9 核酸代谢44.ppt

第九章 核酸代谢 3学时 中心法则 第一节 DNA的生物合成 一、DNA的复制（半保留复制） 概念：DNA的复制是以亲代的一条DNA为模板，按照碱基互补的原则，合成另一条具有互补碱基的新链 新合成的DNA分子的两条多核苷酸链中有一条来自亲代DNA，一条则是新合成的. 细胞中DNA 的复制被称为半保留复制 2、实验依据——同位素标记结合密度梯度离心法 3、半保留复制的反应及蛋白质因子 （1）、引物酶： （2）、DNA聚合酶 原核细胞 ： 聚合酶 5′至3′的聚合活性（ 5′→ 3′ ）  3′→5′外切酶活性 5′→3′外切酶活性 （3）、连接酶 注意几点： 这两条链必需是同一个互补链结合； 二条链必需是相邻的； 连接反应需要能量。 它不催化二条游离单链的结合。 旋转酶 解开超 螺旋。 解螺旋酶（解链酶）： 通过水解ATP获得能量，在起点双向打开螺旋 dna β蛋白 、rep蛋白 4、半保留复制的过程（大肠杆菌） （1） 复制的起始（包括引物的生成） DNA解成单链 原核生物从一个固定的起始点开始，同时向两个方向进行的，称为双向复制 真核细胞染色体比较复杂，可能有多个复 制起点，同时形成多个复制单位 复制叉----复制开始后由于DNA双链解开， 在两股单链上进行复制，形成在显微镜下 可看到的叉状结构，称为复制叉 引物的生成 复制过程需要引物--短链RNA 引物酶—— 合成RNA引物（10个bp左右） 由引物酶、解螺旋酶和几种蛋白组装成的引物，辨认起始位点，并结合在那里。 （2） 复制的延长 向引物RNA的3’端逐个添加核苷酸，形成DNA片段。 复制的半不连续性和冈崎片段：前导链是连续合成的，而后随链则是不连续合成。 复制过程中各酶和蛋白质因子的作用 （3） 复制的终止 以两条亲代DNA链为模板，各自形成一条子代DNA链，组成两个DNA双股螺旋结构的分子，其中每一个分子包括一条亲代DNA链，这就是DNA的半保留复制。 5、生物细胞复制的基本特点 真核生物的DNA复制 基本过程类似于原核生物的DNA复制， 但有不同： 真核生物有多个复制起点； 真核生物有五种DNA聚合酶(α、β、γ、δ、ε )； 真核生物线性染色体末端的DNA叫端粒(telomere)，端粒的复制是由端粒酶(telomerase)催化的。 二、DNA的损伤和修复 2、修复 （1）光修复 紫外光照射可使相邻的两个T 形成二聚体 光修复酶可使二聚体解聚为单体状态，DNA完全恢复正常。光修复酶的激活需300-600μm波长的光。 （2）切除修复 参与的酶有 核酸内切酶，polⅠ　,DNA连接酶 （3）重组修复 复制后的修复 第二节 RNA的生物合成 启动子：指RNA聚合酶识别，结合和开始转录的一段DNA序列。 转录因子：RNA聚合酶在进行转录时常需一些辅助因子(蛋白质)参与作用，称之为转录因子。 终止子：提供转录停止信号的DNA序列称终止子。 终止因子：协助RNA聚合酶识别终止信号的辅助因子(蛋白质)。 2、转录的总反应及所需条件： （3）RNA聚合酶（转录酶）： 大肠杆菌RNA聚合酶的组成及作用: 3、转录的基本规律 RNA的合成是不对称转录 RNA的合成方向 4、 转录过程（原核生物） 转录的起始 RNA聚合酶结合到DNA链上，DNA双链部分解开，原核生物由σ因子辨认转录起始位点； 转录起始不需引物； 新形成的第一个核苷酸一般为嘌呤核苷酸； 第一个磷酸二酯键形成后, σ亚单位即脱落下来。 转录酶全酶松弛地结合到DNA上; 转录酶沿DNA滑行至启动子，由?因子识别并紧密结合,形成闭合复合体; 在–10区TATAAT盒处解链,形成开放复合体; 转录开始，当RNA合成至长约9核苷酸时，?因子脱离。 转录的延伸 原核生物和真核生物基本相同 σ亚基脱落，核心酶构象改变 碱基配对原则， RNA聚合酶核心酶沿着DNA模板链的3’ 5’移动合成RNA。 合成方向总是从5’ 3’ 转录酶沿编码链5??3?方向移动，开放复合体(保持约17bp长)随之前移,RNA链以5??3?方向合成延伸，速度约为43核苷酸/秒。 转录的终止 转录的过程 5、 转录产物的加工（真核生物） 加工——使粗品RNA （没有功能）→成品 方法——剪切、拼接，修饰，添加甲基 真核生物mRNA的转录后加工 5′——端帽子结构的形成 3′——端 poly A尾巴的生成 原核mRNA: 为多顺反子结构 5’端没有帽子 3’端不含polyA尾巴 分子中无修饰成分 真核生物mRNA 为单顺反子结构 5’端有帽子 3’端