细胞核重点培训.ppt

细胞、个体乃至物种的遗传特性要在代代相传中得到维持,有赖于遗传物质完整、准确的复制并分配至子代细胞。 细胞核 第一节 核被膜 第二节 染色质和染色体 第三节 核仁 第四节 遗传物质的复制 第五节 遗传信息的表达 DNA复制 :由一个亲代DNA双螺旋产生两个子代DNA双螺旋的过程。 艰巨任务:在子代细胞诞生前迅速而精确地完成这一过程。 奇迹是怎样创造的? 一、DNA 复制过程及其特征 1.半保留复制 复制从复制起始点开始 复制叉、双向复制和复制泡 复制叉的不对称性:前导链、后随链和冈崎片段 校读纠错机制 整个染色体的复制 第四节 遗传物质的复制 在真核细胞的染色体上,复制由多处复制起始点 同时向两个方向推进。 DNA双链解旋与复制的起始 需要大量蛋白质和酶参与 DNA双链打开后(配对碱基之间的氢键断开), 两条核苷酸链上的碱基种类和顺序暴露出来(模板),方便单核苷酸按照碱基互补原则来配对,从而合成新的核苷酸链。 DNA被紧密地包装在染色体中,双链如何打开? 双链打开后复制就自动开始了么? 3.复制叉、双向复制和复制泡 复制叉: 已经打开的2条单链与未解开的双链间形成Y形。 复制泡:复制叉由复制起始位点向两边移动,形成复制泡。 复制叉 la fourche de réplication ﹡在DNA聚合酶的催化下,许多单核苷酸(脱氧核糖核苷酸)连接起来成为一条核苷酸链。 ﹡新的核苷酸链形成需要一段引物。 ﹡DNA聚合酶只能催化单核苷酸以5’→3’方向连接。 ﹡5’→3’连续合成将使一条核苷酸链的延长方向与复制叉推进方向相反。 DNA聚合酶催化 DNA复制时的几个特点: 4.复制叉的不对称性:前导链、后随链和冈崎片段 问题: 一条新链:5’→3’方向合成,另一条新链如何合成? ? OK 4. 复制叉的不对称性： 前导链、后随链和冈崎片段 答案： 一条新链： 5’→3’方向不间断合成－前导链 另一条新链： 5’→3’方向间断合成－后随链 4. 复制叉的不对称性: 前导链、后随链和冈崎片段 4. 复制叉的不对称性: 前导链、后随链和冈崎片段 前导链 后随链 一条链不间断地合成,并率先发生,因而叫作前导链; 另一条链间断合成,由冈崎片段连接而成,并滞后发生, 因而叫作后随链。 在后随链合成中,由DNA聚合酶在RNA引物的3’-OH上合成一段多核苷酸链,此DNA片段加上RNA引物构成冈崎片段。 冈崎片段 DNA 聚合酶I 5’?3’切除RNA引物 5’?3’填充脱氧核苷酸 DNA连接酶:连接两个DNA片段 冈崎片段连接: 冈崎片段 RNA引物 冈崎片段 连接酶连接2个相邻DNA片段 DNA 聚合酶将相邻片段的5’RNA引物切除并填补空隙 DNA聚合酶在RNA引物3’端延伸新DNA链 根据模板在引物酶作用下生成RNA引物 旧链 新链 间断合成的新链 后随链 3’ 3’ 5’ 5’ 复制叉推进方向 复制起始点 模板链 复制起始点 DNA的双向复制示意图 复制叉推进方向 复制的主要步骤 在复制起始点打开双链 合成一段RNA引物 前导链合成 (DNA链在RNA引物后面开始合成) 后随链合成 (冈崎片段在引物后开始合成) DNA双链复制 6．整个染色体的复制 多个复制泡不断产生。 端粒酶保证真核染色体末端的完整复制。 DNA新链合成完毕后立即就有组蛋白与之装配,新的核小体形成。 5．校读纠错机制 复制过程中出现错误的核苷酸碱基配对,DNA聚合酶会发现并纠正错误。 末端复制 组蛋白核心 DNA双链 合成的新链 旧链（模板链） 新的组 蛋白核心 第五节 遗传信息的表达 一、基因的转录 －从DNA到RNA 二、基因的翻译 －从RNA到蛋白质 基因的表达──由基因转录为RNA分子并翻译成蛋白质分子的过程。 中心法则 细胞内的基因先将它的遗传信息转录在mRNA上,再经过翻译,将特定的遗传信息翻译为特定的蛋白质。 一、基因的转录 从DNA到RNA(同样的语言) (一)转录过程 (二)有意义链和反意义链 (三)真核RNA的转录后加工 第五节 遗传信息的表达 启动子和终止子: 基因上特殊的DNA序列,对RNA聚合酶发出转录开始和终止的信号。 (一)转录过程 RNA聚合酶:催化转录反应,所以又叫转录酶。作用是解开DNA双链,以其中的一条链为模板,将4种三磷酸核苷酸聚合成与模板链互补的RNA链。 在RNA聚合酶作用下,以DNA的一条链上的一段序列为模板,按照碱基配对原则,以4种三磷酸核苷酸为原料,合成一个与模板序列互补的RNA分子。 (一)转录过程 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 3’ RNA聚合酶催化基因的转录:聚合酶遇到启动子序