第三章基因的信息传递DNA的生物合成

1、基础医学第三章 基因的信息传递重庆大学化学化工学院张起辉重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录DNA的生物合成的生物合成( (复制复制) )DNA Biosynthesis，Replication 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录复制复制( (replication)是指遗传物质的传代，以母链是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板为模板合成子链合成子链DNA的过程。的过程。复制复制亲代亲代DNA子代子代DNA重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录DNAD

2、NA复制的基本规律复制的基本规律Basic Rules of DNA Replication 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录一、半保留复制的实验依据和意义 DNA生物合成时，生物合成时，母链母链DNA解开为两股单链解开为两股单链，各自作为模板各自作为模板(template)按碱基配对规律按碱基配对规律，合成与模板合成与模板互补的子链互补的子链。子代细胞的子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过，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。来，另一股单链则完全重新合成。两个子细胞的两个子细胞的DNA都和亲代都和亲代DNA碱基序列一致碱基序列一致。这种复制方

3、式称为这种复制方式称为半保留复制半保留复制。半保留复制的概念半保留复制的概念重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母链母链DNA 复制过程中形成复制过程中形成的复制叉的复制叉子代子代DNA 目目 录录重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录 密度梯度实验密度梯度实验 实验结果支持实验结果支持半保留复制半保

4、留复制的设想。的设想。含重氮含重氮-DNA的细菌的细菌培养于普培养于普通培养液通培养液 第一代第一代继续培养于继续培养于普通培养液普通培养液 第二代第二代梯度离心结果梯度离心结果重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录按半保留复制方式，子代按半保留复制方式，子代DNA与亲代与亲代DNA A的的碱基序列一致碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的传信息，体现了遗传的保守性保守性。 半保留复制的意义半保留复制的意义遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但但不是绝对的不是绝对的。重庆大学化学化工学院基础医

5、学电子教案-张起辉目目 录录真核生物每个染色体有多个起始点，是真核生物每个染色体有多个起始点，是多多复制子复制子的复制。的复制。习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个一个复制子复制子(replicon) 。复制子是独立完成复。复制子是独立完成复制的功能单位。制的功能单位。 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录复制的起始点和方向 DNADNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段，即复制起始点（复制子）。3个连续的13bp序列4个9bp序列目目 录录53oriorioriori535533553复制子复制子3重庆

6、大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录在原核生物中，复制子通常为一个；在真核生物中，复制子通常为多个。 复制子之间形成眼状结构目目 录录原核生物：单复制起点原核生物：单复制起点 即即整个染色体整个染色体只有一个复制单位只有一个复制单位 目目 录录 真核生物真核生物 : 多复制起点多复制起点 即即一个一个genome中有中有多个复制单位多个复制单位目目 录录Replication fork 复制叉复制叉目目 录录1.DNA的复制是两股的复制是两股反向平行反向平行进行的。进行的。2.DNA聚合酶只能催化聚合酶只能催化53方向方向复制。复制。3.复制起点呈现复制起点呈现叉子型叉子型-复制

7、叉。复制叉。4.以复制叉推进方向为准，复制时以亲代以复制叉推进方向为准，复制时以亲代DNA分子分子35方向的链为模板，指导新链合成的为方向的链为模板，指导新链合成的为先导链先导链。5.先导链延长先导链延长1000-2000个核苷酸后，另一母链也个核苷酸后，另一母链也引导新链延伸引导新链延伸1000-2000个核苷酸片段个核苷酸片段冈崎片段冈崎片段。6.DNA连接酶将冈崎片段链接成完整的新链。连接酶将冈崎片段链接成完整的新链。三) DNA复制的方向重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录参与参与DNA复制的酶复制的酶类和蛋白质类和蛋白质The Enzymology of DNA R

8、eplication二二重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录参与参与DNA复制的物质复制的物质 底物底物(substrate):三磷酸脱氧腺苷三磷酸脱氧腺苷-dATP,三磷酸脱氧鸟苷三磷酸脱氧鸟苷-dGTP, 三磷酸脱氧胞苷三磷酸脱氧胞苷- dCTP,三磷酸脱氧胸苷三磷酸脱氧胸苷- dTTP聚合酶聚合酶(polymerase): 依赖依赖DNA的的DNA聚合酶，简写为聚合酶，简写为 DNA-pol模板模板(template) : 解开成单链的解开成单链的DNA母链母链引物引物(primer): 提供提供3 -OH末端使末端使底物底物可以依次聚合。可以依次聚合。重庆大学化学化工

9、学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录一、DNA聚合酶全称：依赖依赖DNA的的DNA聚合酶聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase)简称：DNA-pol活性：活性：53 的聚合活性的聚合活性重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录聚合反应的特点DNA 新链生成需新链生成需引物引物和和模板模板； 新链的延长只可沿新链的延长只可沿5 3 方向进行方向进行 。重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录1 1 原核生物原核生物的的DNA聚合酶聚合酶DNA-pol DNA-pol DNA-pol 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录D

10、NADNA聚合酶聚合酶I I1.1.DNA pol IDNA pol I由一条多肽链组成，分子量为由一条多肽链组成，分子量为110 KD110 KD。2.2.酶分子中含有一个酶分子中含有一个ZnZn2 2，是聚合酶活性必需的。，是聚合酶活性必需的。3.3.用用枯草杆菌蛋白酶枯草杆菌蛋白酶可将此酶水解成可将此酶水解成两个片段两个片段，大片段的分子量为，大片段的分子量为76 KD76 KD，通常称为，通常称为klenowklenow克列诺克列诺片段，小片段为片段，小片段为34KD34KD。4.4.5 533聚合活性存在于聚合活性存在于klenowklenow片段上片段上。5.DNA5.DNA聚合酶

11、聚合酶I I的的作用是去除作用是去除RNARNA引物，按引物，按DNADNA互补原则替换互补原则替换，每次与，每次与模板引物结合模板引物结合仅能添加仅能添加2020100100个核苷酸个核苷酸。 目目 录录323个氨基酸个氨基酸小片段小片段5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性大片段大片段/Klenow 片段片段 604个氨基酸个氨基酸DNA聚合酶活性聚合酶活性 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性N 端端C 端端木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶DNA-pol Klenow片段可实验室合成片段可实验室合成DNA，进行，进行分子生物学研究中常用的工具酶。分子生物学研究中常用的工具酶。 重庆大学化学化工学院基础医学电子

12、教案-张起辉目目 录录DNApol的的53外切活性有以下三个特点：外切活性有以下三个特点： 必须有必须有5磷酸末端磷酸末端 被除去的核苷酸必须是已经配对的被除去的核苷酸必须是已经配对的 被除去的可以是脱氧核糖核苷酸，也可以是核被除去的可以是脱氧核糖核苷酸，也可以是核糖糖 核苷酸核苷酸 （切刻平移）（切刻平移）目目 录录DNA pol的的5 3聚合活性聚合活性和和5 3外切酶活性外切酶活性协同作用协同作用，可以，可以使使DNA一条链上的切口从一条链上的切口从5 3方向移动，这种反应叫做方向移动，这种反应叫做缺刻平缺刻平移移(nick translation)。目目 录录DNA-pol （120k

13、D） DNA-pol II基因发生突变，细菌依然能存活。基因发生突变，细菌依然能存活。 它参与它参与DNA损伤的应急状态修复。损伤的应急状态修复。 活性：聚合酶活性活性：聚合酶活性+ + 5 5 外切酶活性外切酶活性重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录功能：聚合酶活性是功能：聚合酶活性是DNA-polDNA-pol的几十倍的几十倍+ +校正功能校正功能+ +5 5 外外切酶活性切酶活性原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。 DNA-pol (250kD)10个亚基个亚基不对称二聚体不对称二聚体重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目

14、目 录录 两个拷贝的两个拷贝的亚基围绕亚基围绕DNADNA双螺旋形成一个环状的双螺旋形成一个环状的二聚体二聚体。一旦。一旦亚基二聚体与亚基二聚体与DNADNA紧密结合，它的作紧密结合，它的作用就像一个用就像一个“滑动夹子滑动夹子”(sliding clamp)(sliding clamp)携带着核携带着核心聚合酶沿着心聚合酶沿着DNADNA链自由滑动。链自由滑动。滑动夹可以阻止聚合滑动夹可以阻止聚合酶脱落酶脱落，从而，从而大大增加了大大增加了DNA聚合酶的延伸能力聚合酶的延伸能力。(Note: no beta subunits are shown; without beta, this for

15、m of the complex is called DNA pol III*)目目 录录Beta forms a donut shaped ring around the DNA and helps to anchor the holoenzyme to the DNA during replication . By acting as a sliding “clamp”, beta helps the holoenzyme to replicate long stretches of DNA without “falling off” the strand.目目 录录 DNApol和和 D

16、NApol 的主要特性和功能的主要特性和功能DNA聚合酶活性：聚合酶活性：DNApol主要用于主要用于DNA的修复和的修复和RNA引物的替换引物的替换DNApol DNA链的延长链的延长聚合方向：都是聚合方向：都是53目目 录录2 2 真核生物真核生物的的DNADNA聚合酶聚合酶DNA-pol 起始引发，有起始引发，有引物酶活性引物酶活性。延长子链的主要酶，有延长子链的主要酶，有解螺旋酶活性解螺旋酶活性。参与低保真的复制参与低保真的复制。在复制过程中起在复制过程中起校读、修复和填补缺校读、修复和填补缺口的作用口的作用。在在线粒体线粒体DNA复制中起催化作用复制中起催化作用。DNA-pol DN

17、A-pol DNA-pol DNA-pol 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录3 3 复制保真性的酶学依据复制保真性的酶学依据复制按照碱基配对规律进行，是遗传信息能准复制按照碱基配对规律进行，是遗传信息能准确传代的基本原理。确传代的基本原理。复制保真性的酶学机制：复制保真性的酶学机制：（1）DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读的核酸外切酶活性和及时校读 （2 2）复制的保真性和碱基选择）复制的保真性和碱基选择重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读A：DNA-pol的外切酶活性切除错配碱基；并用的外切酶活性切除错配碱

18、基；并用其聚合活性掺入正确配对的底物。其聚合活性掺入正确配对的底物。B：碱基配对正确，：碱基配对正确， DNA-pol不表现活性。不表现活性。重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录 复制的保真性和碱基选择 DNA聚合酶靠其大分子结构协调非共价（氢键）与共价（聚合酶靠其大分子结构协调非共价（氢键）与共价（磷酸二酯键）键的有序形成。磷酸二酯键）键的有序形成。 嘌呤的化学结构能形成嘌呤的化学结构能形成顺式顺式和和反式反式构型，与相应的嘧啶构型，与相应的嘧啶形形成氢键配对成氢键配对嘌呤应处于嘌呤应处于反式构型反式构型。 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录1. 遵守严

19、格的碱基配对规律；遵守严格的碱基配对规律；2. 聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；3. 复制出错时复制出错时DNA-pol的及时校读功能。的及时校读功能。DNA复制的保真性至少要依赖三种机制复制的保真性至少要依赖三种机制 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录 解螺旋酶解螺旋酶(helicase)利用利用ATP供能，作用于氢键，使供能，作用于氢键，使DNA双链双链解开成为两条单链解开成为两条单链 引物酶引物酶(primase)复制起始时催化生成复制起始时催化生成RNA引物的酶引物的酶 单链单链DNA结合蛋白结合蛋白(single stran

20、ded DNA binding protein, SSB)在复制中维持模板处于单链状态并保护单在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整链的完整 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录1010 8 8 局部解链后局部解链后三）三）DNA拓扑异构酶拓扑异构酶(DNA topoisomerase) 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉解链过程中正超螺旋的形成解链过程中正超螺旋的形成目目 录录目目 录录 拓扑异构酶作用特点拓扑异构酶作用特点既能水解既能水解 、又能连接磷酸二酯键、又能连接磷酸二酯键 拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶 分分 类类重庆大学化学化工学院基础

21、医学电子教案-张起辉目目 录录拓扑异拓扑异构酶构酶切断切断DNA双链中双链中一股一股链，使链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，闭切口，DNA变为松弛状态变为松弛状态。反应反应不需不需ATP。拓扑异拓扑异构酶构酶切断切断DNA分子分子两股两股链，断端通过链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。切口旋转使超螺旋松弛。利用利用ATP供能，连接断端，供能，连接断端， DNA分子进入负超螺旋状态。分子进入负超螺旋状态。作用机制作用机制 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录四四) )、DNA连接酶连接酶连接连接DNA链链3 -OH末端和相邻末端和相邻DN

22、A链链5 -P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的邻的DNA链连接成一条完整的链。链连接成一条完整的链。 DNA连接酶连接酶(DNA ligase)作用方式作用方式重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉POO-O-OHO5POO-O-O335DNA连接酶连接酶ATPADP5353目目 录录重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。作用。在在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。也是基因工程

23、的重要工具酶之一。功能功能重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录DNA生物合成过程生物合成过程The Process of DNA Replication三三重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录（一）复制的起始（一）复制的起始需要解决两个问题：需要解决两个问题：1. DNA解开成单链，提供模板。解开成单链，提供模板。2. 合成引物，提供合成引物，提供3 -OH末端。末端。重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录1. OriC in E. coli chromosomal DNA 三个三个13bp的重复序列的重复序列目目 录录9bp9bp基序共有基

24、序共有4 4个拷贝，分散于整个个拷贝，分散于整个OriCOriC的范围内，的范围内，它它是是DnaADnaA蛋白的结合位点蛋白的结合位点。通过通过DnaADnaA蛋白蛋白+ +OriCOriC捆绑了大约捆绑了大约3030个个DnaADnaA蛋白。蛋白。目目 录录DNADNA分子在分子在DnaADnaA蛋白复合体上的缠绕，蛋白复合体上的缠绕，导致双螺旋导致双螺旋在串连排列的在串连排列的3 3个富含个富含ATAT的的1313bpbp基序处解开基序处解开。 目目 录录DnaBDnaB蛋白进一步打开蛋白进一步打开DNADNA双螺旋。双螺旋。DnaBDnaB蛋白是解旋酶（蛋白是解旋酶（HelicaseH

25、elicase）。）。两个两个DnaBDnaB蛋白在复蛋白在复制起点处分别与两条单链结合，并按制起点处分别与两条单链结合，并按5 533相向而行打相向而行打开开DNADNA双链双链。双链打开以后，双链打开以后，DnaADnaA蛋白便会募集由蛋白便会募集由6 6个个DnaBDnaB和和6 6个个DnaCDnaC构成的复合体与起始位点处的单链构成的复合体与起始位点处的单链DNADNA结合结合。DnaCDnaC为为DnaBDnaB蛋白装载因子蛋白装载因子，依靠，依靠DnaCDnaC蛋白的单链蛋白的单链DNADNA结合域结合域以及与以及与DnaADnaA蛋白的相互作用，蛋白的相互作用，DnaBDnaB

26、和和DnaCDnaC蛋白复合体蛋白复合体结合在复制起始位点。结合在复制起始位点。 Helicase (DnaB) continues to separate strands目目 录录目目 录录然后，然后，DnaCDnaC催化催化DnaBDnaB蛋白解环，并套在单链蛋白解环，并套在单链DNADNA上上。在在DnaBDnaB和和DnaCDnaC蛋白复合体中，蛋白复合体中，DNADNA解旋酶保持非活性解旋酶保持非活性状态。状态。DNADNA解旋酶的安装导致解旋酶的安装导致装载因子装载因子从复合体中从复合体中释释放放出来，并出来，并激活激活DNADNA解旋酶解旋酶。DNADNA解旋酶向前运动，在解旋酶

27、向前运动，在其身后留下单链其身后留下单链DNADNA模板模板。目目 录录目目 录录接着单链结合蛋白（接着单链结合蛋白（single-stranded binding single-stranded binding protein, protein, SSBSSB）与解旋酶解开的单链结合，其作用）与解旋酶解开的单链结合，其作用是防止单链降解，是防止单链降解，阻止单链退火阻止单链退火。SSBSSB蛋白与单链蛋白与单链DNADNA的结合有的结合有协同效应协同效应(cooperative)(cooperative)，即，即一个一个SSBSSB的的结合会促进另一个结合会促进另一个SSBSSB与单链与单链

28、DNADNA的结合的结合。这种协同。这种协同结合使单链结合使单链DNADNA被解旋酶释放出后，很快被被解旋酶释放出后，很快被SSBSSB所覆所覆盖。盖。一旦被一旦被SSBSSB覆盖，单链覆盖，单链DNADNA即处于伸直状态即处于伸直状态，有，有利于其作为模板进行利于其作为模板进行DNADNA合成或合成或RNARNA引物的合成。引物的合成。在大肠杆菌细胞中，在大肠杆菌细胞中，DNADNA解旋酶募集一个引物酶。引解旋酶募集一个引物酶。引物酶负责合成一段短的物酶负责合成一段短的RNARNA引物。引物。目目 录录目目 录录新生链的合成由新生链的合成由DNADNA聚合酶催化完成聚合酶催化完成。从大肠杆菌

29、细胞中分离出了从大肠杆菌细胞中分离出了5 5种种DNADNA聚合酶。聚合酶。DNADNA聚合酶聚合酶IIIIII是大肠杆菌是大肠杆菌DNADNA复制中链延伸反应的主复制中链延伸反应的主要聚合酶要聚合酶。DNADNA聚合酶聚合酶I I专门用于专门用于RNARNA引物的去处引物的去处。另外另外3 3种种DNADNA聚合酶主要参与聚合酶主要参与DNADNA修复及合成。修复及合成。（二）延伸（二）延伸 目目 录录在复制叉处先导链和后随链的合成同时进行在复制叉处先导链和后随链的合成同时进行先导链被连续合成，而后随链是不连续合成的。先导链被连续合成，而后随链是不连续合成的。在复制叉在复制叉上，上，DNAD

30、NA解旋酶在后随链模板上沿着解旋酶在后随链模板上沿着5 533运动。运动。DNADNA聚合聚合酶酶IIIIII全酶通过全酶通过亚基和解旋酶作用，亚基和解旋酶作用，一个核心酶复制前一个核心酶复制前导链，另一个核心酶复制后随链。导链，另一个核心酶复制后随链。 目目 录录目目 录录1.1.新合成的冈崎片段与上一个冈崎片段被一切口分开。新合成的冈崎片段与上一个冈崎片段被一切口分开。2.2.冈崎片段的冈崎片段的RNARNA引物长约引物长约5 5个核苷酸，而它的个核苷酸，而它的DNADNA部分部分长约长约100010002000bp2000bp。3.DNA3.DNA聚合酶聚合酶I I与切口结合，并利用其与

31、切口结合，并利用其5 5 33外切酶活性外切酶活性切去下游冈崎片断的切去下游冈崎片断的RNARNA部分，这一过程相当于切口平部分，这一过程相当于切口平移。移。4.4.当当RNARNA引物被切除后，由引物被切除后，由DNADNA连接酶催化磷酸二酯键连接酶催化磷酸二酯键的形成，把冈崎片断连接起来。的形成，把冈崎片断连接起来。 目目 录录目目 录录目目 录录目目 录录目目 录录复制起始与延伸的总结1.3+42.Dna A-C(A被捆-复制叉+召集；6B主体；6C装配)3.3. SSBSSB4.DnaB召集引物酶-合成RNA引物延续1. DNA聚合酶（10,3,22）2.DNA聚合酶（去引物）缺刻平移

32、DNA连接酶连接“冈崎片段” 捆-开-解-盖-先导连续-后随冈崎-去+缺刻-连目目 录录（三）（三） 终止和分离终止和分离1.1.大肠杆菌的大肠杆菌的复制终止复制终止区域区域位于位于环状染色体上环状染色体上，与复制与复制起点相对起点相对的一侧。的一侧。2.2.在这一在这一区域区域存在几个存在几个终止终止位点位点（TerTer）。）。TerTer序列序列按照特定的方向排列按照特定的方向排列在染色体上，制造在染色体上，制造 “陷陷阱阱”。 复制叉只进该区域，不能出去复制叉只进该区域，不能出去。目目 录录1.1.特异性特异性DNADNA结合蛋白结合蛋白TusTus与与终止位点结合终止位点结合阻断阻断

33、一个方向上的复制叉前进一个方向上的复制叉前进（而对向另一个方向前进（而对向另一个方向前进的复制叉不起作用）。的复制叉不起作用）。2.2.机理：机理：这样安排可确保两个从相反方向进入这样安排可确保两个从相反方向进入terter区的复制叉总能相遇，区的复制叉总能相遇，当一个复制叉遇到另一个复当一个复制叉遇到另一个复制叉时，制叉时，DNADNA复制就完成了复制就完成了。3.3.通过抑制通过抑制DNADNA螺旋酶而发挥终止作用。螺旋酶而发挥终止作用。4.4.每次复制时只使用一个终止位点。每次复制时只使用一个终止位点。目目 录录目目 录录目目 录录重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录端

34、粒酶端粒酶(telomerase) 端粒酶端粒酶RNA (human telomerase RNA, hTR) 端粒酶协同蛋白端粒酶协同蛋白(human telomerase associated protein 1, hTP1) 端粒酶逆转录酶端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase, hTRT) 组成组成重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉55 35oH335 ：55G-G配对回折35目目 录录重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录逆转录逆转录Reverse

35、Transcription重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录逆转录酶逆转录酶(reverse transcriptase) 逆转录逆转录(reverse transcription) 逆转录逆转录酶酶重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录逆转录病毒细胞内的逆转录现象逆转录病毒细胞内的逆转录现象RNA 模板模板逆转录酶逆转录酶DNA-RNA 杂杂化双链化双链RNA酶酶单链单链DNA逆转录酶逆转录酶双链双链DNA重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录逆转录酶逆转录酶 A AA A T T T

36、TAAAASISI核酸酶核酸酶 DNA聚合酶聚合酶碱水解碱水解 T T T T分子生物学研究可应用逆分子生物学研究可应用逆转录酶，作为获取基因工程目转录酶，作为获取基因工程目的基因的重要方法之一，此法的基因的重要方法之一，此法称为称为cDNA法。法。 以以mRNA为模板，经逆转为模板，经逆转录合成的与录合成的与mRNA碱基序列互碱基序列互补的补的DNA链。链。 试管内合成试管内合成cDNAcDNA complementary DNA 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录二、逆转录研究的意义二、逆转录研究的意义 逆转录酶和逆转录现象，是分子生物学研究中逆转录酶和逆转录现象，是分

37、子生物学研究中的重大发现。的重大发现。 逆转录现象说明：至少在某些生物，逆转录现象说明：至少在某些生物，RNA同样同样兼有遗传信息传代与表达功能。兼有遗传信息传代与表达功能。对逆转录病毒的研究，拓宽了对逆转录病毒的研究，拓宽了20世纪初已注意世纪初已注意到的病毒致癌理论。到的病毒致癌理论。 重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录DNA损伤（突变）与修复损伤（突变）与修复DNA Damage (Mutation) and Repair重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录重庆大学化学化工学院基础医学电子教案-张起辉目目 录录突变的意义突变的意义 1 1 突变是进化、分化的分子基础突变是进化、分化的分子基础 2 2 突变导致基因型改变和基因多态性的形成突变导致基因型改变和基因多态性的形成 3 3 突变导致死亡突变导致死亡 4 4 突变是某些疾病的发病基础突变是某些疾病的发病基础 重庆大学化学化工学院基础医学