十核酸代谢.ppt

第十章 核酸代谢 核酸和核苷酸降解代谢 核苷酸的合成代谢 核酸的合成代谢 （DNA的合成及修复） 核酸的合成代谢 （RNA的合成-即转录过程） 第一节 核酸和核苷酸降解代谢 概述 核酸降解成核苷酸（核酸的酶促降解） 嘌呤的降解 嘧啶的降解 体内核酸降解及消化 （二）核酸的酶促降解 DNA限制性内切酶 （四）嘧啶的分解代谢 第二节 核苷酸的合成代谢 核苷酸生物合成的基本途径 嘌呤核苷酸的 “从头合成” 嘌呤核苷酸的补救合成途径 嘧啶核苷酸“从头”合成途径 嘧啶核苷酸的补救合成途径 脱氧核苷酸的合成 脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 由上述反应过程可以清楚的看到，嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的，这是嘌呤核苷酸从头合成的一个重要特点。 ? IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP或GMP的合成又需1个ATP。 并不是所有的细胞都有从头合成嘌呤核苷酸的能力，肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠粘膜和胸腺。 第三节 核酸的合成代谢（DNA的合成） 复制过程中的酶及相关因子 复制方式 复制过程 （一）原核生物DNA复制的酶和蛋白质因子 拓朴异构酶 解螺旋酶（解链酶） 单链DNA结合蛋白（SSB） 引物酶 DNA聚合酶 DNA连接酶 拓朴异构酶 使DNA超螺旋变为松驰态；它兼有内切酶和连接酶的活力，能迅速使DNA链断开后再接上。 解螺旋酶 单链DNA结合蛋白 引物酶 原料：NTP 引物酶的作用： 合成一段RNA作为引物 RNA引物作用： 引发DNA的合成 DNA聚合酶 原料：dNTP 方向：5`→3` DNA聚合的种类： DNA聚合酶I DNA聚合酶II DNA聚合酶III 校正机制 修复或除引物机制 DNA连接酶 （二）DNA复制的方式 （1)半保留复制 （三）DNA复制的过程 起始 起始的调控 延长 延长 延长 终止 真核生物复制：端粒的形成： 端粒（telomere）是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分，通常膨大成粒状。其共同的结构特征是由一些富含G、C的短重复序列构成，可重复数十次至数百次。 一段DNA序列与蛋白质形成的一种复合体，是真核细胞染色体末端所特有的结构。 功能： ⑴保证线性DNA的完整复制 ⑵保护染色体末端 ⑶决定细胞寿命，胚系细胞含端粒酶，体细胞不表达端粒酶。 线性DNA在复制完成后，其末端由于引物RNA的水解而可能出现缩短。故需要在端粒酶（telomerase）的催化下，进行延长反应。 端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体，它可以其RNA为模板，通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。 端粒酶(telomerase)的作用机制 DNA复制基本过程 半保留复制 有特定的起点（原核生物为单起点，真核生物为多起点） DNA合成方向是5`→3` 复制可以是单向，也可以是双向，但速度不一定相等 半不连续复制，有前导链（连续）和后滞链（不连续）之分 需要RNA作为引物，以后引物被切除，补上DNA （四）DNA损伤及修复 损伤 （1）自发因素 碱基互变异构 碱基修饰（呼吸引起） 脱氨基 脱碱基（热运动） （2）物理损伤 紫外 电离辐射 直接效应 间接效应 （由水产生自由基，氧化或降解碱基和核糖) (3)化学损伤 基因突变的后果及类型 突变的类型： 错配 (mismatch) 缺失 (deletion) 插入 (insertion) 重排 (rearrangement) 后果： ①致死 ②使生物体某些功能改变，引起某些疾病的发生 ③只改变了基因型而对表现型无影响 ④进化，在环境有利于机体新特征表达的情况下，被选择性保留下来，这就是进化的基础 （1）错配修复 （2）光修复 （3）切除修复 （4）重组修复 （5）SOS修复 第四节 核酸的合成代谢（RNA的合成-即转录过程） 合成因子（聚合酶） 转录过程 转录后修饰 ?-因子与转录启始位点的识别有关，它可以特异性地识别启始信号，并指导RNA聚合酶与之结合。 ?-亚基是酶的催化作用核心，上面有抗生素利福平的结合位点。 ?′-亚基由许多碱性氨基酸构成，在酶与模板DNA的结合中起重要作用。(非特异性结合) ?-亚基则与酶和启始位点的结合有关。(帮助酶其它部位结合) 真核生物体内RNA聚合酶有三种，分别是RNA聚合酶I、II、III，其中，RNA聚合酶I与rRNA前体合成有关，RNA聚合酶II与mRNA前体合成有关，RNA聚合酶III则与tRNA前体合成有关,结构也有不同。 RNA合成的机理 转录时只利用DNA双链中的一条链为模板，这条链称为模板链（或反意义链、非编码链）；另一条链称为非模板链（有意义链、编码链） 由于转录只在DNA的一条链