DNA、RNA和蛋白质的生物合成

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1、DNA、RNA和蛋白质的生物合成吴菲菲2014.11.29复制—以原来的DNA分子为模板，合成出相同分子的过程。转录—在DNA分子上合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程。翻译—在RNA的控制下，根据核酸链上每三个核苷酸决定一个氨基酸的三联体密码规则，合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链的过程。1958年Crick将生物遗传信息的这种传递方式称为中心法则DNA的复制1953年，Watson和Crick在DNA双螺旋结构的基础上提出了半保留复制假说：DNA在复制过程中，首先碱基之间的氢键破裂，使两条链解旋并分开，然后以碱基互补的方式，

2、以每条单链为模板，按单链DNA的核苷酸顺序合成子链。在此过程中，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的，这种复制方式称为半保留复制。DNA的复制方式—半保留复制1958年M.Meselson和F.StahlRadioisotopelabelin（放射性同位素标记）anddensitygradient（密度梯度离心）centrifugationclearlydistinguishesreplicationsofsemiconservativefromconservative.半保留复制的实验证据随从链复制时必须等待模板链解

3、开足够长度时，才能从5′→3′合成引物后开始复制。延伸时，又要等待下一段暴露出足够长的模板，才能再次合成引物而延长。岗崎片段复制的半不连续性参与DNA复制的酶类和蛋白质复制是酶催化下的核苷酸聚合过程，需要多种物质的共同参与：底物：dNTP（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）酶：DNA聚合酶模板：解开成单链的DNA母链引物：RNA，提供3’-OH末端其它酶和蛋白质因子：解螺旋酶、单链结合蛋白、拓扑异构酶、引物酶、DNA连接酶等1.引物酶识别复制起点，引导解螺旋酶到正确位点2.解螺旋酶解开双螺旋引物酶解螺旋酶聚合酶修复酶拓扑异构酶单链

4、结合蛋白连接酶DNA的复制过程3.DNA聚合酶合成新的DNA链4.按碱基互补原理合成DNA链5.四种脱氧核苷三磷酸为底物6.释放焦磷酸7-12.DNA片段的合成和链的延伸13.连接酶14.单链结合蛋白15.拓扑异构酶16.DNA的复制逆转录1970年Temin等在致癌RNA病毒中发现了一种特殊的DNA聚合酶，该酶以RNA为模板，根据碱基配对原则，按照RNA的核苷酸顺序(其中U与A配对)合成DNA。这一过程与一般遗传信息流转录的方向相反，故称为反转录。反转录酶是一种多功能酶：RNA指导的DNA聚合酶活力；核糖核酸酶H的活力：DNA指导的D

5、NA聚合酶活力反转录的生物学意义补充丰富了中心法则解释了致癌病毒引起癌细胞产生的机制RNA的生物合成转录转录（transcription）——DNA分子中的遗传信息转移到RNA分子中的过程。转录过程不对称转录：在DNA的两条多核苷酸链中只有其中一条链作为模板，这条链叫做模板链（templatestrand）。DNA双链中另一条不做为模板的链叫做编码链。RNA的复制在某些不含DNA，只含RNA的病毒和噬菌体中，其RNA既是遗传信息载体，又是信使，在感染寄主时，本身要复制。以RNA为模板合成RNA，由RNA复制酶催化，以RNA为模板，四种核

6、苷三磷酸为底物，也需要Mg2+或Mn2+蛋白质的生物合成RNA在蛋白质生物合成中的作用1.mRNA的功能mRNA带有由DNA转录来的遗传信息，是蛋白质合成的模板。2.遗传密码（geneticcodes）遗传密码：指mRNA中碱基序列和蛋白质中氨基酸序列之间的相互关系。三联密码（tripletcode）：三个相邻的核苷酸代表一种氨基酸，该三核苷酸序列称为密码子（codon）。密码子的重要性质密码子间无间隔密码子不重叠；密码子的简并性；密码子的摆动性；密码的通用性；防错系统遗传密码终止密码子UAA、UGA、UAG起始密码子AUG、GUG2.

7、tRNA的功能tRNA起运输氨基酸的作用反密码子（anticodon）：tRNA识别mRNA上的密码子的机构，可根据碱基配对规律识别相应的密码子。3.rRNA与核糖体rRNA与多种蛋白质组成核糖体，核糖体是蛋白质合成的加工厂。蛋白质生物合成过程蛋白质的合成需要近300种生物大分子参与，由ATP、GTP提供能量。蛋白质生物合成方向：由多肽链的氨基端开始，向羧基端方向逐步延伸。合成过程分为：氨基酸的活化与转移——准备阶段肽链合成的起始肽链的延长肽链的终止1.氨基酸的活化与转移tRNA携带并转运氨基酸，氨基酸的结合位点是tRNA3’-末端的-

8、CCA-OH。氨基酸和tRNA在氨酰-tRNA合成酶的催化下合成氨基酰-tRNA。氨酰-tRNA合成酶具有绝对专一性，对氨基酸、tRNA两种底物都能高度特异性地识别。氨酰-tRNA合成酶氨酰基腺苷酸∣↓↘A