rna指导的dna聚合酶活性-生物化学与分子生物学.ppt

复制(replication)： 在酶的催化下，以母链DNA为模板，根据碱基互补配对规律，合成子链DNA的过程。 在原核生物双向复制中，DNA被描述为眼睛状。为说明方便而做的图为?形。 DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全重新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。是DNA复制最重要的特征。 顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的这股链称为领头链。 另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链。 领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。 冈崎片段： ? 1968年日本生化学者冈崎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，将这些不连续的片段称为冈崎片段。 ? 原核生物: 1000~2000个核苷酸 ? 真核生物: 100~200个核苷酸 DNA复制的体系 底物: dNTP (dATP、dGTP 、dCTP 、dTTP) 聚合酶: 依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-pol) 模板: 解开成单链的DNA母链 引物: 提供3‘-OH末端的寡核苷酸 其他酶和蛋白质因子: 拓扑异构酶、解螺旋酶、单链DNA结合蛋白、引物酶、连接酶 聚合反应的特点 ? 以单链DNA为模板 ? 以dNTP为原料 ? 引物提供3-OH ? 聚合方向为5 →3 ? 遵守碱基互补规律 1959 年获诺贝尔生理学或医学奖 （一）线粒体DNA按D环方式复制 环形、双螺旋DNA分子 两条链一条为重链（H链），另一条为轻链（L链） dNTP DNA-pol γ 线粒体DNA分子特点： 有特异的复制起点； 环形线粒体DNA两条链（H和L）的复制不同步D环或取代环（displacement loop）：线粒体DNA复制开始以H链作为模板合成新的L链，取代原来的L链并和H链互补，而原来的L链则保持单链状态，形成类似英文字母D的区域； 两条链具有不同的复制起点和相反的合成方向； 线粒体DNA复制也需要RNA引物。 线粒体DNA复制特点： （二）噬菌体DNA按滚环方式复制 环形双螺旋DNA分子 一条为模板链，另一条为非模板链 E.coli 噬菌体DNA的分子结构特点： 仅以一条链作为模板合成若干环形DNA分子拷贝 噬菌体DNA复制的方式是滚环复制 噬菌体DNA复制特点： 噬菌体DNA复制首先由它自己编码的A蛋白在非模板链上造成缺口，再以所产生的游离3?端羟基作为引物，并在宿主细胞的DNA聚合酶、解旋酶和SSB蛋白等作用下合成新链，新链和模板链互补并取代了原来的非模板链。这种复制方式称为滚环复制 。 滚环复制： 3?-OH 5?-P 5? 5? 5? 3? 3? 3? 3? 5 滚环复制 5 ?? 5? 3? 3? 5? 双螺旋DNA在复制起点解链不一定导致两条链同时复制，也可能利用一条链作为模板起始DNA合成。 双螺旋DNA的两条DNA链的复制起点也可能处于不同的位置。 滚环复制和D环不对称复制的存在说明： Reverse Transcription DNA的反转录合成 第三节 反转录的发现发展了中心法则 1964年，Temin H等发现原病毒（provirus）DNA是RNA肿瘤病毒在复制过程中的中间物。 RNA肿瘤病毒 ? DNA原病毒（或前病毒） ? RNA肿瘤病毒 原病毒或前病毒：存在于真核染色体中和反转录病毒RNA基因组相对应的双链DNA序列。 DNA?中间模板分子（mRNA）?蛋白质 经典中心法则： 1970年，Temin和Baltimore发现了反转录酶。 反转录酶的发现扩大与发展了中心法则。 反转录：在反转录酶的作用下以RNA为模板合成DNA的过程。 反转录病毒（retroviruses ）： RNA病毒，含有反转录酶。 RNA指导的DNA聚合酶活性； DNA指导的DNA聚合酶活性； RNAse H的活性是指它能够从5??3?和3??5?两个方向水解DNA-RNA杂合分子中的RNA。 一、反转录酶以tRNA为引物合成双链cDNA 反转录酶有3种酶的活性： 反转录酶：从RNA病毒中发现，能催化以RNA为模板合成双链DNA的酶，全称为依赖RNA的DNA聚合酶 反转录酶的结构 反转录病毒RNA基因组和原病毒 反转录病毒RNA基因组转变为双链cDNA的途径 反转录酶的过程 引物：宿主tRNA分子的3‘-OH端 cDNA是反转录最终的双链DNA，其长度较模板RNA要长，5’端多出U3，3’端多出U