分子生物学原理--DNA的生物合成ppt课件

1、中心法那么的研讨过程第三篇 基因信息的传送 遗传信息流动方向中心法那么半保管复制方式的实验证明第十章 复制 半保管复制：半保管复制：DNADNA进展复制时，进展复制时，双螺旋构造解开而成为两股单链，双螺旋构造解开而成为两股单链，各自作为模板，用于合成新的互各自作为模板，用于合成新的互补链。子代细胞出现新的补链。子代细胞出现新的DNADNA双链，其中一股单链是从亲代完双链，其中一股单链是从亲代完好地接受过来的，另一股单链是好地接受过来的，另一股单链是完全重新合成，且与母链按碱基完全重新合成，且与母链按碱基配对原那么互补。也就是说，两配对原那么互补。也就是说，两个子代细胞的个子代细胞的DNADNA

2、双链，都和双链，都和母细胞母细胞DNADNA碱基序列完全一致。碱基序列完全一致。第一节 参与DNA复制的酶 底物：脱氧三磷酸核苷 聚合酶：依赖DNA的DNA聚合酶 模板：解开成单链的DNA母链 引物：一段寡核苷酸 其它酶和蛋白质因子:起解链、理顺双螺旋、稳定单链的作用。衔接酶。一、DNA聚合酶 大肠杆菌中有DNA聚合酶I，II和III。 Pol III被以为是原核生物细胞内真正起复制造用的酶。 Pol I可以被蛋白酶分成大小片段，大片段有DNA聚合酶的活性，称为Klenow片段。 真核生物中发现的DNA聚合酶有、和。DNA聚合酶催化的反响 5到3的聚合活性 (dNMP)n+dNTP(dNMP)

3、n+1+PpiDNA聚合酶催化的反响 5到3的聚合活性 (dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1+Ppi 核酸外切酶活性(从5或3末端把核苷酸从核酸链上水解下来)DNA聚合酶的性质 以脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)为前体催化合成DNA 需求模板和引物 不能起始合成新的DNA链 催化dNTP加到生长中的DNA的3-OH末端 催化DNA合成的方向是5到3。复制的保真性 DNA复制保真性至少依赖三种规律： 1.遵守严厉的碱基配对规律。 2.聚合酶在复制延伸中对碱基的选择功能。 3.复制中出错时有即时的校读功能。解旋、解链酶 复制应先解开DNA的超螺旋、双螺旋构造。 解旋、解链酶类：解链酶、DNA拓扑

4、异构酶、单链DNA结合蛋白。解链酶 解链酶是rep，它在ATP存在时解开DNA双链，每解开1对碱基，需求耗费2个ATP。另一种为解旋酶II。 在解链过程中，已解开的DNA双链之一，其解链方向与复制方向一致，称为领头链；另一链复制方向与解链方向相反，称为随从链。DNA拓扑异构酶拓扑酶对DNA分子的作用都是既能水解，又能衔接磷酸二酯键。拓扑酶I：不需求ATP，切断DNA双链中的一股，使DNA解链旋转中不打结，适当的时候又把切口封锁，使DNA变成松驰形状。拓扑酶II在无ATP时，切断处于超螺旋的DNA分子，使超螺旋松驰。在有ATP时，松驰形状的DNA进入负超螺旋形状，断口在同一酶催化下再衔接起来。单

5、链DNA结合蛋白 单链结合蛋白(SSB)的作用是在复制中维持模板处于单链形状并维护这种单链的完好性。引物酶和引发体 复制是在一段RNA引物的根底上加进脱氧核苷酸的，催化引物合成的是一种RNA聚合酶，它不同于催化转录过程的RNA聚合酶，因此称为引物酶。 引物酶在模板的复制起始部位催化互补碱基的聚合，构成短片段RNA。在解链酶结合其它复制因子而可识别起始点时，就可再结合引物酶，构成引发体。DNA衔接酶 DNA衔接酶衔接DNA链3-OH末端和另一DNA链的5-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完好的链。衔接酶的催化作用在原核细胞需求耗费NAD，在真核细胞那么耗费ATP。 衔接

6、酶衔接的都是碱基互补根底上的双链中的单链缺口，它并没有衔接单独存在的DNA单链或RNA单链的作用。三种酶催化生成磷酸二酯键的比较提供核糖 3-OH提供 5-P结果DNA 聚合酶引物或延长中的新链游离 dNTP 去ppi(dNMP)n+1连接酶复制中不连续的两单链不连续变成连续链拓扑酶切断、整理后的两链改变拓扑状态第二节 DNA复制过程 复制的起始 复制的延伸 复制的终止复制的起始 原核生物总是从一个固定的起始点开场，同时向两个方向进展的，称为双向复制。 真核细胞染色体比较复杂，能够有多个复制起始点，同时构成多个复制单位。 复制开场后由于DNA双链解开，在两股单链上进展复制，在电子显微镜下均看到

7、伸展成叉状的复制景象，称为复制叉。复制起始的步骤1.引物酶按碱基配对规律合成RNA引物。2.在DNA聚合酶III的作用下，靠酶的亚基识别引物，新链第一个脱氧核苷酸就加到引物的3-OH末端上，构成磷酸二酯键。3.DNA拓扑异构酶(能够主要是II型酶的作用)，在将要打结或已打结处作切口。4.单链DNA结合蛋白(SSB)结合于开放的单链上，起稳定和维护单链模板的作用。复制的延伸 催化延伸的酶在原核生物为pol III，在真核生物为DNA聚合酶和。 DNA复制延伸的速度相当快，在细菌中约为2500bp/s。 高等生物DNA复制时延伸速度能够慢一些，但它有多个起始点生成多个复制单位同时复制，总的复制速度

8、与原核生物相差不多。复制的不延续性 DNA双链的走向相反，而复制和引物合成总是从5到3方向延伸的。因此领头链可以顺解链方向延伸。随从链复制方向与解链方向相反，因此必需等待模板链解出足够长度，复制才干开场并延伸。 复制中的不延续片段称为冈崎片段。复制的过程滚环复制 环状DNA双链一股先开一个缺口，5端向外伸展，在伸展出的单链上进展不延续复制，没有开环的另一段，那么可以一边滚动一边进展延续复制。复制的终止 原核生物除了有一定的复制起始点，还好一定的复制终止点。 RNA酶将引物水解 pol I填补空缺 衔接酶衔接参与复制的酶引物酶合成 RNA 引物解链酶解开 DNA 双链SSB稳定已解开的单链拓扑酶

9、 II克服解链中的打结缠绕，拓扑转型pol III真正的复制酶pol I填补引物遗留空隙DNA 连接酶接合 5-P 和 3-OH 末端第三节 DNA的损伤和修复 突变和遗传的保守性突变的分子根底 突变是DNA分子上碱基的改动。 自发突变是遗传过程中“自发发生的突变。 诱变是研讨核酸与遗传时，运用一些物理或化学方法对DNA分子或整个组织细胞处置使DNA发生突变。是人工手段使DNA发生突变。突变的分类 点突变：一个碱基的变异。有转换同型碱基和颠换异型碱基 缺失：一个碱基或一段核苷酸从DNA上消逝 插入：一个碱基或一段核苷酸插入到DNA大分子中。 倒位：DNA链内部迁移。诱变要素诱变因素物理因素紫外线照射离子辐射化学因素5-溴尿嘧啶(5-BU)羟胺亚硝酸盐氮芥类损伤的修复 损伤：是复制过程中发生的DNA突变，大多数属于自发突变。 校读：pol I监视和纠正复制错误的功能。损伤修复的机制 光修复 切除修复 重组修复 SOS修复光修复 紫外线照射可引起核酸链上相邻的两个胸腺嘧啶构成二聚体TT。 光修复过程是经过光修复酶催化而完成的，需300600nm波长照射激活。切除修复 切除修复需求特异的核酸内切酶、pol I、DNA衔接酶等参与