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j11核酸生物合成会计学第2页/共62页目 录第一节 DNA的生物合成第二节 RNA的生物合成第三节 核酸合成的抑制剂第四节 基因工程及分子生物学技术简介第3页/共62页第一节 DNA的生物合成一、DNA的复制（DNA指导下的DNA合成）二、逆转录作用（RNA指导下的DNA的合成）三、DNA突变四、 DNA的损伤与修复第4页/共62页一、DNA的半保留复制1、概念和实验依据 2、原核生物DNA聚合反应有关的酶类 3、原核细胞DNA的复制的起始点和方式4、原核细胞DNA的复制过程（半不连续复制）5、DNA复制的忠实性6、真核细胞DNA的复制第5页/共62页DNA的半保留复制的概念 DNA在复制时，两条链解开分别作为模板，在DNA聚合酶的催化下按碱基互补的原则合成两条与模板链互补的新链，以组成新的DNA分子。这样新形成的两个DNA分子与亲代DNA分子的碱基顺序完全一样。由于子代DNA分子中一条链来自亲代，另一条链是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。 第6页/共62页3′5′解旋酶解链酶引物酶和引发体SSBRNA引物DNA聚合酶IIIDNA聚合酶I3′3′5′5′RNA引物原核生物DNA聚合反应有关的酶类（1）DNA聚合酶(DNA polymetases)（2）引物酶(peimase)和引发体(primosome) ：启动RNA引物链的合成。 (3） DNA连接酶（DNA ligase）（4）DNA解链酶(DNA helicase) (5）单链结合蛋白(single-strand binding protein,SSB)：结合在解开的DNA单链上，防止重新形成双螺旋。 (6）拓扑异构酶(topoisomerase):兼具内切酶和连接酶活力，能迅速将DNA超螺旋或双螺旋紧张状态变成松驰状态，便于解链。第7页/共62页复制的忠实性 DNA复制过程是一个高度精确的过程，据估计，大肠杆菌DNA复制109-1010碱基对仅出现一个误差，保证复制忠实性的原因主要有以下三点:a、DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循 碱基配对原则）b、DNA聚合酶的校对功能（错配碱基被3’-5’ 外切酶切除）c、起始时以RNA作为引物第8页/共62页DNA的半保留复制实验依据[15N] DNA [14N- 15N] DNA 1958年Meselson stahl用同位素示踪标记加密度梯度离心技术实验,证明了DNA是采取半保留的方式进行复制.[14N- 15N] DNA[14N] DNA第9页/共62页ATP或NAD＋PPi或NMN53模板链AGTGAACCTTCTGGTAAC53PPPPPPPPP连接酶连接切口OH缺口连接酶Mg2+35模板链AGTGAACCTTCTGGTAACPPPPPPPPP53第10页/共62页 DnaA蛋白结合位点四个9bp序列成串排列的三个13bp序列共有序列共有序列GATCTNTTNTTTTTATCCACA大肠杆菌复制起点成串排列的重复序列SSBDnaB(解螺旋酶)大肠杆菌DNA复制起点在起始阶段的结构模型第11页/共62页起始点起始点起始点起始点复制叉的推进环状 DNA复制时所形成的θ结构复制叉DNA复制的方式未复制DNA单向复制复制叉双向复制复制叉第12页/共62页解旋酶解链酶引物体SSB复制的起始RNA引物DNA聚合酶IIIDNA链的合成与延长DNA连接酶DNA聚合酶IDNA链合成的终止随后链3′3′3′5′前导链RNA引物5′3′原核细胞DNA的半不连续复制复制过程复制叉的移动方向3′5′第13页/共62页核心酶?延长因子?????DNA聚合酶Ⅲ二聚体???DNA聚合酶Ⅲ全酶第14页/共62页3′3′5′5′3′5′5′3′模板链3′5′3′5′RNA引物DNA聚合酶催化的链延长反应子链第15页/共62页大肠杆菌三种DNA聚合酶比较DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ（复合物）比较项目109，000400+++1400，00010-20++-50分子量每个细胞的分子统计数5′-3 ′聚合酶作用3′-5 ′核酸外切酶作用5′-3 ′核酸外切酶作用转化率120，000100++-0 .05第16页/共62页错配碱基5′3′5′3′3′- 5′核酸外切酶水解位点DNA聚合酶的3?- 5? 外切酶水解位点第17页/共62页第18页/共62页解旋酶引物体解旋酶引物体引物聚合酶III全酶引物聚合酶III全酶复制叉处前导链和随后链同时合成的工作模型第19页/共62页切除错配核苷酸错配硷基正 确核苷酸聚合酶复制方向3′5′3′5′3′5′DNA聚合酶的校对功能第20页/共62页起点起点起点起点起点起点真核细胞DNA复制的特点? 多个起点复制? 端粒（telemere）复制第21页/共62页CAAAACC