、增殖细胞核抗原真核DNA复制的有关酶类及蛋白因子酶及有关蛋白因子功能DNA聚合酶α/引发酶引发及后随链的部分合成DNA聚合酶δ主要的DNA复制酶拓扑异构酶松弛DNA超螺旋，有利于复制解

5、螺旋酶解开DNA双螺旋单链DNA结合蛋白及复制蛋白A与单链DNA结合，防止再形成双链复制因子C（RFC）参与滑动夹子的装配增殖细胞核抗原（PCNA）滑动夹，与合成的连续性有关核酸酶H（RNaseH）去除RNA引物盖内切核酸酶I去除RNA引物的最后一个核苷酸DNA连接酶连接冈崎片段及参与修复一、DNA聚合酶3´→5´的聚合功能，即以DNA为模板，催化新链3´，5´-磷酸二酯键的生成。DNA聚合酶不能将两个核苷酸聚合，故需一段RNA因物3´→5´外切核酸酶活性（较读功能）5´3´真核细胞DNA聚合酶的类别、细胞定位、性质及功能DNA聚合酶PolαPolβPolγPolδPolεPolξP

6、olηPolι相对分子量（KD）>25036～38160～300170256细胞内定位核核线粒体核核相关酶活性5´→3´聚合酶有有有有有3´→5´外切酶无无有有有引发酶有无无无无功能引物合成及后随链的其始合成碱基切除修复线粒体DNA复制主要复制酶不清楚，复制或修复损伤旁路修复损伤旁路修复损伤旁路修复5´3´3´5´二、引发酶（引物酶）引发酶与DNA聚合酶α形成复合体。引发酶负责合成约10个核苷酸的RNA引物。它的底物为核苷三磷酸。在引物产生基础上后，DNA聚合酶α负责聚合15～30个核苷酸，它的底物为脱氧核苷三磷酸。3´5´5´3´三、拓扑异构酶（topoisomerase）１．拓扑

7、是指物体或图像作弹性位移而又保持不变的性质。解链过程中，DNA分子会过度拧紧、打结、缠绕、连环等现象。２．拓扑异构酶具有内切核酸酶及DNA连接酶的性质３．类型：Ⅰ型拓扑异构酶：切割DNA双链中的一股，并适时连接，不需ATP．参与复制和转录Ⅱ型拓扑异构酶：切割DNA双链，并适时连接，需ATP，参与复制４．作用：松弛超螺旋拓扑异构酶Ⅰ的作用拓扑异构酶Ⅱ的作用四、解螺旋酶（helicase）作用是解开局部一小段双链DNA形成单链，利于DNA合成五、单链DNA结合