dna复制、rna转录、蛋白质翻译

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1、第十一章DNA复制、RNA转录、蛋白质翻译第一节DNA的复制与修复第二节RNA的生物合成和加工第三节蛋白质的生物合成第一节DNA的复制与修复DNA是由四种脱氧核糖核酸所组成的长链大分子，是遗传信息的携带者。生物体的遗传信息就贮存在DNA的四种脱氧核糖核酸的排列顺序中。DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。一.DNA的复制（一）、半保留复制DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有

2、一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制。（二）、DNA复制的起始点和方式复制子是DNA能独立进行复制的单位。需在特定的位点起始，可能还有终点。在原核生物中，复制起始点通常为一个，复制方向大多是双向的，也有单向的，而在真核生物中则为多个复制起始点。（三）、DNA聚合反应有关的酶1.DNA聚合反应DNA聚合反应的特点：（1）以4种dNTP为底物；（2）DNA模板；Mg2+（3）带3’-OH末端的引物；（4）延长方向5’3’；（5）产物DNA的性质与模板相同。DNA聚合酶Mg2+2.DNA聚合酶在原核生物（大肠杆菌）中，目前发现的DNA聚合酶有五种，研究

3、较多的有三种，分别命名为DNA聚合酶Ⅰ（polⅠ），DNA聚合酶Ⅱ（polⅡ），DNA聚合酶Ⅲ（polⅢ），这三种酶都属于具有多种酶活性的多功能酶。参与DNA复制的主要是polⅢ和polⅠ。polⅠ为单一肽链的大分子蛋白质,可被特异的蛋白酶水解为两个片段，其中的大片段称为Klenow片段，具有5‘→3’聚合酶活性和3‘→5’外切酶的活性。另一小片段有5‘→3’外切酶的活性。polⅢ由十种亚基组成，其中α亚基具有5‘→3’聚合DNA的酶活性，因而具有复制DNA的功能；而ε亚基具有3‘→5’外切酶的活性，因而与DNA复制的校正功能有关。DNA-polⅠ和DNA-

4、polⅡ为修复酶，DNA-polⅢ真正起复制作用的酶，为复制酶。原核生物中的三种DNA聚合酶核酸外切酶活性3′→5′外切酶活性5′→3′外切酶活性3、DNA连接酶催化一条DNA链的3′末端与相邻的另一条DNA链的5′末端之间的磷酸二酯键的合成。与同一互补链结合并相邻。（双链DNA切口）条件：①需一段DNA片段具有3‘-OH，而另一段DNA片段具有5’-Pi基；②未封闭的缺口位于双链DNA中，即其中有一条链是完整的；③需要消耗能量。（四）DNA的半不连续复制半不连续复制：双链DNA分子的两条链是反向平行的。而DNA聚合酶的方向都是5’3’。当DNA复制时，一条

5、链是连续合成的，称前导链，而另一条在5’3’方向合成小片段DNA（冈崎片段），然后通过酶将这些片段连接起来，这不连续合成的DNA链为滞后链。冈崎用电子显微镜看到了DNA复制过程中出现一些不连续片段，这些不连续片段只存在与DNA复制叉上其中的一股。后来就把这些不连续的片段称为冈崎片段。前导滞后1、复制的起始由蛋白因子识别复制起始点解旋解链，形成复制叉：由拓扑异构酶和解链酶作用，使DNA的超螺旋及双螺旋结构解开，碱基间氢键断裂，形成两条单链DNA。单链DNA结合蛋白（SSB）结合在两条单链DNA上，形成复制叉。DNA复制时，局部双螺旋解开形成两条单链，这种叉状结

6、构称为复制叉。引发体组装：蛋白因子以及引物酶一起组装形成引发体。引发：在引物酶的催化下，以DNA为模板，合成一段短的RNA片段，从而获得3'端自由羟基（3'-OH）。（五）DNA复制的过程（原核生物）起始、延长、终止拓扑异构酶（又称DNA旋转酶）拓扑异构酶Ⅰ可使DNA双链中的一条链切断，松开双螺旋后再将DNA链连接起来，从而避免出现链的缠绕。拓扑异构酶Ⅱ可切断DNA双链，使DNA的超螺旋松解后，再将其连接起来。解螺旋酶又称解链酶或rep蛋白，是用于解开DNA双链的酶蛋白，每解开一对碱基，需消耗两分子ATP。单链DNA结合蛋白（SSB）这是一些能够与单链DNA

7、结合的蛋白质因子。其作用为：①使解开双螺旋后的DNA单链能够稳定存在，即稳定单链DNA，便于以其为模板复制子代DNA；②保护单链DNA，避免核酸酶的降解。引物酶(合成RNA)引物酶本质上是一种依赖DNA的RNA聚合酶，该酶以DNA为模板，聚合一段RNA短链引物，以提供自由的3'-OH，使子代DNA链能够开始聚合。2.复制的延长由DNA聚合酶催化，以3‘→5’方向的亲代DNA链为模板，从5‘→3’方向聚合子代DNA链。在原核生物中，参与DNA复制延长的是DNA聚合酶Ⅲ。引发体向前移动，解开新的局部双螺旋，形成新的复制叉，滞后链重新合成RNA引物，继续进行链的延

8、长。解3.复制的终止去除引物，填补缺口；连接冈崎片段