核酸和蛋白质生物合成及调节.pptxVIP

核酸和蛋白质生物合成及调节第1页/共110页本章主要内容DNA的生物合成RNA的生物合成第2页/共110页第一节 DNA的生物合成第3页/共110页中心法则（ central dogma）遗传信息传递方向的规律基因表达：是指将遗传信息由DNA转录为RNA、再翻译成蛋白质的过程第4页/共110页一、复制（replication）（一）DNA复制的基本原则半保留复制复制起始点（ori)双向复制半不连续复制第5页/共110页半保留复制semiconservative replicationAGAACTTAGTCTTGAATC亲代AGAACTTAGTCTTGAATCAGAACTTAGTCTTGAATC子代第6页/共110页DNA半保留复制的实验第7页/共110页双向复制 从复制起始点向2个方向进行双向复制第8页/共110页冈崎片段半不连续复制（semidiscontinous replication)第9页/共110页（二）参与DNA复制的主要酶类解旋、解链酶类DNA拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白引物酶DNA聚合酶DNA连接酶第10页/共110页 解链酶(helicase)解开DNA双链中氢键，消耗ATP 单链结合蛋白（single-stranded DNA-binding protein）与单链DNA结合，保持模板处于单链状态，保护复制中的DNA单链不被核酸酶降解。 DNA拓扑异构酶（topoisomerase)复制前：松弛DNA超螺旋，克服扭结现象复制后：TopoII作用下，重新引入超螺旋（需ATP供能）1、解旋、解链酶类第11页/共110页第12页/共110页DNA拓朴异构酶 解链酶 单链DNA结合蛋白 SSB解开、理顺 DNA链、维持DNA单链状第13页/共110页2、引物酶(primase)DNA聚合酶合成新DNA时需要引物（一小段RNA）引物RNA3’-OH末端作为DNA合成的起始点引物酶与多种起始蛋白结合形成引发体引物酶催化合成引物（primer)第14页/共110页3、DNA聚合酶（DNA polymerase)DNA聚合酶的作用特点：模板：解开的DNA双链催化底物（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）聚合形成3′,5′磷酸二酯键新链延长方向5 / →3 /具核酸外切酶活性第15页/共110页 3′→5′外切酶活性，参与DNA修复校正 5′→3′外切酶、聚合酶活性， 切除引物并填补空隙 具有切口平移作用复制延长中真正起复制作用的酶具3/-5/核酸外切酶活性，校正作用原核DNA聚合酶①polⅠ：②pol Ⅱ：生理功能尚不清楚，无酶Ⅰ、Ⅱ时起作用③pol Ⅲ：第16页/共110页DNA复制高保真性的机制 DNA模板指导 正确选择碱基配对 校读功能第17页/共110页4、DNA连接酶(DNA ligase) 通过3/，5/-磷酸二酯键连接互补链中DNA片段 不能连接单独存在的DNA或RNA单链。第18页/共110页（三）DNA的复制过程模板DNA解旋与解链，形成复制叉；形成引发体，合成RNA引物；按A=T、G=C碱基配对规则，合成DNA；切除引物、填补空隙、形成冈崎片段；DNA连接酶连接封口，形成长链DNA；6. 在Tus蛋白参与下，终止复制。(terminus utilization substance)第19页/共110页5/ 3/DNA复制示意图拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白引物酶DNA聚合酶Ⅲ冈崎片段DNA聚合酶ⅠDNA连接酶3/ 5/ 3/ 5/前导链 随后链第20页/共110页二、逆转录(reverse transcription)概念：以RNA为模板合成DNA的过程酶：逆转录酶 依赖RNA的DNA聚合酶功能 RNaseH功能（水解RNA-DNA杂交链） 依赖DNA的DNA聚合酶功能第21页/共110页---------------------------------------- 逆转录过程----cDNA整合入宿主细胞DNA分子中------------------------------------逆转录酶------------------------逆转录酶RNaseH+--------------------------------------------------------------------------------病毒RNARNA-cDNA 杂交体cDNA双股cDNA宿主细胞DNA分子--------整合了cDNA的宿主细胞DNA分子意义： 对中心法则的补充 有助于基因工程的实施第22页/共110页HIV生