《生物化学》教学课件-第十三章 核酸的生物合成.ppt

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1、第十三章核酸的生物合成nucleicacidbiosynthesis本章主要内容概述DNA的生物合成（复制）逆转录DNA的损伤与修复RNA的生物合成（转录）概述中心法则（centraldogma）遗传信息传递方向的规律基因表达：是指将遗传信息由DNA转录为RNA、再翻译成蛋白质的过程。第二节DNA的生物合成（复制）半保留复制复制起始点（ori)和方向半不连续复制一、DNA复制的特征半保留复制semiconservativereplicationAGAACTTAGTCTTGAATCAGAACTTAGTCTTGAATCAG

2、AACTTAGTCTTGAATC亲代子代DNA半保留复制的实验从复制起始点向2个方向进行双向复制双向复制半不连续复制（semidiscontinousreplication)冈崎片段二、参与DNA复制的主要酶类1.解旋、解链酶类DNA拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白2.引物酶3.DNA聚合酶4.DNA连接酶1.解旋、解链酶类解链酶(helicase)解开DNA双链中氢键，消耗ATP单链结合蛋白（single-strandedDNA-bindingprotein）与单链DNA结合，保持模板处于单链状态，保护复制中的DNA单链不

3、被核酸酶降解。DNA拓扑异构酶（topoisomerase)复制前：松弛DNA超螺旋，克服扭结现象复制后：TopoII作用下，重新引入超螺旋（需ATP供能）解链酶DNA拓扑异构酶单链DNA结合蛋白SSB解开、理顺DNA链、维持DNA单链状2.引物酶(primase)DNA聚合酶合成新DNA时需要引物（一小段RNA）引物RNA3’-OH末端作为DNA合成的起始点引物酶与多种起始蛋白结合形成引发体引物酶催化合成引物（primer)3.DNA聚合酶（DNApolymerase)DNA聚合酶的作用特点：模板：解开的DNA双链催化

4、底物（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）聚合形成3′,5′磷酸二酯键新链延长方向5/→3/具核酸外切酶活性原核DNA聚合酶①polⅠ：3′→5′外切酶活性，参与DNA修复校正5′→3′外切酶、聚合酶活性，切除引物并填补空隙具有切口平移作用②polⅡ：生理功能尚不清楚，无酶Ⅰ、Ⅱ时起作用③polⅢ：复制延长中真正起复制作用的酶具3′→5′核酸外切酶活性，校正作用DNA复制高保真性的机制DNA模板指导正确选择碱基配对校读功能4.DNA连接酶(DNAligase)通过3/，5/-磷酸二酯键连接互补链中DNA片段不能连接单

5、独存在的DNA或RNA单链三、DNA的复制过程模板DNA解旋与解链，形成复制叉；形成引发体，合成RNA引物；按A-T、G-C碱基配对规则，合成DNA；切除引物、填补空隙、形成冈崎片段；DNA连接酶连接封口，形成长链DNA。DNA复制示意图拓扑异构酶解链酶5/3/3/5/3/5/DNA聚合酶Ⅲ单链结合蛋白DNA聚合酶Ⅰ前导链随后链DNA连接酶冈崎片段引物酶四、真核生物DNA复制特点（自学）五、端粒(telomere）、端粒酶（telomerase)端粒:是由蛋白质和DNA紧密结合的结构端粒酶:是一种自身携带模板RNA的逆转

6、录酶端粒酶特殊的生物学功能：1.端粒酶活性与遗传信息的稳定性；2.端粒酶活性与细胞衰老；3.端粒酶活性与肿瘤CUAGCCAAAACCCCAAAACAAA3’5’DNA5’----TTTTGGGGTTTTG-OH(3’)3’----CUAGCCAAAACCCCAAAACAAA3’5’DNA5’----TTTTGGGGTTTTGGGGTTTT3’----G-OH(3’)CUAGCCAAAACCCCAAAACAAA3’5’DNA5’----TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG-OH(3’)3’----Furtherpol

7、ymerization端粒酶合成端粒的爬行模式第二节逆转录(reversetranscription)概念：以RNA为模板合成DNA的过程酶：逆转录酶依赖RNA的DNA聚合酶功能RNaseH功能（水解RNA-DNA杂交链）依赖DNA的DNA聚合酶功能逆转录酶----------------------------------------RNaseH----------------------------------------+-----------------------------------------------

8、-----------------------------------------------------------------cDNA整合入宿主细胞DNA分子中病毒RNARNA-cDNA杂交体cDNA双股cDNA宿主细胞DNA分子整合了cDNA的宿主细胞DNA分子逆转录酶意义：对中心法则的补充有助于基因工程的实施