一.DNA的生物合成.ppt

第一节 DNA生物合成的基本规律 第二节 DNA的生物合成 第三节 DNA的损伤与修复 第四节 DNA重组;本章重点与难点 重点：DNA复制的基本过程。 难点：DNA的半保留复制、半不连续复制。;DNA的核苷酸顺序信息编码着细胞RNA和蛋白质的一级结构，并通过酶影响所有细胞成分的合成，决定各种生物的大小、形状和功能。;第一节 DNA复制的一般原理;一、DNA复制是半保留复制(semi-conservative replication); DNA以半保留方式进行复制，是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的用同位素示踪标记加密度梯度离心技术实验所证明。;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，是生物保持遗传稳定性的基础。;原核生物复制时，DNA从原点 (复制的起始点，origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉(replication forks)，称为双向复制。 ;DNA复制的方式;5’;三. DNA复制是半不连续复制;四. 需要引物 DNA聚合酶不能从头合成一段新链，参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段具有3’-端自由羟基（3’-OH）的RNA作为引物(primer) ，才能开始聚合子代DNA链。 RNA引物的大小，在原核生物中通常为50～100个核苷酸，而在真核生物中约为10个核苷酸。RNA引物的碱基顺序，与其模板DNA的碱基顺序相配对。 ; 第二节 DNA的生物合成;一、合成的反应通式及反应方向;参与DNA复制的物质 ;二、原核生物参与DNA聚合反应的酶类及蛋白质（DNA复制酶系统）;一）DNA聚合酶 全称：DNA依赖的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 简称：DNA-pol 功能：DNA聚合酶活性，合成DNA链。 DNA外切酶活性，DNA错配后的修复，或切去RNA引物。;5′ C G C T T C A G G A T A ? 3′ | | | | | | | | | | |;;原核生物的DNA聚合酶;编辑校对 DNA的主要复制酶;DNA-pol Ⅲ：由十种亚基22个组分构成，其中α、 ε、θ3个亚基组成核心酶，α亚基具有5‘→3’聚合DNA的酶活性；而ε亚基具有3‘→5’外切酶的活性，与DNA复制的校正功能有关， θ亚基可能与核心酶的组装有关。每个亚基至少有一个拷贝。2个β亚基构成滑动钳蛋白，帮助核心酶与模板结合。其它多个亚基组成滑动钳装载复合物。;二）DNA拓扑异构酶(DNA topoisomerase) ;作用特点：既能水解 、又能连接磷酸二酯键 分 类： 拓扑异构酶Ⅰ:切断DNA中的一条链，使DNA旋转,减少负超螺旋，再将切断的单链连接起来。 拓扑异构酶Ⅱ:可以切断DNA的两条链,引入负超螺旋。需消耗ATP.;三） 解链酶（unwinding enzyme） ，又称解螺旋酶。 用于解开DNA双链，使埋藏在DNA双螺旋分子中的碱基对暴露出来作为模板以合成新链。每解开一对碱基间的氢键，需消耗两分子ATP。 大多数解螺旋酶与随后链模板DNA结合后沿5‘-3’运动。 ;四）引发酶(primase)又称引物合成酶： 催化前导链和随后链冈崎片段引物的合成。 引发酶本质上是一种依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP），该酶以DNA为模板，聚合一段RNA短链引物(primer)，以提供自由的3‘-OH，使子代DNA链能够开始聚合。 与另外的6种蛋白质组成引发体（primosome）才起作用。;五）DNA连接酶;DNA连接酶催化的条件是： ①未封闭的缺口位于双链DNA中，其中有一条链是完整的； ②需一段DNA片段具有3’-OH，而另一段DNA片段具有5’-Pi基； ③ 需要消耗能量。;六）单链结合蛋白（single strand binding protein, SSB）又称螺旋反稳蛋白（HDP）。 是一些能够与单链DNA结合的蛋白质因子。 作用： ① 稳定单链DNA，便于以其为模板复制 子代DNA； ② 保护单链DNA，避免核酸酶的降解。 ;一）复制的起始 1. 复制起始于原点oriC： E.coli复制起始点 oriC结构由245个高度保守的碱基对组成，由3个13bp的重复顺序和4个9bp的重复顺序组成的保守序列，富含A、T。;2. DNA复制的起始过程 预引发：参与打开原点的预引发复合物（起始复合物）由至少9个不同的蛋白质和酶组成。 DnaA：大约20个，结合于原点的9bp重复序列，识别并变