生物化学课件DNA的生物合成精要.ppt

第9章 第 一 节 复制的方式 ——半保留复制(semi-conservative replication) 半不连续复制(semi-discontinuous replication) 双向复制(bidirectional replication) 复制的高保真性(high fidelity) 1、半保留复制是DNA复制的基本特征 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DNA，一条单链从亲代完整地接受过来，另一条单链则完全从新合成。两个子代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。 3、DNA复制从起始点向两个方向延伸形成双向复制 原核生物复制时，DNA从起始点(origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。 真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子的复制。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。 2、DNA聚合酶催化核苷酸之间聚合 全称：依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 简称：DNA-pol 1．真核生物每个染色体有很多个起始点，是 多复制子复制。 （二）多种化学或物理因素可诱发突变 实验室用来诱发突变，也是生活环境中导致突变的因素，主要有物理和化学因素。 DNA损伤（突变）可能造成两种结果： 其一是导致复制或转录障碍（如胸腺嘧啶二聚体）； 其二是导致基因突变（如胞嘧啶自发脱氨基转变为 尿嘧啶），使DNA 序列发生永久性改变。 进化使细胞拥有灵敏的机制，以识别和修复这些损 伤，否则细胞无法维持正常活动。 二、引起突变的分子改变类型有多种 错配 (mismatch) 缺失 (deletion) 插入 (insertion) 重排 (rearrangement) 框移 (frame-shift) DNA分子上的单一碱基的变异又称点突变。 （一）错配可导致编码氨基酸的改变 发生在同型碱基之间，即嘌呤代替另一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。 1. 转换 发生在异型碱基之间，即嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤。 2. 颠换 镰形红细胞贫血病人Hb (HbS) β亚基 N-val · his · leu · thr · pro · val · glu · · · · · · C 肽链 CAC GTG 基因 正常成人Hb (HbA)β亚基 N-val · his · leu · thr · pro · glu · glu · · · · · · C 肽链 CTC GAG 基因 镰形红细胞贫血病人 正常红细胞 镰形红细胞贫血病人的红细胞 （二）缺失、插入和框移突变造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变 缺失：一个或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。 插入：原来没有的一个或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。 缺失或插入都可导致框移突变 。 框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。 缺失引起框移突变： （三）重组或重排常可引起遗传、肿瘤等疾病 DNA分子内较大片段从一个位置转到另一个位置，或不同DNA分子间较大片段的重新组合，称为重排或重组。 由基因重排引起的两种地中海贫血基因型： 基因重排 同一复制叉上领头链和随从链由相同的DNA-pol催化延长 PolIII全酶（二聚体）每一个单体都具有催化活性，一个作用于领头链，另一个作用于随从链，使两股链在同一地方同一时间进行合成。 随从链母链环绕360度，形成局部片断与领头链靠近，沿同一方向进行合成。 （?亚基） （核心酶） 5 原核生物基因是环状DNA，两个复制叉在复制的终止点(ter)处汇合。 （三）复制的终止过程：切除引物、填补空缺、连接切口 5? 5? 5? DNA-polⅠ 5-3外切酶 OH P 5? DNA-polⅠ 5-3聚合酶 dNTP 5? 5? P ATP ADP+Pi 5? 5? DNA连接酶 随从链上不连续性片段的连接： 复制的终止 复 制 过 程 动 画 某些低等生物的DNA（M13噬菌体）或染色体以外的DNA（质粒）。采取滚环复制的方式。 滚环复制 滚环复制方式 滚环复制 四、真核生物DNA复制 P181 真核生物复制与原核基本相似 真核生物复制速度不如原核生物，整体复制 速度并不慢。 2．真核生物随从链的冈崎片段较短，100-200　　　　　 个核苷酸。原核生物为1000-2000个核苷酸。 3．复制的起始过程复杂，起始需要DNA-pol α（引 物酶活性）和pol δ（