北大基础医学生物化学ppt课件 dna的生物合成

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1、第十一章DNA的生物合成（复制）DNAReplicationDNARNA蛋白质复制复制转录反转录翻译遗传信息传递的中心法则DNA的生物合成：细胞内合成DNA的过程1、复制：以DNA作为模板指导的DNA合成，即将DNA携带的信息传至子代DNA。2、反转录：DNA合成也可以RNA为模扳指导合成作用，见于RNA病毒。3、修复合成：当各种因素引起DNA损伤时，损伤DNA可修复合成，校正错误，完成正确合成，以保持DNA结构的稳定性和遗传信息的准确性。第一节DNA复制一、复制的特征（一）半保留复制---semiconservativereplication两个子代分

2、子中各有一条链来自亲代，各有另一条新合成的链，这种复制方式叫半保留复制。[提问]DNA的合成是否为全保留复制方式？DNA的合成是否为混合式复制方式？DNA的合成是否为半保留复制方式？[实验证据]：1957年M.Meselson和F.W.Stahl用大肠杆菌为材料，在含15N和14N的NH4cl中培养证实了半保留复制方式。（图11-1）Cscl梯度离心的结果。（图11-2）（二）复制的起始点与方向亲代DNA开链，复制起始点呈叉型移动。（图11-3）1、复制起始点：DNA复制要从DNA分子的特定部位开始，此部位称复制起始点。（图11-3加）原核：仅含一

3、个，约245bp,特殊的重复序列。真核：多个起始点例：酵母17号染色体含400个。2、复制方向：含三种机制2个起点，2个叉，各合一条链（腺病毒）。一个起点一个叉，同方向合成两条链（质粒ColEI一个起点2个叉，不同方向合成两条链，此为常见方式。（图11-4）（三）半不连续合成semidiscontinuousreplication在DNA复制过程中，一条链是连续合成的，而另一条链是不连续合成。体内仅含催化5’3’合成的DNA酶。60年代冈琦片段的发现解决了这个问题：合成5’3’前导链（leadingstrand）是连续的，方向与复制叉一致。

4、合成3’5’随从链时，方向与叉相反，合成不连续，各片段连成一条链。（图11-5）二、复制过程和参与酶及因子（一）复制的起始（分两步）1、螺旋的松弛与解链（1）拓扑异构酶---能改变DNA空间构型的酶作用：DNA复制时松弛超螺旋，以利复制叉的行进及DNA合成，合成后再引向超螺旋。功能：不清楚，可催化体外拓扑异构化反应，分两型。拓扑异构酶I（topoisomerase--I）作用：（图11-6加）松弛超螺旋，不需ATP,机制：切开环状一条链打结与解结环状双链DNA的合成环连与解环连原核：对负超螺旋正真核：对正、负均有作用。拓扑异构酶II----旋转酶

5、（gyrase）作用：松弛超螺旋松+ATP超（-）切开环状两条链打结与解结环连与解环连（图11-6）（2）解链酶（helicase）------复制蛋白rep作用：ATP供能时，解开DNA双链。原核：编码解链酶的基因是dnaB,DnaB表示蛋白产物。前导链结合rep蛋白，随从链结合解链酶IIⅢ（图11-7）。（3）单链结合蛋白-singlestrandbindingprotein-SSB作用：SSB与解开DNA单链结合，保护稳定DNA。与新复制DNA单链结合，以防降解。超螺旋DNA拓扑酶松弛解链酶解开双链SSB复制开始2、引发（需引发酶及引发前体参与

6、）（1）引物酶（primase）作用：以DNA为模板，自5’3’合成RNA小片段,3’末端为-OH，长短：十几到几十个核苷酸。原核：dnaG基因编码DnaG蛋白即引物酶。（2）引发前体（preprimosome）由多种蛋白因子组成复合物。作用：合成RNA引物，沿随从链复制叉的行进方向移动，在不同部位，合成RNA引物。总结：合成RNA引物，在引物3’-OH末段进行DNA片段合成。（表11-1）（二）DNA链的延长反应体系：DNA模板，DNA聚合酶，dNTP，引物，Mg2+离子过程：引物3’-OHdNTPppi引物-dNMP反应式：DNA+dNTP（D

7、NA）n+1+ppi反应机理：（图11-8加1）磷亲核攻击。真核与原核中DNA聚合酶（DNApolymorase-DNApol有几种类型，作用方式相同，但各具特性及功能。1、大肠杆菌DNA聚合酶（3种）（1）pol：催化5’3’的聚合作用，合成20个核苷酸即离开模板，填充空隙。有3’5’外切酶活性，去除错误碱基的校对作用。有5’3’外切酶活性，去除RNA引物及修正错误碱基。（图11-8加2）（2）pol：5’3’DNA合成及3’5’外切酶活性，体内功能不清楚。（3）polⅢ:DNA链延长起主要作用，细菌中1000dNTP/秒加入

8、。3’5’外切酶活性，校对作用，与pol配合错误率降至10-6。（图11-