DNA生物合成程序.ppt

第三章 DNA的生物合成 中心法则 (The Central Dogma) 遗传信息从DNA到蛋白质的传递规律.DNA的遗传信息转录为RNA，RNA通过翻译指导合成蛋白质。DNA还通过复制将遗传信息代代相传。1970年发现RNA能逆转录为DNA，是对中心法则的补充。 复制 DNA的生物合成 逆转录 复制（replication）： 以亲代DNA为模板合成两个相同子代DNA的过程。 第一节 复制的特征 半保留复制的实验依据 (M. Meselson F. W. Stahl, 1958) 半保留复制的意义 按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。是物种稳定的分子基础，但是相对的，不是绝对的。 二. 双向复制 1. 复制起始点 (origin, ori)：多数生物体内DNA分子两条链同时复制。复制是在DNA分子的特定位点开始，称为复制起始点，常用ori (origin)表示。 原核生物的DNA只有一个Ori位点， 复制从起点开始，到终点结束，完 成整个DNA分子的复制,即原核生物 的DNA只有一个复制单位,为单复 制子，称为复制体。 复制子：能独立完成复制的功能单位。 2.复制叉 (replication fork) 复制时，双链DNA由起始点处打开，沿两条张开的 单链模板合成DNA新链，两侧形成的Y型结构称为复制叉(replication fork)。 3.双向复制 (bidirectional replication) 复制是从一个起始点开始，同时向两个方向进行，称为双向复制。 三. 半不连续复制 DNA双螺旋结构的两条链走向相反，复制时两条链都能作为模板合成子代DNA。 DNA的新链合成只能沿5’→3’方向进行。 DNA解链并开始复制后，一条新链合成方向与复制叉移动方向相同，即以3’→5’走向的亲代链为模板，因此该链可沿5’→3’方向连续合成，这条新链称为领头链。 另一条链合成方向与复制叉移动方向相反，新链不能连续合成称为随从链。随从链的复制必须待模板链解链至一定长度才能进行复制，随复制叉延伸过程，可合成许多DNA片段(冈崎片段)，再经连接酶催化形成连续的新链。 这种领头链连续复制，随从链不连续复制的方式称DNA复制的半不连续性。 领头链 (leading strand) 顺着解链方向生成的子链，其复制是连续进行 的，得到一条连续的子链。 随从链 (lagging strand) 复制方向与解链方向相反，须等解开足够长 度的模板链才能继续复制，得到的子链由不连续的片 段所组成。 冈崎片段： 1968年日本生化学者冈崎利用电镜及放射自显影 技术，观察到DNA复制中出现一些不连续的片段， 因而将这些不连续的片段称为冈崎片段。 原核生物的冈崎片段为一至二千个核苷酸， 真核生物约为数百个核苷酸。 第二节 DNA复制的酶学 DNA复制体系 复制是在酶催化下的核苷酸聚合过程,需要多种物质的共同参与: 底物：dNTP (dATP、dGTP、dCTP、dTTP) ； 聚合酶(polymerase)：依赖DNA的DNA聚合酶， 简写为DNA-pol或DDDP； 模板(template)：解开成单链的DNA母链； 引物(primer)：提供3′-OH末端的寡核苷酸； 其他的酶和蛋白质因子 (一) DNA聚合酶催化的反应 1. 5′至3′的聚合活性 催化四种dNTP一个一个地接到DNA链上去。 (dNMP)n + dNTP → (dNMP)n+1 + PPi 聚合反应机理： 聚合反应的特点： (1) 以单链DNA为模板 (2) 以dNTP为原料 (3) 引物提供3′-OH (4) 聚合方向为5′→3′ (5) 形成3′- 5′磷酸二酯键 2.核酸外切酶活性 (二) DNA聚合酶的种类 1. 原核生物的DNA聚合酶