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生物化学第十一章遗传信息的传递PPT课件
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
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