核酸和蛋白质的生物合成.ppt

第十二章 核酸的生物合成 中心法则 一、DNA的生物合成 （一）DNA的半保留复制 （二）DNA复制的起始点和方向 （三）原核细胞DNA的复制 （四）真核细胞DNA的复制 （五）反转录作用（RNA指导的DNA合成） （六）DNA的损伤与修复 （一） DNA的半保留复制 DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板，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接受过来，另一股单链则完全重新合成，两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致，这种复制方式为半保留复制。 （二）DNA复制的起始点和方向 DNA复制是从DNA上一个固定点开始的； DNA复制起始点称为原点； 它的复制从原点开始可双向同时进行，也可以单向进行； DNA复制是边解链边复制，复制中的DNA在复制点呈叉状，这个分叉点称为复制叉。 半不连续复制 顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链。 复制方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链。复制中的不连续片段称为冈崎片段。 DNA复制的特点 固定的起始点 边解链边复制 单向或双向沿5??3? 方向复制 半保留复制 半不连续 ?多复制子 复制子(replicon)：相邻两个复制起点之间的距离。复制子是独立完成复制的功能单位。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动。 （五）反转录作用（RNA指导的DNA合成） 指遗传信息从RNA流向DNA，是RNA指导下的DNA合成过程，即以RNA为模板，四种dNTP为原料，合成与RNA互补的DNA单链。 逆转录酶(reverse transcriptase) 催化逆转录过程的酶称逆转录酶，RNA病毒中都含有此酶。 具有三种酶活性： RNA指导的DNA聚合酶 RNA酶 DNA指导的DNA聚合酶 二、RNA的生物合成 转录 (transcription) 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 （一）参与转录的物质 原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA 酶: RNA聚合酶(RNA-pol) 其他蛋白质因子 1、模板 　结构基因（structural gene） ： 能转录生成RNA的DNA区段 。 　模板链（template strand） ： DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股链 。 　编码链（coding strand） ： DNA双链中与模板链相对应的另一条链 2、原料 4种核糖核苷三磷酸： ATP、GTP、 CTP、UTP 作为RNA聚合酶的底物 3、RNA聚合酶 全称： 依赖DNA的RNA聚合酶 (DNA-dependent RNA polymerase) 简称：RNA-pol 它以DNA为模板，4种NTP为原料，按A=U、C?G碱基配对规则，催化合成5′→3′方向的RNA链。 原核生物的RNA聚合酶 真核生物的RNA聚合酶 4、终止因子（ρ） 其作用是协助RNA聚合酶辨认终止点并终止转录 （二）转录的过程 转录是以DNA为模板合成RNA的过程 包括起始、延长和终止三个阶段　 1、起始阶段 转录起始需解决两个问题： RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。 DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。 2、延长阶段 RNA–pol聚合酶核心酶沿着DNA模板链3′→5′方向，催化合成5′→3′方向的RNA链 。 (NMP) n + NTP ?? (NMP) n+1 + PPi （三）终止阶段 RNA聚合酶在DNA模板链上停止滑动，转录产物RNA链停止延长并从转录复合物上脱落下来 分类 依赖ρ因子的转录终止 依赖茎环结构的转录终止 转录全过程 （三）转录后加工 真核生物转录产物RNA都要经过一系列改变才能成为有生物活性的RNA分子。 1、 mRNA 的转录后加工 mRNA的前体分子被称为核内不均一RNA（hnRNA） hnRNA需进行5′端（形成 帽子结构m7GpppGp —）和3′端（加多聚腺苷酸尾巴poly A ）的修饰，再进行剪接加工，才能成为成熟mRNA。 mRNA的剪接 外显子(exon)：能编码多肽链中氨基酸的序列的被称为外显子 。 内含子(intron)：不被翻译的插入序列被称为内含子 。 mRNA的剪接：除去hnRNA中的内含子，将外显子连接。 2、tRNA 的转录后加工 3、rRNA的转录后加工 第十三章 蛋白质的生物合成 遗传密码表 二、核糖体 核糖体（核蛋白体）是多肽链合成的装