核酸的生物合成(ok)

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1、第十章核酸的生物合成本章重點介紹遺傳中心法則和DNA、RNA的生物合成，對基因工程作一般介紹。返回思考?DNA是絕大多數(shù)生物體遺傳信息的載體，繼1953年Watson&Crick提出DNA雙螺旋結構模型后，1958年，Crick提出了“中心法則”(Centraldogma)揭示了遺傳信息的傳遞規(guī)律。遺傳信息傳遞的中心法則蛋白質(zhì)翻譯轉錄逆轉錄復制復制DNARNA生物的遺傳信息以密碼的形式儲存在DNA分子上，表現(xiàn)為特定的核苷酸排列順序。在細胞分裂的過程中，通過DNA復制把親代細胞所含的遺傳信息忠實地傳遞給兩個子代細胞。在子代細胞的生長發(fā)育過程中，這些遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA，再由RNA通

2、過翻譯轉變成相應的蛋白質(zhì)多肽鏈上的氨基酸排列順序，由蛋白質(zhì)執(zhí)行各種各樣的生物學功能，使后代表現(xiàn)出與親代相似的遺傳特征。后來人們又發(fā)現(xiàn)，在宿主細胞中一些RNA病毒能以自己的RNA為模板復制出新的病毒RNA，還有一些RNA病毒能以其RNA為模板合成DNA，稱為逆轉錄這是中心法則的補充。中心法則總結了生物體內(nèi)遺傳信息的流動規(guī)律，揭示遺傳的分子基礎，不僅使人們對細胞的生長、發(fā)育、遺傳、變異等生命現(xiàn)象有了更深刻的認識，而且以這方面的理論和技術為基礎發(fā)展了基因工程，給人類的生產(chǎn)和生活帶來了深刻的革命。目錄第四節(jié)基因工程及分子生物學技術簡介第一節(jié)DNA的生物合成第二節(jié)RNA的生物合成第三節(jié)核酸合成的抑

3、制劑第一節(jié)DNA的生物合成一、DNA的復制（DNA指導下的DNA合成）三、DNA突變四、DNA的損傷與修復二、逆轉錄作用（RNA指導下的DNA的合成）一、DNA的半保留復制1、概念和實驗依據(jù)2、原核生物DNA聚合反應有關的酶類3、原核細胞DNA的復制的起始點和方式5、DNA復制的忠實性6、真核細胞DNA的復制4、原核細胞DNA的復制過程（半不連續(xù)復制）DNA的半保留復制的概念DNA在復制時，兩條鏈解開分別作為模板，在DNA聚合酶的催化下按堿基互補的原則合成兩條與模板鏈互補的新鏈，以組成新的DNA分子。這樣新形成的兩個DNA分子與親代DNA分子的堿基順序完全一樣。由于子代DNA分子中一條鏈

4、來自親代，另一條鏈是新合成的，這種復制方式稱為半保留復制。原核生物DNA聚合反應有關的酶類（1）DNA聚合酶(DNApolymetases)（2）引物酶(peimase)和引發(fā)體(primosome)：啟動RNA引物鏈的合成。(3）DNA連接酶（DNAligase）（4）DNA解鏈酶(DNAhelicase)(5）單鏈結合蛋白(single-strandbindingprotein,SSB)：結合在解開的DNA單鏈上，防止重新形成雙螺旋。(6）拓撲異構酶(topoisomerase):兼具內(nèi)切酶和連接酶活力，能迅速將DNA超螺旋或雙螺旋緊張狀態(tài)變成松馳狀態(tài)，便于解鏈。解旋酶DNA聚合酶I

5、II解鏈酶RNA引物引物酶和引發(fā)體DNA聚合酶ISSB3′3′5′3′5′5′RNA引物復制的忠實性DNA復制過程是一個高度精確的過程，據(jù)估計，大腸桿菌DNA復制109-1010堿基對僅出現(xiàn)一個誤差，保證復制忠實性的原因主要有以下三點:a、DNA聚合酶的高度專一性（嚴格遵循堿基配對原則）b、DNA聚合酶的校對功能（錯配堿基被3’-5’外切酶切除）c、起始時以RNA作為引物DNA的半保留復制實驗依據(jù)1958年Meselson&stahl用同位素示蹤標記加密度梯度離心技術實驗,證明了DNA是采取半保留的方式進行復制.[15N]DNA[14N-15N]DNA[14N]DNA[14N-15N]D

6、NA連接酶連接切口Mg2+連接酶ATP或NAD＋PPi或NMNATCGPTTPPPAACCTGAPACPPPPOHTGGATCGPTTPPPAACCTGAPACPPPTGGP缺口3'3'5'5'5'5'3'3'模板鏈模板鏈大腸桿菌復制起點成串排列的重復序列GATCTNTTNTTT成串排列的三個13bp序列共有序列共有序列TTATCCACADnaA蛋白結合位點四個9bp序列DnaADnaB(解螺旋酶)SSB大腸桿菌DNA復制起點在起始階段的結構模型DNA復制的方式環(huán)狀DNA復制時所形成的θ結構起始點復制叉的推進復制叉起始點起始點起始點復制叉復制叉未復制DNA單向復制雙向復制原核細胞DNA的

7、半不連續(xù)復制復制過程復制叉的移動方向解旋酶DNA聚合酶III解鏈酶RNA引物引物體DNA聚合酶ISSB3′3′5′前導鏈隨后鏈3′5′復制的起始DNA鏈的合成與延長DNA鏈合成的終止5′RNA引物3′3′DNA連接酶DNA聚合酶Ⅲ全酶?????????核心酶PolIII?PolIII延長因子DNA聚合酶Ⅲ二聚體DNA聚合酶催化的鏈延長反應3′5′模板鏈5′RNA引物子鏈3′3′5′5′3′3′5′5′3′大腸桿菌三種DNA聚合酶比較