2011春瘤第十一章dna合成.ppt

生物化学与分子生物学教研室 第三篇 遗传信息的传递 第十一章 DNA 的生物合成 第十二章 RNA 的生物合成 第十三章 蛋白质的生物合成 学习策略： 基本概念 对比真核与原核生物复制的特点 半保留复制的实验依据 四、DNA复制需引物 RNA引物。 五、 DNA复制的高保真性 proofreading (校正) 第二节　参与真核生物DNA复制 的有关酶类及蛋白因子 一、DNA聚合酶（DNA polymerase） （二）RNA引物的合成 引发酶与DNA聚合酶α形成一个复合体，识别起始位点，以底物（NTP），DNA为模板，合成一个短链RNA（8～10个核苷酸）引物。 RNA引物的3’-OH末端为合成新的DNA单链的起点。 　　　DNA聚合酶α，以dNTP为原料，延长引物大约15-30个DNA。这种双反应使短的DNA连接到引物上。DNA聚合酶需要引物。前导链在复制的开始只需一个引物，而后随链中每个冈崎片段则需有各自的引物。 冈崎片段（Okazaki fragment） 　　 1968年，冈崎(Reiji Okazaki)等人用3H-胸腺嘧啶核苷酸培养大肠杆菌，然后用密度梯度离心法分离标记的DNA产物，发现短时间内首先合成的是较短的DNA片段，接着再出现较大的分子。这说明这条新链是一段一段地、不连续合成的。这些DNA片段称冈崎片段。 复制方向与解链(复制叉移动方向)方向相反的子链为后随链，其合成是不连续的。 （二）RNA引物的水解 　　　一定长度的DNA片段形成后，在核酸酶和FEN I 的作用下，水解除去RNA引物。出现的缺口由DNA聚合酶δ催化DNA片段继续延长加以填补。 （三）DNA大分子的形成-终止 　　 DNA连接酶将后随链相邻的两个DNA片段连接起来，形成大分子DNA链。 二、线粒体DNA的复制 4. DNA链间共价交联 着色性干皮病 （xeroderma pigmentosis, XP） 常染色体隐性遗传。皮肤对日光，尤其是对紫外线敏感。主要临床表现是皮肤雀斑样色素沉着，毛细血管扩张，局限性萎缩，疣状增生，浅表溃疡，最后可癌变。 病人的XP类基因（XPA、XPB、XPC、XPF、XPG ）有缺陷，导致DNA损伤后的修复障碍。 缺失引起移码突变 谷 酪 蛋 丝 5’ ……G C A G U A C A U G U C …… 丙 缬 组 缬 正常 5’ ……G A G U A C A U G U C …… 缺失C 一、参与原核生物DNA复制的酶类及蛋白因子 表11-3 细菌与真核生物具有相似功能组分的比较 1. 主要复制酶 原核：DNA聚合酶III （真核：DNA聚合酶δ） DNA 聚合酶I 切除引物、填补空隙 1. 原核生物的DNA聚合酶 主要复制酶 DNA损伤的修复 切除引物、填补空隙 功能 20 40 400 分子数/细胞 10 1 1 亚基数 - - + 5?? ??外切酶活性 + + + ??? 5?外切酶活性 + + + 5?? ??聚合酶活性 pol III pol II pol I 140 120 109 分子量（kb） 功能： 原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。 （1）DNA-pol Ⅲ DNA聚合酶Ⅲ 两个?亚基夹住DNA γ ? ? ε ? ? ? ? ? ? ε ? ? ? ? ? χ ? ? ? χ γ 核心酶 聚合 校读 滑动夹子 大肠杆菌聚合酶III 同时催化 DNA两条链的复制 两个聚合酶III结合在一起，后随链形成环。 两条链在一个位置上合成。 图11-16 功能： 切除引物、填补空隙。 具有RNA酶 H, FEN 1功能。 （2）DNA-pol Ⅰ （109 kD） 50aa DNA 323aa 604aa 大肠杆菌 DNA 聚合酶 I 的 Klenow 大片段 Klenow 片段是 E.coli DNA 聚合酶 I 的羧基端片段，长度为全酶的 70％。 5’ ? 3’ 聚合酶活性 3’ ? 5’ 外切酶活性 蛋白酶酶切位点 Klenow 片段 36 kDa 5’ ? 3’外切酶活性 323 个氨基酸 76 kDa 5’ ? 3’ 聚合酶活性 3’ ? 5’ 外切酶活性 604 个氨基酸 木瓜蛋白酶 N