第十章DNA的生物合成ppt课件.ppt

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1、第十章核酸的代谢第二节DNA的生物合成核酸是生命遗传信息的携带者和传递者生物体内的DNA合成主要包括三个方面：1.在细胞周期的S期进行的DNA复制，亲代细胞通过DNA自身复制将遗传信息传给子代；2.当体内DNA受到某些损伤时，可以进行修复；3.在某些病毒中存在的以RNA为模板的DNA合成。一、参与DNA复制的酶及蛋白因子（一）DNA聚合酶（DNApolymerase,DNApol）以dNTP为底物，以DNA为模板，需要一段引物，从引物的3-OH末端合成DNA新链。三种大肠杆菌DNA聚合酶1.DNA聚合酶I(1956,

2、ArthurKornberg)外切酶活性：3′5′外切活性具有校正作用；5′3′切除引物和DNA损伤的修复；聚合作用：合成速度较慢，每秒10个核苷酸，而且新链长20个核苷酸后，酶即脱离模板。2.DNA聚合酶Ⅱ外切酶活性：3′5′外切活性聚合作用：5′3′补小缺口（<100核苷酸）3.DNA聚合酶III大分子寡聚酶，10种22个亚基组成。每种亚基都有2个，整个分子形成一个不对称的二聚体DNA聚合酶Ⅰ多功能酶5’3’外切酶3’5’外切酶5’3’聚合酶单链多肽（Zn2+）大小二个片段切除RNA引物，填补空缺损伤后修复DNA

3、聚合酶Ⅲ多功能酶5’3’聚合酶3’5’外切酶不对称二聚体单体1-前导链/单体2-随从链DNA复制的主要酶高续进性高聚合酶活性高产物真实性真核细胞DNA聚合酶哺乳动物中已发现5种DNApolα、β、γ、δ、εpolα和δ——新链的延长Polβ——DNA的重组修复polγ——线粒体的复制，还具3’5’外切活性Polε——聚合作用和3’5’外切活性（二）DNA连接酶（DNAligase)DNA双螺旋中一条链有缺口，并且3’-OH与5’-P相邻特异性不高，在DNA不连续复制、重组及损伤修复中起作用哺乳动物：ATP辅酶，大肠杆

4、菌：NAD辅酶，都需要Mg2+连接方式：酶先与ATP或NAD形成酶—AMP，酶—AMP与5’-P形成焦磷酸而活化（三）与解除DNA高级结构有关的酶与蛋白因子1.拓扑异构酶拓扑性质—物体或图像做弹性移动时保持物体图像不变的性质。DNA三级结构具有拓扑性质。Ⅰ型酶：使一定部位的一条链切口-封口反应Ⅱ型酶：DNA两条链同时发生切口-封口反应Ⅱ型酶还可使DNA形成超螺旋解除超螺旋（三）与解除DNA高级结构有关的酶与蛋白因子2.解螺旋酶依赖DNA单链存在，对单链亲和力强大肠杆菌中发现多种与解除螺旋结构有关的蛋白质DnaA,Dn

5、aB,DnaC协同作用，解开DNA。（三）与解除DNA高级结构有关的酶与蛋白因子3.单链结合蛋白（SSB）—与解开的DNA单链结合后，两条DNA链就不能形成双螺旋；—还可以防止核酸酶的降解；—原核生物中SSB与DNA单链结合表现正协同效应。（三）与解除DNA高级结构有关的酶与蛋白因子4.引发酶（primase）多数以RNA片段为引物，也存在DNA片段引物、tRNA引物——促进引物合成的酶称为引发酶（三）RNA引物DNA聚合酶不能催化两个游离dNTP在DNA模板上聚合需要具3’-OH的引物RNA聚合酶能催化两个游离NT

6、P在DNA模板上聚合提供3’-OH引物最后被DNA聚合酶Ⅰ除去、补满，再由连接酶连接减少突变，提高DNA复制的真实性二、DNA的复制1、半保留复制方式OldstrandNewstrandThehypothesisofsemiconservativereplicationproposedbyWatsonandCrickin1953.亲代DNA子代子代半保留复制新链Radioisotopelabelinganddensitygradientcentrifugationclearlydistinguishesreplica

7、tionsofsemiconservativefromconservative.（1958）通过DNA复制形成的新DNA分子,与原来的DNA分子完全相同。经过一个复制周期后，子代DNA分子的两条链中，一条来自亲代DNA分子，另一条是新合成的，所以又称为半保留复制。2.DNA半不连续复制至今发现的DNA聚合酶只能催化从模板的3′端向5′端前进的反应。冈崎（1968）等人的实验：用噬菌体T4感染的大肠杆菌作为实验材料，以3H标记的胸苷合成DNA.短时间内测定同位素的掺入情况。实验结果：短时间（2S）标记出现在分子质量较小

8、的片段，只有在标记时间长（30S以上）才出现在分子质量较大的片段。冈崎片段——DNA合成是不连续的，先合成一些DNA小片段，其大小约含1000-2000个核苷酸残基，然后再通过DNA连接酶将它连接起来。二、DNA的复制3、DNA的复制过程（1）合成起始a.辨认起始点DNA复制有固定的起始点。大肠杆菌：OriC含245bp,有两个区域起关键作用，