《核酸生物化学》PPT课件

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1、第十一章核酸代谢(二)核酸的生物合成主要内容DNA的生物合成RNA的生物合成遗传学的中心法则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。反中心法则在RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA分子中。因此，在这些生物体中，遗传信息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代，通过反转录将遗传信息传递给DNA，再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就称为反中心法则。信息分子的复制与表达DNAmRNA蛋白质反转录复制复制翻译转录概念:复制

2、(replication)：指以亲代DNA分子为模板合成出子代DNA分子的过程。转录(transcription)：以DNA分子为模板合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程。反转录(reversetranscription)：以RNA为模板将遗传信息传给DNA的过程。艾滋病—“现代瘟疫”艾滋病的英文缩写AIDS的全称为获得性免疫缺陷综合症（acquiredimmunedeficiencysyndrome）。引起艾滋病的元凶是一种人类免疫缺陷病毒(humanimmune-deficiencyvirus,HIV)HIV的结构HIV基因组（RNA）进入人体后,专门识别T淋

3、巴细胞(主要免疫细胞,具有抗感染作用)，在逆转录酶的作用下，以HIV的RNA为模板，产生了与RNA互补的DNA链。再合成DNA互补链,与人染色体基因整合,形成前病毒DNA.(潜伏期)(被激活时)前病毒DNA转录生成新的RNA片段，同时合成衣壳蛋白等，在宿主细胞中，新合成的RNA、逆转录酶及蛋白质等又装配生成更多的病毒颗粒，它们以出芽的方式从宿主细胞中释放出来，又去攻击其他的T淋巴细胞。被HIV感染的T淋巴细胞一、DNA的生物合成（一）DNA的半保留复制1、半保留复制假说的提出：1953年，Watson&Crick在DNA双螺旋基础上提出。DNA复制的假设：有3种可能：

4、1）全保留式；2）半保留式；3）混合式。2、实验证明：方法：将E.Coli培养在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中生长；提取其DNA；进行氯化铯密度梯度离心。再移至14N培养基中生长、提取DNA、离心分析。结果：证实了DNA复制时，亲代分子分为二个亚单位（两条链），分别构成子代分子的一半，且经过多代仍保持完整性。3、意义：1）半保留复制保证了遗传的稳定性；2）DNA是处于不断变异和发展之中。ＤＮＡ复制（二）DNA复制的起点和方向实验：用3H标记的dT得到含3H的DNA；放射自显影。推测：若放射性在两端—双向；若在一端—单向；实验证明：细菌染色体DNA是双向复制，大多

5、是一个起点。1、复制起点：原核生物：1个起点;真核生物：多起点；2、方向：多为双向3、复制叉：细菌为环状DNA复制起始于单个位点，双向，半保留，每个复制泡（眼）包括2个复制叉(DNA的两条链在起始点分开形成)。方向：5’→3’复制叉大肠杆菌E.Coli大肠杆菌的复制原点叫做oriCoriC起点：有固定起点；特殊蛋白识别起点；起点为100-200bp的区域;以复制叉形式完成复制。（三）原核细胞DNA的复制（DNA指导的DNA合成）1、大肠杆菌的DNA聚合酶(DNApolymerase,DNApol)：催化形成新的磷酸二酯键；有外切酶活性。1)E.COLiDNA聚合酶Ⅰ需

6、要原料：4种dNTP；DNA模板；与模板互补的一段RNA引物；Mg2+；Zn2+（酶活性部位）；DNA聚合酶Ⅰ功能：催化dNTP加到DNA链的3’-OH末端（方向5’→3’）。5’→3’外切酶活性，可切除引物；3’→5’外切酶活性，可纠错；2)DNA聚合酶Ⅱ:反应需Mg2+、NH4+；反应同酶1,聚合活力很低；具3’→5’外切酶活性；3)DNA聚合酶Ⅲ：主要负责DNA链延伸；具3’→5’外切酶活性；具5’→3’外切酶活性DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ亚基数目1（单体酶）＞1（多亚基酶）＞1（多亚基酶）5’3’聚合活性+中+很低+很高3‘5’外切活性+++（

7、保护DNA复制的忠实性fidelity）5‘3’外切活性+-+主要是对DNA损伤的修复；以及在DNA复制时切除RNA引物并填补其留下的空隙。修复紫外光引起的DNA损伤DNA复制的主要聚合酶，还具有3’-5‘外切酶的校对功能，提高DNA复制的保真性E.COLi的DNA聚合酶功能ⅠⅡⅢ5’→3’聚合作用+++5’→3’外切酶作用+－+3’→5’外切酶作用+++聚合核苷酸数/min600309000分子数/细胞40010010*DNApolⅢ主要负责DNA链延伸。2、双链DNA复制的分子机制（DNA半不连续复制）：1）冈崎片段和半不连续复制①问题的提出：