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1、第九章核酸的生物合成?一、知識要點?在細(xì)胞分裂過程中通過DNA的復(fù)制把遺傳信息由親代傳遞給子代，在子代的個體發(fā)育過程中遺傳信息由DNA傳遞到RNA，最后翻譯成特異的蛋白質(zhì)；在RNA病毒中RNA具有自我復(fù)制的能力，并同時作為mRNA，指導(dǎo)病毒蛋白質(zhì)的生物合成；在致癌RNA病毒中，RNA還以逆轉(zhuǎn)錄的方式將遺傳信息傳遞給DNA分子。這種遺傳信息的流向稱為中心法則。復(fù)制是指以原來DNA分子為模板，合成出相同DNA分子的過程；轉(zhuǎn)錄是在DNA（或RNA）分子上合成出與其核苷酸順序相對應(yīng)的RNA（或DNA）的過程
2、；翻譯是在以rRNA和蛋白質(zhì)組成的核糖核蛋白體上，以mRNA為模板，根據(jù)每三個相鄰核苷酸決定一種氨基酸的三聯(lián)體密碼規(guī)則，由tRNA運送氨基酸，合成出具有特定氨基酸順序的蛋白質(zhì)肽鏈的過程。（一）DNA的生物合成在DNA復(fù)制時，親代DNA的雙螺旋先行解旋和分開，然后以每條鏈為模板，按照堿基配對原則，在這兩條鏈上各形成一條互補鏈，這樣從親代DNA的分子可以精確地復(fù)制成2個子代DNA分子。每個子代DNA分子中，有一條鏈?zhǔn)菑挠H代DNA來的，另一條則是新形成的，這叫做半保留復(fù)制。通過14N和15N標(biāo)記大腸桿菌實
3、驗證實了半保留復(fù)制。1．復(fù)制的起始點與方向DNA分子復(fù)制時，在親代分子一個特定區(qū)域內(nèi)雙鏈打開，隨之以兩股鏈為模板復(fù)制生成兩個子代DNA雙鏈分子。開始時復(fù)制起始點呈現(xiàn)一叉形（或Y形），稱之為復(fù)制叉。DNA復(fù)制要從DNA分子的特定部位開始，此特定部位稱為復(fù)制起始點（originofreplication），可以用ori表示。在原核生物中復(fù)制起始點常位于染色體的一個特定部位，即只有一個起始點。真核生物的染色體是在幾個特定部位上進(jìn)行DNA復(fù)制的，有幾個復(fù)制起始點的。酵母基因組與真核生物基因組相同，具有多個復(fù)
4、制起始點。復(fù)制的方向可以有三種不同的機(jī)制。其一是從兩個起始點開始，各以相反的單一方向生長出一條新鏈，形成兩個復(fù)制叉。其二是從一個起始點開始，以同一方向生長出兩條鏈，形成一個復(fù)制叉。其三是從一個起始點開始，沿兩個相反的方向各生長出兩條鏈，形成兩個復(fù)制叉。2．DNA聚合反應(yīng)有關(guān)的酶及相關(guān)蛋白因子DNA的合成是以四種三磷酸脫氧核糖核苷為底物的聚合反應(yīng)，該過程除了需要酶的催化之外，還需要適量的DNA為模板，RNA（或DNA）為引物和鎂離子的參與。催化這個反應(yīng)的酶也有多種：DNA聚合酶、RNA引物合成酶（即引
5、發(fā)酶）、DNA連接酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶、解螺旋酶及多種蛋白質(zhì)因子參與。3．DNA的復(fù)制過程DNA的復(fù)制按一定的規(guī)律進(jìn)行，雙螺旋的DNA是邊解開邊合成新鏈的。復(fù)制從特定位點開始，可以單向或雙向進(jìn)行，但是以雙向復(fù)制為主。由于DNA雙鏈的合成延伸均為5′→3′的方向，因此復(fù)制是以半不連續(xù)的方式進(jìn)行，即其中一條鏈相對地連續(xù)合成，稱之為領(lǐng)頭鏈，另一條鏈的合成是不連續(xù)的，稱為隨后鏈。在DNA復(fù)制叉上進(jìn)行的基本活動包括雙鏈的解開；RNA引物的合成；DNA鏈的延長；切除RNA引物，填補缺口，連接相鄰的DNA片段。（二）逆
6、向轉(zhuǎn)錄在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下，以RNA為模板，按照RNA中的核苷酸順序合成DNA，這與通常轉(zhuǎn)錄過程中遺傳信息流從DNA到RNA的方向相反，故稱為逆向轉(zhuǎn)錄。逆轉(zhuǎn)錄酶需要以RNA（或DNA）為模板，以四種dNTP為原料，要求短鏈RNA（或DNA）作為引物，此外還需要適當(dāng)濃度的二價陽離子Mg2+和Mn2+，沿5′→3′方向合成DNA，形成RNA-DNA雜交分子（或DNA雙鏈分子）。逆轉(zhuǎn)錄酶是一種多功能酶，它除了具有以RNA為模板的DNA聚合酶和以DNA為模板的DNA聚合酶活性外還兼有RNaseH、DNA內(nèi)切酶、
7、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶、DNA解鏈酶和tRNA結(jié)合的活性。幾乎所有真核生物的mRNA分子的3′末端都有一段多聚腺苷酸。當(dāng)加入寡聚dT作引物時，mRNA就可以成為逆轉(zhuǎn)錄酶的模板，在體外合成與其互補的DNA，稱為cDNA。（三）DNA突變DNA突變是指DNA的堿基順序發(fā)生突然而永久性地變化，從而影響DNA的復(fù)制，并使DNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯也跟著改變，表現(xiàn)出異常的遺傳特征。DNA的突變可以有幾種形式：（1）一個或幾個堿基對被置換；（2）插入一個或幾個堿基對；（3）一個或多個堿基對缺失。置換和插入的變化是可逆的，缺失
8、則是不可逆的。最常見的突變形式是堿基對的置換。嘌呤堿之間或嘧啶堿之間的置換稱為轉(zhuǎn)換，嘌呤和嘧啶之間的置換稱為顛換。突變有自發(fā)突變和誘發(fā)突變。在DNA的合成中，自發(fā)突變的機(jī)率很低，大約每109個堿基對發(fā)生一次突變；各種RNA腫瘤病毒具有很高的自發(fā)突變頻率。誘發(fā)突變可以由物理因素或化學(xué)因素引起，物理因素如電離輻射和紫外光等均可以誘發(fā)突變?；瘜W(xué)因素的誘變，如脫氨劑和烷化試劑均可誘發(fā)突變。亞硝酸為強(qiáng)脫氨劑，可使腺嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)榇吸S嘌呤，鳥嘌呤轉(zhuǎn)變?yōu)辄S嘌呤，胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏?，而?dǎo)
