《DNA复制和RNA转录》PPT课件

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1、DNA的复制和RNA的转录1§1DNA生物合成的种类和方式DNA指导下的DNA复制RNA指导下的DNA复制DNA复制的忠实性2分子遗传的中心法则DNA是遗传信息的储存和发布者，它在如图的联系中处于中心地位3复制：以亲代DNA或RNA为模板，根据碱基配对的原则，在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则合成RNA，即将DNA所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的RNA的过程翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密码解读成蛋白质的氨基酸顺序的过程逆转录：以RNA为

2、模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程中心法则的几个基本概念4§1.1.1DNA复制的特点半保留复制半不连续复制§1.1DNA指导下的DNA复制5半保留复制以亲代DNA双链为模板，按照碱基互补方式合成子代DNA，这样新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制6半保留复制的实验依据1953年,Watson和Crick提出DNA的半保留复制机制1958年,Meselson和Stahl将同位素15N标记的15NH4Cl加入大肠杆菌的培养基中培养12代，使大肠杆菌的DNA都带上15N的标记，然后

3、将该大肠杆菌转入14N的普通培养基中培养后，分离子一代、子二代、子三代、子四代DNA，进行氯化铯密度梯度离心，实验证明了DNA的半保留复制7半保留复制的实验依据8DNA复制的起点和方向9两个起点，两个生长端的相向复制DNA每条链有1个复制起点，分别合成1条新DNA，两条新链相向合成，每个生长点只有1条链合成，这种方式存在于线性DNA病毒1个起点，1个复制区的单向复制DNA两条链的复制起始点在同一位置，复制向一个方向运动，两条DNA链均被复制，这种方式偶见于一些环形DNA的复制1个起点，两个复制区的双向复制这种DNA复制方式最为普遍，复制起始于

4、1个位点，形成两个复制区向相反方向运动，在每个复制区两条DNA链均被复制DNA复制的起点和方向10DNA复制的起点和方向11半不连续复制DNA双螺旋的两条链是反向平行的，而合成方向只能是5‘3’。所以在DNA复制时，1条链的合成方向和复制叉的前进方向相同，可连续复制，称为前导链；而另一条链的合成方向和复制叉的前进方向正好相反，不能连续复制，只能分成几个片段合成，称为滞后链。滞后链的片段叫作冈崎片段(~1000b)，它们合成后再连接起来（前导链）（滞后链）冈崎片断12§1.1.2DNA复制的酶系13拓扑异构酶解开超螺旋14拓扑异构酶解开超螺旋D

5、NA拓扑异构酶催化的反应本质是先切断DNA的磷酸二酯键，改变DNA的链环数之后再连接之，兼具DNA内切酶和DNA连接酶的功能其断裂反应与连接反应是相互偶联的，不能连接事先已经存在的断裂DNA15解链酶和SSB的作用16引物酶合成RNA引物17DNA聚合酶延长子链18原核细胞DNA聚合酶19连接酶连接2个冈崎片断20连接酶连接2个片断的三步反应21DNA复制酶系总览22§1.1.3DNA的复制过程23解旋：由拓扑异构酶解除DNA的超螺旋结构解链：由解链酶使双链DNA解开再由单链结合蛋白与单链结合，防止氢键再形成识别起点：由DNA指导的RNA聚

6、合酶即引物酶完成生成引物：以DNA为模板在引物酶催化下由DNA转录成DNA的生成：在RNA引物3末端上按碱基互补原则经DNA聚合酶III催化生成，其3末端与下一个RNA引物5末端相连DNA的合成步骤24切除引物：由DNA聚合酶I催化切除引物，剩下的DNA片段即冈崎片段补齐封口：DNA聚合酶I利用其DNA聚合酶活性按碱基互补原则沿5—3方向填补两个冈崎片段之间的缺口。其3末端羟基与下一个DNA片段5末端相连磷酸基，在DNA连结酶催化下形成磷酸二酯键而被连结起来，最终形成DNA模板链的完整新的互补链，此部由NAD+供能25DNA合

7、成的起始与延伸26引物的切除，缺口填补，切口连接27真核细胞与原核细胞DNA的复制区别RNA引物和冈崎片段较小复制速度较慢，这可能与组蛋白的存在使DNA处于稳定的双股状态有关复制有多个起点DNA聚合酶为α，β，γ以及线粒体聚合酶。它们仅能催化聚合作用，而没有原核细胞DNA聚合酶所有的外切酶作用DNA片段的连结由ATP供能真核细胞DNA的合成28真核细胞DNA聚合酶29"fortheirdiscoveryofthemechanismsinthebiologicalsynthesisofribonucleicacidanddeoxyribo

8、nucleicacid"ArthurKornbergStanfordUniversityStanford,CA,USA19