第十三章核酸代谢

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1、第十三章核酸代谢第一节核苷酸的代谢第二节DNA的生物合成第三节RNA的生物合成第二节DNA的生物合成生物体的遗传信息储存于DNA中，DNA的生物合成即是指通过DNA的复制把亲代的遗传信息传递给子代DNA的生物合成即称为复制(replication)二.参与DNA复制的酶一.DNA复制的方式三.DNA复制的过程四.RNA指导的DNA复制当细胞分裂时，细胞核染色体中的DNA的双螺旋链解开，然后以解开后的每一条链为模板，按照碱基配对的原则，分别合成与两条模板链互补的新链新合成的子代DNA双链中有一条链来自于母链，另一条是新合成的，两条子链既彼此全同又和

2、母链相同，子链中只保留一条母链，这种方式称为半保留复制DNA的双螺旋结构见前述第四章一.DNA复制的方式二.参与DNA复制的酶DNA复制是一个复杂而精确的过程，参与的酶和蛋白因子很多，主要有以下四种：（一）DNA聚合酶（四）引发酶（三）解除DNA高级结构的酶（二）DNA连接酶（一）DNA聚合酶DNA聚合酶(DNApolymerase)是体内催化DNA合成的一类酶，是DNA合成的主要酶，由于其以DNA为模板，因此又称为依赖于DNA的DNA合成酶（DDDP）1956年Kornberg首先发现了大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ，又称Kornberg酶。现在已经从

3、大肠杆菌中分离得到了三种不同的DNA聚合酶，即DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，代表了其他DNA聚合酶的基本特点。1.DNA聚合酶Ⅰ的性质①以脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)为原料催化合成DNA②以单链DNA为模板和以RNA为引物③催化dNTP加到生长中DNA链的3′-OH末端④催化DNA合成的方向是5′→3′⑤有3′→5′和5′→3′外切酶活性三.DNA复制的过程复制的过程分为三个阶段:1.合成起始2.链延伸3.合成终止DNA的合成——复制总结如下:反应场所细胞核原料脱氧核苷三磷酸（dNTP)合成酶DNA聚合酶，解旋酶，引物酶，DNA连接酶合成方向5′→3′

4、模板双链DNA的两条链起点特定起点终点无特定终点合成后加工无引物RNA合成方式半保留复制合成过程半不连续复制(冈崎片段)产物两条双链DNA第三节RNA的生物合成RNA的合成主要是以DNA为模板的合成,称为转录(transcription)三.RNA的转录后修饰加工一.催化RNA合成的酶二.RNA合成的过程一.催化RNA合成的酶催化RNA合成的酶主要为RNA聚合酶,有以下性质:④催化RNA合成的方向是5′→3′①以核苷三磷酸(NTP)为原料催化合成RNA②以单链DNA为模板,不需要引物③催化NTP加到生长中DNA链的3′-OH末端其中比较重要的是细

5、菌的RNA聚合酶σ因子本身没有催化活性,也不能单独结合DNA,其作用是识别模板上合成的起始信号.合成开始后即释放出来.核心酶具有催化活性,,可催化核苷酸间磷酸二酯键的形成。β亚基参与合成的引发、延伸；β′亚基参与酶与DNA模板的结合；α亚基与模板的结合、酶的滑动以及碱基识别有关原核生物RNA聚合酶由5个亚基组成:α2ββ′σ,其中α2ββ′称为核心酶,σ因子与核心酶可以结合疏松,可自由释放原核生物RNA聚合酶二.RNA的合成过程模板链又称为负链(minusstrand，－）、反意义链(anti-sensestrand)，它与转录出来的RNA反义（

6、序列相反）；编码链（正链）的的序列与转录本RNA的序列相同，只是在编码链上的T在转录本RNA为U。由于转录产生的RNA为单链且分子量较小,因此只有DNA一条链的某一区段作为模板(templatestrand)，这种方式称为不对称转录。不做为模板的DNA链为编码链，又称为正链（plusstrand，+）、有意义链(sensestrand)，它与转录出来的RNA同义（序列相同）。转录的过程分为三个阶段:合成起始链的延长合成终止二.RNA的合成过程RNA的转录合成类似于DNA的复制，多核苷酸链的合成都是以5′→3′的方向。但RNA合成的起始和终止有特定

7、的信号区域，合成起始于DNA上的启动子（promoter）区域，终止于DNA上的终止子（terminator）区域。RNA的合成——转录总结如下:反应场所细胞核原料核苷三磷酸（NTP)合成酶RNA聚合酶合成方向5′→3′模板双链DNA的一条链引物无起点启动子终点终止子合成方式不对称转录产物三种RNA合成过程起始、延伸、终止合成后加工有（加帽、尾，内含子剪接）问题有下列一段DNA，写出其复制和转录的产物（注明方向）5′ATTCGATA3′复制产物：3′TAAGCTAT5′3′UAAGCUAU5′转录产物：不对称转录有意义链反意义链+链－链