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生物化学第12章 DNA生物合成
DNA半保留复制模型 二、双向复制 (bidirectional replication) 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(replication fork) 。 真核生物每个染色体有多个起始点,称为多点双向复制,是多复制子的复制。 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。 聚合反应的特点 DNA 新链生成需引物和模板; 新链的延长只可沿5? → 3?方向进行 。 全称:依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 简称:DNA-pol DNA-po lⅢ同时合成领头链和随从链 3. DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读 真核生物每个染色体是多复制子复制。复制有时序性,即复制子以分组方式激活。 复制的起始需要DNA-polα和polδ参与。还需拓扑酶和复制因子 (replication factor, RF)。 增殖细胞核抗原(proliferation cell nuclear antigen, PCNA)在复制起始和延长中起关键作用。 一、基因突变的意义 Dna A Dna B、 Dna C SSB 3? 5? 3? 5? 复制叉的形成 解链过程: (1)DnaA蛋白辨认并结合于起始点 (2)AT区的DNA 进行解链; (3)DnaB蛋白在DnaC蛋白的协同下,结合和沿解链方向移动,形成复制叉。 (4)SSB的参与结合单链DNA。 5′ 3′ 3′ 5′ 引物酶 DnaC 引发体 解螺旋酶 含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。 2. 引发体的生成 引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。 引物 3 HO 5 3? 5? 3? 5? 引物酶 3. RNA引物合成 DNA拓扑异构酶 (二)复制的延长 (elongation) 复制的延长指在DNA-pol Ⅲ催化下,dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上,其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。 3?——AAGACCTATT——5? 5?——TTCTGGATAA——3? dATP + DNA pol 5 3 5 dATP dGTP dTTP dCTP dTTP dGTP dATP dCTP OH 3 3 DNA-pol 目 录 领头链的合成 随从链的合成 1. 原核生物基因是环状DNA,双向复制的 汇合点就是复制的终止点。 ori ter 82 32 (三)复制的终止 2. 领头链上的RNA引物被RNA酶水解后, 由DNA pol I 催化,由新合成链提供 3?-OH补齐。 5? 5? 5? RNA酶 OH P 5? DNA-pol Ⅰ dNTP 5? 5? P ATP ADP+Pi 5? 5? DNA连接酶 3. 随从链上不连续性片段的连接 (一)复制的起始 二、真核生物的DNA生物合成 领头链 3? 5? 3? 5? 亲代DNA 5? 3? 3? 5? 随从链 引物 核小体 (二)复制的延长 染色体DNA呈线状,复制在末端停止。 复制中岡崎片段的连接,复制子之间的 连接。 染色体两端DNA子链上最后复制的RNA 引物,去除后留下空隙。 (三)复制的终止 反转录和其他的复制方式 Reverse Transcription and Other DNA Replication Ways 第四节 逆转录酶 (reverse transcriptase) 逆转录 (reverse transcription)现象 逆转录酶 一、逆转录病毒和逆转录酶 又称为反转录酶,为依赖RNA的DNA聚合酶, (RNA-dependent DNA polymerase, RDDP) 逆转录酶是多功能酶,有三种酶活性: 1. 逆转录活性:即以RNA为模板合成DNA 2. RNase活性:水解RNA:DNA中的RNA 3. DNA pol活性:以DNA为模板合成DNA 逆转录病毒细胞内的逆转录过程 RNA 模板 逆转录酶 DNA-RNA 杂化双链 RNA酶 单链DNA 逆转录酶 双链DNA 逆转录酶 A AA A T T T T AAAA SI核酸酶 DNA聚合酶Ⅰ 碱水解 T T T T 分子生物学研究可应用逆转录酶,作为获取基因工程目的基因的重要方法之一,此法称为cDNA法。 以mRNA为模板,经逆转录合成的与mRNA碱基序列互补的DNA链。 试管内合成cDNA cDNA ?complementary DNA? 端粒帽 染色体
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