swhx_jy0901.docVIP

第九单元　基因信息的传递第一节　DNA的生物合成 　　 　　DNA生物合成有DNA复制和反转录两种方式。　　DNA复制是指遗传物质的传代。　　复制是指以母链为模板合成子链DNA的过程。　　复制的分子基础是碱基配对规律和DNA双螺旋结构。　　复制的化学本质是酶促的生物细胞单核苷酸聚合。　　　　 一、复制基本规律　　1.半保留复制：　　DNA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的接受过来，另一股单链则完全重新合成，这种复制方式为半保留复制。　　2.半不连续复制： 　　DNA复制时，两条子链合成的情况不同，一条链连续合成，另一条链不连续合成。　　以复制叉向前移动的方向为标准，一条模板链是5’到3’走向，在其上DNA能连续合成；另一条链模板链是3’到5’走向，在其上DNA也是5’到3’方向合成，但与复制叉方向正好相反，所以随着复制叉的移动，形成许多不连续的片段，最后连成一条完整的DNA链。因此，这种复制方式为不连续复制。 　　3.双向复制 ： 　　复制起始点：DNA复制在DNA特定的位点起始，叫复制起始点。　　原核生物只有一个复制起始点（单点复制），真核生物可有多个复制起始点（多点复制）。 　　复制子：复制起始点到复制终点形成一个复制单位。　　原核有一个复制子，真核有多个复制子，复制子之间形成“眼睛”结构。　　多数为定点双向复制。　　　　　　二、复制的酶学 　　（一）DNA聚合的参与物 　　1.原料：dNTP（dATP，dGTP，dCTP，dTTP）。　　2.模板：DNA两条链分别做模板。 　　3.引物：小段寡核苷酸，多为RNA（提供3’一0H末端）。 　　4.多种酶：DNA聚合酶、引物酶或RNA聚合酶、解螺旋酶、DNA拓扑异构酶、单链DNA结合蛋白。　　5.Mg 2+　　（二） DNA聚合酶（DNA依赖的DNA聚合酶、DNA-pol） 　　1.原核生物DNA聚合酶 　　（1）原核生物DNA聚合酶有三种：　　DNA聚合酶I：切除引物、填补空隙，在修复合成中起主要作用　　DNA聚合酶Ⅲ：在复制中起主要作用的聚合酶　　（2）用蛋白水解酶将DNA pol l部分水解可得两个片段：　　大片段（Klenow片段），75kD，活性：5’--3’聚合活性、3’-- 5’外切活性；　　小片段，36kD，活性：5’--3’外切活性。　　　　　　2.真核生物DNA聚合酶　　（1）真核生物复制延长中起主要催化作用的是DNA聚合酶δ。 　　（2）真核生物复制中起校读、修复和填补引物缺口作用的聚合酶是DNA聚合酶ε。　　　　3.DNA聚合酶的反应特点　　（1）以4种dNTP为底物； 　　（2）反应需要接受模板的指导，不能催化游离的dNTP的聚合；　　（3）反应需有引物3’一0H存在； 　　（4）链延长方向5’一3’；　　（5）产物DNA的性质与模板相同。　　（6）有校正纠错的功能 　　（三）引物酶或RNA聚合酶 　　细胞内，DNA的复制需要引物（DNA或RNA），引物酶或RNA聚合酶可合成6～10个碱基的RNA引物。　　（四）解螺旋酶　　大肠杆菌的解螺旋酶利用ATP供能，使DNA双链解开成两条单链。 　　（五）DNA拓扑异构酶 　　1.拓扑异构酶功能 　　松解超螺旋、防止打结。　　　　2.拓扑异构酶分类：　　拓扑异构酶I和Ⅱ，广泛存在于原核生物和真核生物。 　　（1）拓扑异构酶I：使DNA的一条链发生断裂和再连接，反应无须供给能量，主要集中在活性转录区，与转录有关。　　（2）拓扑异构酶Ⅱ：使DNA的两条链同时断裂和再连接，当它引入超螺旋时需要由ATP供给能量。 　　（六）单链DNA结合蛋白　　复制叉上的解螺旋酶，沿双链DNA前进，产生单链区，大量的单链DNA结合蛋白与单链区结合，阻止重新生成双链和保护单链DNA不被核酸酶降解。即复制中维持模板的单链状态并保护单链的完整 。 　　（七）DNA连接酶　　通过形成磷酸二酯键，连接在互补基础上的双链DNA上的切口。 　　三、DNA生物合成过程　　（一） 起始阶段　　1.螺旋松弛与解链　　DNA解旋、解链、形成复制叉。　　参与酶：拓扑异构酶、解链酶（解螺旋酶）、单链结合蛋白（SSB）。　　2.引发（合成RNA引物）　　复制起始点：DNA复制在DNA特定的位点起始，叫复制起始点。原核生物只有一个复制起始点，真核生物可有多个复制起始点。　　（1）复制叉在复制DNA双螺旋分子的分叉处。　　（2）引物酶按着单链碱基互补合成RNA引物。　　原核生物复制时的RNA引物较长，真核生物的引物较短。