核酸生物合成

关于核酸生物合成一、DNA的生物合成（一）DNA的半保留复制居中重轻01234第2页,共22页，2024年2月25日，星期天单链环状DNA主要采用滚环式复制5′3′5′3′5′第3页,共22页，2024年2月25日，星期天（二）DNA复制的起点和方向最早研究DNA复制起点和方向的是J.Cairns（1963年）。θ型第4页,共22页，2024年2月25日，星期天单向复制i双向复制观察到的放射自显影图象第5页,共22页，2024年2月25日，星期天真核生物DNA的多起点复制第6页,共22页，2024年2月25日，星期天18%质粒ColE1的单向复制示意图单向复制第7页,共22页，2024年2月25日，星期天（三）原核细胞的DNA复制1.DNA聚合酶Ⅰ（PolⅠ）（dNMP）n+dNTPMg2+（dNMP）n+1+PPi特点（1）不能催化从无到有的聚合反应。（2）催化的反应只能在引物的3′延伸。（3）3′接上的核苷酸决定于模板链。（4）具有5′→3′和3′→5′外切酶活性。第8页,共22页，2024年2月25日，星期天PPPOH+OHPPPOHPPPPPPOHOH+PDNA合成方向不可能是3′→5′的解释第9页,共22页，2024年2月25日，星期天2.PolⅡ和PolⅢ三种聚合酶特性的比较1985年A.K.Saiki等首先报道了PCR（多聚酶链式反应）5′5′1热变性2退火5′5′5′5′3DNA聚合酶5′5′5′5′重复1，2，3PCR反应全过程第10页,共22页，2024年2月25日，星期天3.双链DNA复制的分子机制（1）冈崎片段和半不连续复制5′3′3′5′5′3′3′5′5′3′3′5′复制叉上DNA合成的三种可行性第11页,共22页，2024年2月25日，星期天（2）冈崎片段的RNA引物利福酶素对RNA聚合酶有抑制作用。氯霉素对蛋白质合成有抑制作用。噬菌体M13DNA复制的引物是RNA。由引物酶催化。

引物RNA在复制过程中暂时存在，最后通过PolⅠ的5′→3′外切酶活力水解。（3）DNA连接酶

催化一条DNA链的3′末端与相邻的另一条DNA链的5′末端之间的磷酸二酯键的合成。

其它功能：（1）修补双螺旋DNA中单股的缺口；（2）连接线状双螺旋DNA以产生环状DNA；（3）重组过程中将几段DNA链连接起来。第12页,共22页，2024年2月25日，星期天（4）母本DNA双链的分离DNA解螺旋酶（DNAhelicase）拓扑异构酶Ⅱ（typeⅡtopoisomerase）（5）DNA聚合酶的“校对”作用DNA聚合酶的3′→5′外切酶活力是校对新生DNA链和改正聚合酶活性所造成“错配”的一种手段。4.真核细胞DNA的复制（1）真核细胞DNA复制有多个起始点。（2）至少有5种DNA聚合酶，即α、β、γ、δ、ε。（3）端粒由端粒酶催化复制。生物细胞DNA复制分子机制的基本特点第13页,共22页，2024年2月25日，星期天5.反转录作用1970年Temin和Baltimore同时从RNA病毒中发现反转录酶。利用反转录酶可制造与任何RNA（mRNA、tRNA、rRNA）的互补DNA（cDNA）。6.DNA的损伤与修复（1）DNA损伤的各种结构变化①碱基缺失或插入②碱基改变③形成TT二聚体第14页,共22页，2024年2月25日，星期天（2）修复机制①光复活②切除修复③重组修复④SOS修复（3）修复缺陷和疾病癌症；着色性干皮病；贫血病。第15页,共22页，2024年2月25日，星期天重组修复5′5′重组修复5′第16页,共22页，2024年2月25日，星期天7.细菌的限制—修饰系统限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶识别的序列具有二次旋转对称性。限制性核酸内切酶酶切产生平头末端或粘性末端。5′—G—T—T—A—A—C—3′3′—C—A—A—T—T—G—5′5′—G—T—TA—A—C—3′3′—C—A—AT—T—G—5′平头末端HpaⅠ第17页,共22页，2024年2月25日，星期天5′—G—A—A—T—T—C—3′3′—C—T—T—A—A—G—5′5′—GT—T—A—A—C—3′3′—C—A—A—T—TG—5′粘性末端EcoRⅠ第18页,共22页，2024年2月25日，星期天8.基因重组与DNA“克隆”9.聚合酶链式反应（PCR）技术与DNA扩增第19页,共22页，2024年2月25日，星期天二RNA的生物合成（一）转录转录产物有mRNA、tRNA、rRNA。原核细胞的mRNA为单顺反子或多顺反子。真核细胞的mRNA为单顺反子。有义链；反义链1.原核细胞的转录E.coli的RNA聚合酶中，α2ββ′称为核心酶。σ因子辨认模板DNA的起始位点。第20页,共22页，2024年2月25日，星期天2.真核细胞的转录真核细胞RNA聚合酶有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。3.转录过程的选择性抑制放线菌素D是原核和真核细胞RNA聚合酶的专一抑制剂。利福平是原核细胞RNA聚合酶的抑制剂。α-鹅膏蕈碱是真核细胞RNA聚合酶的抑