生物化学第十一章遗传信息的传递PPT课件.ppt

生物化学 中心法则: 第一节 DNA的生物合成 一、DNA的复制 （一）DNA的半保留复制 DNA双链解开成为两条单链，分别以每条单链为模板，以4种dNTP（三磷酸脱氧核苷）为原料，按碱基配对原则，从5’→3’方向合成新的DNA互补链，新合成的DNA与原来的完全一样，并且一条链来自亲代，一条链是新合成的，这种复制方式就叫做DNA的半保留复制。 （二） 参与DNA复制的酶类 1．DNA聚合酶Ⅰ 在合成中可发挥三种作用： ①5’→3’外切酶活性：切除引物 ② 3’→5’外切酶活性：可从3’→5’方向识别和水解不配对的核苷酸，对生长中的碱基进行识别和校对。 ③沿5’→3’方向延长 ：依赖于DNA的DNA聚合酶功能。 2．DNA连接酶 催化两个DNA片段之间形成3’， 5’-磷酸二酯键，连接DNA片段。 3．引物酶 依赖于DNA的RNA聚合酶，是以DNA为模板来合成RNA的酶，可识别复制起始点，以DNA为模板，四种NTP为原料，按5’→3’方向，遵从碱基互补原则，合成RNA引物，提供DNA合成的3’-OH端。 4.解旋和解链酶类:作用在DNA的双链上，使之解链和解旋，以形成两条单链。 5.拓扑异构酶类：缓解扭转应力 6.单链结合蛋白（SSB）：防止解旋酶一旦过去之后，螺旋又恢复原状 7．DNA聚合酶Ⅲ 依赖于DNA的DNA聚合酶，以DNA为模板，以四种dNTP为原料，催化从引物3’-OH端，按碱基互补原则合成新的DNA。 DNA聚合酶Ⅲ是催化DNA合成（聚合反应发生）的关键酶。 （三）复制合成过程 三阶段 a．起始 包括解链、解旋和引发阶段 Ⅰ．识别复制的特定起始位点（引物酶）； Ⅱ．解开双螺旋，成为二条单链（解链解旋酶）； Ⅲ．以DNA单链为模板合成RNA引物，提供DNA合成的3’-OH端（引物酶），并形成复制叉，起始阶段结束。 b．延长：DNA链的形成和延伸阶段 在DNA聚合酶Ⅲ的作用下，从引物3’-OH端开始合成DNA片段。 与复制叉移动方向一致的链进行连续合成，叫前导链(领头链)。 与复制叉移动方向不一致链进行不连续合成，合成小的DNA片段（冈崎片段），这条链叫后续链(随从链)。 这种复制方式也叫半不连续复制。 c．终止 由DNA聚合酶Ⅰ切除引物，填补缺口，DNA连接酶连接DNA片段，得到完整的DNA互补链。 二、DNA损伤（突变）与修复 基因突变：DNA分子中的核苷核序列发生改变，导致遗传密码编码信息改变，造成基因表达产物蛋白质的氨基酸变化，从而引起表型的改变。 （一）．引起突变的因素 物理：紫外线、各种辐射等； 化学：亚硝酸盐、烷化剂、芳香烃类等； 生物因素：RNA病毒感染等。 （二）DNA的修复 1.光复活 ②切除修复? ③重组修复 ④SOS修复 一、转录模板 不对称转录(asymmetric transcription) 1.DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因(structural gene)。 2.DNA双链中按碱基配对规律能指引转录生成RNA的一股单链，称为模板链(template strand)，也称作有意义链或Watson链。相对的另一股单链是编码链(coding strand)，也称为反义链或Crick链。 3.不对称转录的含义 一是DNA链上只有部分的区段作为转录模板(有意义链或模板链),二是模板链并非自始至终位于同一股DNA单链上。 二、RNA聚合酶 （一）原核生物的RNA聚合酶 （二）真核生物的RNA聚合酶 三、RNA转录 原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为操纵子(operon)，包括若干个结构基因及其上游(upstream)的调控序列。 1.转录的一般原则 3. 重组修复（recombination repair） 转录 (transcription) 生物体以DNA为模板合成RNA的过程 。 转录 RNA DNA 第二节 RNA的转录 复制和转录的区别 参与转录的物质 原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP) 模板: DNA 酶: RNA聚合酶(RNA polymerase, RNA-pol) 其他蛋白质因子 5′···GCAGTACATGTC ···3′ 3′··· c g t g a t g t a c a g ···5′ 5′···GCAGUACAUGUC ···3′ N······Ala · Val · His · Val ······C 编码链 模板