生物医学概论生化第章基因信息的传递和表达.ppt

基因信息的传递和表达 ;;第一节DNA的生物合成（复制）;DNA复制(DNA replication) 是指遗传物质的传代，以亲代DNA为模板，以四种dNTP为原料，在DNA聚合酶的催化下，按照碱基互补配对原则，合成子链DNA的过程。;半保留复制(semi-conservative replication) 双向复制(bidirectional replication) 半不连续复制(semi-discontinuous replication) ; DNA生物合成时，亲代DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)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。;A G G T A C T G C C A C T G G;按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。;原核生物基因组是环状DNA，只有一个复制起点（origin）。复制从起点开始，向两个方向进行解链，进行的是单点起始双向复制。;3?;顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为前导链(leading strand) 。 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后随链(lagging strand) 。复制中的不连续片段称为冈崎片段(okazaki fragment)。 前导链连续复制而后随链不连续复制，就是复制的半不连续性。 ;参与DNA复制的物质:;DNA分子的碱基埋在双螺旋内部，只有把DNA解成单链，它才能起模板作用。 ;复制起始点附近区域的DNA双链解开成为两条单链。;;解链过程中正超螺旋的形成;拓扑酶的作用方式：;2. 引物酶 ( primase );3. DNA聚合酶;原核生物的DNA聚合酶分为三型; ——对复制和修复中出现的空隙进行填补。;DNA-pol Ⅱ（120kD）;功能：;;4. DNA连接酶;HO;DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。 在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。 也是基因工程的重要工具酶之一。;1. DNA复制的起始;E. coli复制起始点 oriC;;2. 复制的延长;前导链的合成：;;同一复制叉上前导链和后随链由相同的DNA-pol催化延长 ;原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。;;（四）真核生物DNA的复制;染色体DNA呈线状，复制在末端停止。 染色体两端DNA子链上最后复制的RNA引物，去除后留下空隙不能由DNA聚合酶填补。;;端粒(telomere);二、DNA的损伤和修复;物理因素 紫外线(ultra violet, UV)、各种辐射;（一）DNA损伤的类型;1. 点突变;镰形红细胞贫血病人Hb (HbS) β亚基;谷 酪 蛋 丝;3. 重排;（二）DNA损伤的修复;1. 直接修复;;人体切除修复系统 其缺失会导致着色性干皮病（xeroderma pigmentosis, XP） 患者极易患皮肤癌;这是DNA的复制过程中所采用的一种修复方式。 修复时，利用重组蛋白将另一股健康亲链与损伤缺口相互交换。;重组修复;4. SOS修复;第二节RNA的生物合成（转录）;转录 (transcription) 是生物体以DNA为模板，以四种核糖核苷三磷酸（ATP、GTP、CTP、UTP，总称NTP）为原料，合成RNA的过程 。 ;复制和转录的相似之处:;复制和转录的区别;参与转录的物质：;（一）转录的模板;5′···GCAGTACATGTC ···3′;不对称转录(asymmetric transcription) ;;（二） RNA聚合酶;DNA聚合酶在启动DNA链延长时需要引物存在，而RNA聚合酶不需要引物就能直接启动RNA链的延长。 RNA聚合酶和DNA的特殊序列——启动子(promoter)结合后，就能启动RNA合成。 ;转录过程可分为转录起始、转录延长和转录终止三个阶段。 ;RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。 DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。;E. coli的转录起始和延长 ;转录空泡(transcription bubble)：;依赖?因子的转录终止 非依赖?因子的转录终止;真核生物的转录过程比原核复杂。二者的转录起始过程有较大区别，转录终止也不相同。 ;不同物种、不同细胞或不同的基因，转录起始点上游都有不同的特异DNA序列