生物化学与分子生物学：第八章 DNA生物合成

DNA生物合成第九章大纲要求：

DNA的半保留复制及复制的酶

DNA复制的基本过程逆转录的概念、逆转录酶、逆转录的过程、逆转录的意义

DNA的损伤（突变）及修复

（一）DNA复制1.[半保留复制]：概念:复制时双链解开分别作为模板新合成2条DNA，一条来自亲代，一条新合成。亲代DNA复制子代DNA2001A-29．若将1个完全被放射性标记的DNA分子放于无放射性标记的环境中复制三代后，所产生的全部DNA分子中，无放射性标记的DNA分子有几个?A．1个B．2个C．4个D．6个解析：第二代DNA分子经复制产生8个DNA分子，只有2个DNA分子各带母代DNA的各一条链，其余6个为无放射标记。解题公式：2的N次方-2。2．[双向复制]：复制时DNA从起始点向两个方向解链，形成两个延伸相反的复制叉。复制时双链打开形成的字形的结构称复制叉。两个相邻起始点之间的距离为一个复制子(replicon)。下列关于DNA复制的叙述错误的是？AA、DNA聚合酶从游离核苷酸开始直接合成DNAB、复制时DNA形成两个延伸相反的复制叉C、新链的延长只可沿5→3

方向进行D、合成DNA的原料是dNTP答案：A解析：DNA合成必须有引物（类似糖原合成）3．[半不连续复制]：概念—领头链连续复制随从链不连续复制

顺着解链方向生成的子链复制连续进行，称领头链链复制方向与解链方向相反，不能连续延长，称为随从链复制中的不连续片段称为冈崎片段2006A-30、冈崎片段是指A.复制起始时，RNA聚合酶合成的片段B.两个复制起始点之间的DNA片段C．DNA半不连续复制时出现的DNA片段

D.DNA连续复制时出现的DNA片段E．E.coli复制起始点oriC的跨度为245bp片段解析：领头链连续复制而随从链不连续复制是DNA复制的半不连续性。随从链上不连续的片段称为冈崎片段。DNA复制酶学①DNA拓扑异构酶—解开超螺旋

拓扑异构酶作用特点：既水解又连接磷酸二酯键

局部解链Ⅰ切断DNA一股链。反应不需ATP。Ⅱ切断DNA两股链，利用ATP供能。2005X-133．拓扑异构酶对DNA分子的作用有ABDA、解开DNA超螺旋

B．切断单链DNAC、结合单链DNAD．连接磷酸二酯键解析：拓扑异构酶作用①DNA复制过程中双螺旋沿轴旋绕，造成DNA分子打结。拓扑异构酶可解开超螺旋，改变分子拓扑构象（A）。②切断DNA双链中的一股使DNA解链旋转，不致打结(B)。适时拓扑酶连接磷酸二酯健，封闭切口。结合单链DNA的是单链DNA结合蛋白(SSB)。②解螺旋酶（又称解链酶或rep蛋白）利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条单链DnaB解链方向③单链DNA结合蛋白(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)作用：复制中维持模板处于单链状态并保护单链完整

④引物酶(primase)

依赖DNA的RNA聚合酶催化游离NTP聚合dnaG基因产物:DnaG催化引物生成引物（primer）：引物酶催化合成短链RNA特殊的RNA聚合酶2005A-32．RNA引物在DNA复制过程中的作用是A．提供起始模板B．激活引物酶C．提供复制所需的5′磷酸D、提供复制所需的3′羟基解析：因DNA聚合酶没有有聚合dNTP的能力，引物酶先利用游离NTP，形成一段RNA引物，提供3'-OH末端(答案为D)。⑤DNA连接酶：连接3

-OH和5

-P末端，生成磷酸二酯键。功能是接合缺口：1、不连续合成；2、DNA修复、重组及剪接

HOATPAMPDNA连接酶基因工程重要工具酶复制过程中具有催化3’，5’磷酸二酯键生成的酶有A．引物酶B．DNA聚合酶C．拓扑异构酶D．DNA连接酶答案：ABCDDNA复制过程1、复制起始：①解链：拓扑异构酶:松弛超螺旋解螺旋酶:解开SSB:稳定②引物：引物酶合成短链RNA原来（原核）CBA（DnaC、B、A）够（DnaG、拓扑异构酶）傻逼（SSB）①A是字母表的开头，是起始点；②B掰开→解螺旋酶；③G（gou）勾引→引物酶；2008A-35．下列复制起始相关蛋白质中，具有合成RNA引物作用的是A．DnaAB．DnaBC．DnaCD．DnaG答案：DA、DnaA蛋白B、DnaB蛋白C、DnaC蛋白D、DnaG蛋白2009B-131、具有辨认复制起始点功能的蛋白是A2009B-132、具有解螺旋酶活性的蛋白是BA、DnaB蛋白B、SSBC、DnaC蛋白D、DnaG蛋白具有解开DNA双链作用的蛋白是

A具有稳定已解开单链作用的蛋白是B解析：DnaB蛋白即解螺旋酶。SSB单链结合蛋白。2006X-135．参与DNA复制起始的有A．Dna蛋白

B．SSBC．解螺旋酶

D．RNA酶答案：ABC解析：RNA酶参与的是复制终止，而不是复制起始。Okazakifragment：冈崎片段

SSB：单链结合蛋白

Helicase：解螺旋酶DnaBrep蛋白

Polymerase：聚合酶

Primase：引物酶DnaG

Ligase：DNA连接酶

2、复制延长在DNA-polIII催化下dNTP以dNMP形式加入，生成磷酸二酯键。原核生物DNA聚合酶如何记忆？I主任：监督-纠错、安排-填空、更改-切除

II二线：值班突发情况：应急III住院医：真正干活

polIpolIIpolIII53聚合酶活性+++

5外切酶活性++++－－53外切酶活性校读、修复合成、切除引物填补空隙应急状态修复催化DNA聚合核酸外切酶活性3

5

外切酶活性：辨认错配碱基并水解。

5

3

外切酶活性：切除引物和突变DNA片段。功能：校读，去除RNA引物，填补空隙，参与DNA损伤修复。DNA-polⅠ5→3切除引物、突变片段3→5切除错配碱基对A．DNA聚合酶I

B．DNA聚合酶ⅢC．二者都是D．二者都不是

2001B-123．具有3’－5’外切酶及5’－3’外切酶活性的是

A

2001B-124．在DNA复制中链延长上起重要作用的B

2009X-158、下列有关DNA聚合酶III的叙述正确的有：ABCA、在复制延长中起主要催化作用的酶B、5'-3'聚合酶活性C、3'-5'外切酶活性D、5'-3'外切酶活性小片段5核酸外切酶活性大片段/Klenow片段

DNA聚合酶活性

5核酸外切酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNA-polⅠRNA聚合酶、逆转录酶无

5外切酶活性，无校对功能，错误率高Klenow片段是哪种DNA聚合酶的水解片段？A、DNA-polIB、DNA-polIIC、DNA-polIIID、DNA-polα答案：A解析：木瓜蛋白酶将DNA-polI水解成小片段和大片段，大片段即Klenow片段。真核生物DNA聚合酶DNA-polα引物酶α引导"A=G"DNA-polβ低保真度复制β-保

DNA-polγ线粒体γ-射线DNA-polδ主要催化作用解螺旋酶δ类似豆芽，要解放（解螺旋酶）才能生长；DNA-polε校对、修复和填补空隙ε两个缺口需修复填补空隙所有的真核生物聚合酶都具有5'-3'外切酶活性。2007A-166真核细胞中主要的复制酶是A、DNA-polαB、DNA-polβC、DNA-polγD、DNA-polδ答案：D真核细胞中参与校对、修复和填补空隙酶是A、DNA-polαB、DNA-polγC、DNA-polδD、DNA-polε答案：D解析：ε本身有两个缺口，当然要修复填补空隙。3、复制终止原核环状DNA：双向复制在复制终止点汇合oriter真核DNA复制终止：1、岡崎片段连接2、端粒的合成去除RNA引物：RNA酶?填补空隙：DNA聚合酶I复制中岡崎片段的连接：连接酶5

5

5

RNA酶OHP5

DNA-polⅠ5

5

PATPADP+Pi5

5

DNA连接酶2003X-134、DNA复制过程中参与冈崎片段之间连接的酶有A、RNA酶B、DNA－polⅢ

C、DnaA蛋白

D、连接酶答案：AD解析：冈崎片段处理:①RNA酶水解:去掉RNA引物并换成DNA，把DNA片段连接完整。RNA水解由RNA酶成;②RNA水解后留下空隙由DNA-polⅠ填补;③DNA连接酶连接缺口。冈崎片段的处理所需酶为RNA酶、DNA-polⅠ、DNA连接酶。真核生物端粒：

端粒（telomere）是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分，通常膨大成粒状。功能：维持染色体稳定性维持DNA复制完整性结构特点：•由末端DNA序列和蛋白质构成。•末端DNA序列是多次重复的富含G、T碱基的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG…端粒酶(telomerase)

线性DNA复制完成后，末端由于引物RNA水解可能出现缩短。需要在端粒酶的催化下，进行延长反应。端粒酶（RNA-蛋白质复合体）以RNA为模板通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。端粒酶—特殊逆转录酶①端粒酶RNA：提供DNA模板②端粒酶协同蛋白③端粒酶逆转录酶-蛋白质老化与端粒酶活性下降有关；肿瘤的发生与端粒酶活性有关；A．核酶(ribozyme)

B．端粒酶C．二者都是D．二者都不是

2000B-123．一种由RNA和蛋白质组成的酶是B

2000B-124．属于一种特殊的反转录酶的是

B解析：端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的酶。复制终止时DNA末端可缩短，通过端粒不依赖模板的复制可补偿。端粒酶以其自身携带的RNA为模板合成互补链，故端粒酶可看作一种特殊的逆转录酶（反转录酶）。

2004X-135.下列选项中含有RNA的酶有A.核酶B.端粒酶C.逆转录酶D.RNase答案：AB解析：含有RNA催化剂-核酶、端粒酶、snRNP。

原核和真核生物复制区别：原核真核起始点一个多个引物长度长短冈崎片段长短延长速度快慢终止端粒2000A-29．下列关于真核生物DNA复制特点描述错误的是E

A．RNA引物较小B．冈崎片段较短

C．片段连接时由ATP供给能量

D．在复制单位中，DNA链的延长短度较慢

E．仅有一个复制起点解析：真核生物的DNA合成有许多特点。如RNA引物和冈崎片段的长度小于原核生物。复制速度慢、仅为原核生物的1／10。

2011X-160.下列真核生物与原核生物复制特点的比较中正确的有ABDA.真核生物的复制可能需要端粒酶参与B.真核生物的冈崎片段短于原核生物

C.真核生物的复制起始点少于原核生物D.真核生物DNA聚合酶的催化速率低于原核生物逆转录：逆转录酶催化下以RNA为模板合成DNA的过程。

（三）逆转录病毒和逆转录酶

RNA模板逆转录酶双链DNA2001A-31、下列有关反转录酶的叙述错误的是:C

A．反转录酶以mRNA为模板，催化合成cDNAB．催化的DNA合成反应也是5'－3'合成方向

C．在催化DNA合成开始进行时不需要有引物

D．具有RNase活性

E．反转录酶无3'－5'核酸外切酶活性，无校对功能解析：DNA的合成方向是５'→3'，在催化DNA合成开始时需要有引物，逆转录酶特点：RNA指导DNA聚合活性RNaseH活性DNA指导DNA聚合活性RNA模板逆转录酶DNA-RNA杂化双链RNA酶单链DNA逆转录酶双链DNA下列对于逆转录酶的叙述中正确的是：A、属于依赖RNA的DNA聚合酶B、具有RNA酶活性C、具有RNA聚合酶活性D、催化以dNTP为原料合成双链DNA答案：ABD解析:逆转录酶的三个活性是重点。分子生物学研究可应用逆转录酶，作为获取基因工程目的基因的重要方法之一，此法称为cDNA法。

以mRNA为模板，经逆转录合成的与mRNA碱基序列互补的DNA链。cDNA(complementaryDNA)逆转录酶

AAAA

TTTTAAAASI核酸酶DNA聚合酶Ⅰ碱水解

TTTT2012X-159.逆转录酶的生物学意义有：ABDA.补充了中心法则B.进行基因操作制备cDNAC.细菌DNA复制所必需的酶D.加深了对RNA病毒致癌致病的认识（四）DNA损伤与修复[因素]：物理化学因素损伤DNA（1）紫外线:DNA链上相邻嘧啶碱基发生共价结合生成嘧啶二聚体（2）化学诱变剂[突变]：错配、缺失、插入、重组嘧啶二聚体1997A-31、紫外线对DNA的损伤主要是：EA.引起碱基置换B.导致碱基缺失C.发生碱基插入D.使磷酸二酯键断裂E.形成嘧啶二聚物突变DNA分子改变类型：

（1）错配：DNA分子碱基错配称点突变—镰刀红细胞贫血

N-val

·

his

·

leu

·

thr

·

pro·

glu

·

glu

·

·

·

·

·

·

C肽链CTCGAG基因N-val

·

his

·

leu

·

thr

·

pro·

val

·

glu

·

·

·

·

·

·

C肽链CACGTG基因镰形红细胞贫血病人Hb(HbS)β亚基2010A-34．镰刀型红细胞贫血的基因突变原因是：DA．DNA重排B．碱基缺失C．碱基插入D．碱基错配解析：回忆一阵凶险的风把谷子吹斜了。（2）缺失、插入—框移突变

谷酪蛋丝5’……GCA

GUA

CAU

GUC……丙缬组缬正常5’……GAG

UAC

AUG

UC……缺失C缺失：一个碱基或一段消失插入：一个碱基或一段插入缺失或插入都可导致框移突变A．氨基酸置换B．读码框移C．二者均有D．二者均无

2002B-125．点突变(碱基错配)可导致

A2002B-126．缺失或插入突变可导致

B解析：DNA分子上碱基的缺失或插入，可导致三联体密码子阅读方式的改变（即读码框移），造成蛋白质氨基酸排列顺序的改变，其后果是翻译出来的蛋白质可能完全不同。（3）重排DNA分子内较大片段的交换，称为重组或重排。地中海贫血2003A-27、下列不属于DNA分子结构改变的是CA、点突变B、DNA重排C、DNA甲基