QDNA生物合成之一2010.ppt

第十二章 DNA生物合成（一） 中心法则 几个基本概念 一、DNA半保留复制的机理 二、DNA的复制规律 大肠杆菌三种DNA聚合酶比较 （一）复制起始 1、拓扑异构酶解开超螺旋。 2、DnaA蛋白识别并在ATP存在下结合于四个9bp的重复序列。 3、在类组蛋白（HU、ATP参与下, DnaA蛋白与13个bp的重复序列,形成开链复合物。 4、DnaB借助于水解ATP产生的能量在DnaC的帮助下沿5’ →3’ 方向移动，解开DNA双链，形成前引发复合物。 5、单链结合蛋白结合于单链。 6、引物合成酶（DnaG蛋白）开始合成RNA引物。 (二) 链的延长（冈崎片段的合成） 真核生物的冈崎片段为：100-200bp 原核生物的冈崎片段为：1000-2000bp DNA链的延伸 在DNA聚合酶Ш的催化下，以四种5’ -脱氧核苷三磷酸为底物，在RNA引物的3’端以磷酸二酯键连接上脱氧核糖核苷酸并释放出焦磷酸。DNA链的延伸同时进行前导链和滞后链的合成。两条链方向相反。 * * 主讲教师：张丽霞 大庆师范学院生命科学学院 目 录 第一节 DNA的复制（DNA指导下的DNA合成） 第二节 DNA的损伤与修复 目的要求 1.掌握遗传信息传递的中心法则。 2.掌握DNA复制的一般规律：DNA的半保留复制、DNA的半不连续复制的概念。 3.?了解三种大肠杆菌DNA聚合酶的催化特性及其功用；了解原核生物DNA的复制过程。 4.?了解使DNA损伤的因素；DNA损伤的修复机制：碱基切除修复、直接修复、重组修复及光修复的过程及所需要的酶类；了解DNA损伤修复的意义。 复制 DNA 1964-1970 发现劳氏肉瘤病毒的遗传信息传递方式：逆转录。 1958年， Crick提出中心法则： 遗传信息的单向流动。 复制 DNA 翻译 蛋白质 转录 逆转录 复制 RNA 复制 DNA 复制：以亲代DNA或RNA为模板，根据碱基配对的原则，在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。 逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。 翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密码解读成蛋白质的氨基酸顺序的过程。 转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则合成RNA，即将DNA所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的RNA的过程。 Reverse transcription 中心法则图示 中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础。 本章主要内容 一、DNA半保留复制的机理 二、DNA的复制规律 三、原核细胞DNA的复制过程 四、DNA复制的忠实性 五、真核细胞DNA的复制 n1dATP n2dGTP n3dCTP n4dTTP RNA引物 DNA模板 Mg2+ Mn2+ DNA聚合酶 DNA+（n1+n2+n3+n4)PPi 以亲代DNA双链为模板，以碱基互补方式合成子代DNA，这样新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制。 (一）、半保留复制 1、概念 1958年，Meselson stahl用同位素N15标记大肠杆菌DNA,证明了半保留复制. 2、DNA的半保留复制实验依据 3、DNA的半保留复制的生物学意义 DNA在代谢上的稳定性并非指DNA是一种惰性物质。 DNA的半保留复制表明：DNA在代谢上的稳定性，是保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代必要措施。 （二）、DNA复制的主要方式 原核生物（细菌、病毒）：一个复制起点，双向复制为主，也有单向（某些质粒等）。 在特定的部位开始，单向或双向进行。 真核生物：多个复制起点，双向复制为主，也有单向（细胞器DNA）。 双向复制 单向复制 （三）、复制需要RNA引物。 （四）、子链DNA延伸方向：5 →3方向 引物上核糖的3 -OH能与其它的核苷酸的磷酸以3 ，5磷酸二酯键相连。 前导链 滞后链 冈崎片段 前导链：以3’ → 5’ 方向的亲代链为模板连续合成的子代链。 滞后链：以5’ →3’方向的亲代链为模板的子代链先逆复制叉移动方向合成冈崎片段，再连接成滞后链。 （五）、DNA复制的半不连续性 （六）、原核生物DNA聚合反应有关的酶类 （1）DNA聚合酶(DNA polymetases) （2）拓扑异构酶(topoisomerase) (3）引物酶(peimase)和引发体(primosome) （4）DNA解链酶(DNA helicase) (5）单链结合蛋白(single-strand binding protein,SSB) (6） DNA连接酶（DNA ligase） 解旋酶 DNA聚合酶III 解链酶