《核酸合成》PPT課件

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1、第九章核酸的生物合成DNA的生物合成RNA的生物合成基因工程及分子生物學(xué)技術(shù)簡(jiǎn)介（自學(xué)）9/26/20211DNA是生物遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，生物機(jī)體的遺傳信息以密碼的形式編碼在DNA分子上，表現(xiàn)為特定的核苷酸排列順序，并通過(guò)DNA的復(fù)制由親代傳遞給子代。在后代的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，遺傳信息自DNA轉(zhuǎn)錄給RNA,然后翻譯成特異的蛋白質(zhì)，以執(zhí)行各種生命功能，使后代表現(xiàn)出與親代相似的遺傳性狀。中心法則1964-1970勞氏肉瘤病毒的遺傳方式致癌RNA病毒、植物RNA病毒病毒（復(fù)制）復(fù)制轉(zhuǎn)錄DNARNA蛋白質(zhì)翻譯逆轉(zhuǎn)錄1958年，遺傳信息的單向自我復(fù)制轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄自我復(fù)制翻譯蛋白質(zhì)遺傳

2、信息的傳遞9/26/20212復(fù)制：親代DNA或RNA在一系列酶的作用下，生成與親代相同的子代DNA或RNA的過(guò)程。轉(zhuǎn)錄：以DNA為模板，按照堿基配對(duì)原則將其所含的遺傳信息傳給RNA，形成一條與DNA鏈互補(bǔ)的RNA的過(guò)程。翻譯：亦叫轉(zhuǎn)譯，以mRNA為模板，將mRNA的密碼解讀成蛋白質(zhì)的AA順序的過(guò)程。逆轉(zhuǎn)錄：以RNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下，生成DNA的過(guò)程。Reversetranscription9/26/20213第一節(jié)DNA的生物合成DNA的復(fù)制（DNA指導(dǎo)下的DNA合成）逆轉(zhuǎn)錄（RNA指導(dǎo)下的DNA的合成）DNA突變DNA的損傷與修復(fù)(修復(fù)合成)9/26/202

3、14一、DNA的半保留復(fù)制(一)定義和實(shí)驗(yàn)證據(jù)：由親代DNA生成子代DNA時(shí)，每個(gè)新形成的子代DNA中，一條鏈來(lái)自親代DNA，而另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式叫半保留復(fù)制。半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證據(jù):1958年Meselson和Stahl用同位素15N標(biāo)記大腸桿菌DNA,首先證明了DNA的半保留復(fù)制。9/26/20215細(xì)胞在15N標(biāo)記培養(yǎng)基中（NH4Cl）連續(xù)培養(yǎng)15代，使所有DNA分子均標(biāo)記上15N，轉(zhuǎn)入14N標(biāo)記的培養(yǎng)基CsCl密度梯度離心浮力密度15N－DNA1.742g/ml14N－DNA1.710g/ml15N/14NDNA1.717g/ml9/26/20216

4、DNA的半保留復(fù)制的生物學(xué)意義：DNA的半保留復(fù)制表明DNA在代謝上的穩(wěn)定性，保證親代的遺傳信息穩(wěn)定地傳遞給后代。DNA在代謝上的穩(wěn)定性并非指DNA是一種惰性物質(zhì):在細(xì)胞內(nèi)外各種物化因子均可導(dǎo)致DNA損傷，需要修復(fù)；在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程中DNA會(huì)發(fā)生損耗，必須進(jìn)行更新；在發(fā)育和進(jìn)化過(guò)程中DNA可能進(jìn)行修飾、刪除、擴(kuò)增和重排；在進(jìn)化的角度上，DNA更是處在不斷的變異和發(fā)展中。9/26/20217（二）復(fù)制起點(diǎn)、方向和方式1、復(fù)制起點(diǎn)（origin，ori或o，復(fù)制原點(diǎn)）原核生物染色體DNA（或真核生物的細(xì)胞器DNA）——單復(fù)制起點(diǎn)，即整個(gè)染色體只有一個(gè)復(fù)制單位。真核生物染色體D

5、NA:多復(fù)制起點(diǎn)——一個(gè)genome中有多個(gè)復(fù)制單位復(fù)制起點(diǎn)：復(fù)制開(kāi)始處DNA分子的特定位置復(fù)制子(Replicon)（復(fù)制單位）：從一個(gè)起點(diǎn)到一個(gè)終點(diǎn)所包含的DNA區(qū)域，是基因組獨(dú)立進(jìn)行復(fù)制的單位。許多生物的復(fù)制起點(diǎn)都是富含A、T的區(qū)段9/26/202182、復(fù)制方向及方式復(fù)制叉（Replicationfork）：DNA復(fù)制進(jìn)行時(shí)，在眼的兩側(cè)出現(xiàn)兩個(gè)叉子狀的生長(zhǎng)點(diǎn)(growthpoint)，叫復(fù)制叉。在復(fù)制叉上分布著各種與復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白因子，它們構(gòu)成的復(fù)合物稱(chēng)為復(fù)制體（replisome）大多數(shù)復(fù)制是雙向的，形成兩個(gè)復(fù)制叉；真核染色體DNA線(xiàn)環(huán)狀雙鏈E.coli染色

6、體DNA環(huán)狀雙鏈復(fù)制眼（replicationeye）：電子顯微鏡下觀察正在復(fù)制的DNA，復(fù)制的區(qū)域形如一只眼睛9/26/20219（三）與DNA復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)1、DNA聚合酶2、拓?fù)洚悩?gòu)酶3、DNA解旋酶4、單鏈結(jié)合蛋白5、引發(fā)酶及引發(fā)體6、DNA連接酶目前已發(fā)現(xiàn)30多種酶及蛋白質(zhì)因子參與DNA復(fù)制9/26/2021101、DNA聚合酶（1）反應(yīng)需要有模板的指導(dǎo)；（2）4種dNTP為底物，需要引物，需要有3?-OH存在；（3）合成方向?yàn)???3?（4）需要Mg2+催化反應(yīng)的特點(diǎn)：9/26/2021119/26/202112在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)主要有三種DNA聚合酶，分

7、別為：DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶ⅢE.coliDNA聚合酶DNA聚合酶IV和V：1999年發(fā)現(xiàn)，當(dāng)DNA嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)，誘導(dǎo)產(chǎn)生。9/26/202113DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ亞基數(shù)目1（單體酶）多亞基酶多亞基酶5′→3′聚合活性+中+很低+很高3′→5′外切活性+++5′→3′外切活性+——主要是對(duì)DNA損傷的修復(fù)；以及在DNA復(fù)制時(shí)切除RNA引物并填補(bǔ)其留下的空隙。修復(fù)紫外光引起的DNA損傷DNA復(fù)制的主要聚合酶，還具有3′-5′外切酶的校對(duì)功能，提高DNA復(fù)制的保真性9/26/202114DN