分子生物学--核酸的生物合成

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1、第十章核酸的生物合成第一节DNA的生物合成一、DNA的半保留复制复制：以亲代DNA分子为模板指导合成相同的子代DNA分子的过程。Meselson等用氮的同位素进行了试验证明了DNA复制为半保留复制机理半保留复制：DNA复制时以亲代DNA两条链为模板指导合成与其互补的DNA链，这样在子代DNA中，一条链来于亲代DNA，另一条链是新合成的。DNA的这种复制方式称为半保留复制15N/15N用含15N氯化铵连续培养许多代半保留复制试验14N/15N用含14N培养基培养1代14N/14N14N/15N用含14N培养基培养1代1.DNA聚合酶：催化反应的要点

2、：底物：四种dNTP（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）模板：DNA链聚合方式：按照碱基配对原则，将相应dNTP的5′磷酸与上一个核苷酸的3′羟基形成3′－5′磷酸二酯键，即合成方向为5′→3′，与模板链反平行。条件：聚合反应必须有引物存在。二、参与DNA复制的酶和辅助因子dNTP+核苷酸链nPPi+核苷酸链n+1DNA聚合酶PPi+H2O2Pi焦磷酸酶DNA聚合酶催化机理（1）大肠杆菌DNA聚合酶：共有三种，为DNA聚合酶I、II、IIIIIIIII亚基数1≥4≥10M.W10300088000830000聚合作用√√√连续聚合作用小较小

3、很大聚合速度(N/s)16～2040250～10005′－3′外切酶√×√3′－5′外切酶√√√功能复制中去除引物填补缺口参与损伤修复可能参与损伤修复DNA复制的主要酶2.引发酶功能：可以从无到有地以DNA为模板，催化合成一小段与DNA互补的RNA即引物（10个核苷酸左右）。引物酶本身无活性，只有与另外6种蛋白质结合为引发体才可催化引物的合成。（2）真核生物DNA聚合酶：共有四种，为DNA聚合酶a、b、g、dabgd功能复制的主要酶，与后随链合成有关DNA损伤修复线粒体DNA的复制复制的主要酶，与先导链合成有关3.DNA连接酶功能：将复制过程中形

4、成的DNA片段用3′－5′磷酸二酯键连接起来。酶酶（部分细菌）4.DNA解螺旋酶（解链酶）利用ATP供应能量，水解碱基间氢键，从而打开DNA双螺旋的双链5.单链结合蛋白（SSB）可与由解链酶解开的单链结合功能：防止单链再次形成双链，防止核酸酶水解多核苷酸链，保护DNA。可以重复使用，即当所结合的单链进行复制时，它就发生解离，而与新解开的单链结合。5′3′5′3′5′3′5′5′3′6.DNA拓扑异构酶通过催化DNA拓扑结构的变化，减少由于解链形成的张力和合成的子代DNA形成双螺旋。7.其它因子解链双螺旋存在张力DNA拓扑异构酶II张力解除复制起点

5、1.起始DNA分子上有特定的起始位点。在一些因子的作用下，DNA部分解链，形成了一个“复制眼”三、大肠杆菌DNA的复制过程复制叉模型DNA分子中正在复制的部位，称为复制叉。它是由两股解开的亲代链和在其上新合成的子链、酶、因子组成。引物体引物酶因子解螺旋酶SSB(单链结合蛋白)5ˊ5ˊ3ˊ3ˊ复制叉移动方向DNA聚合酶DNA5ˊDNA3ˊ3ˊ5ˊ—A-T-G-G-C-A-A-A-T——T-A-C-C-G-T-T-T-A—RNA5ˊDNA3ˊ3ˊ5ˊ—A-T-G-C-C-A-G-A-T——U-A-C-G-G-U-C-U-A—5ˊ5ˊ3ˊ3ˊ5′3′5

6、′5′3′3′5′3′5′5′3′ATPGTPUTPCTPPPidATPdGTPdTTPdCTPPPiDNA聚合酶2.延长5′3′5′5′3′5′3′5′5′3′5′5′3′3′3′5′5′3′5′5′3′3′3′5′3′5′3′5′5′3′5′3′3′5′5′3′3′3′5′5′3′3′5′5′3′3′3′5′5′3′5′冈崎片段（Okazakifragment）原核生物1000—2000个核苷酸复制机理：半不连续复制ATTGCUG…TAACGA…C…………AAUUGCUG…TAACGA…C…………AUUGCUG…TAACGA…C…………ATU

7、GCUG…TAACGA…C…………AdTTPUdTTPUAUUGCUG…TAACGA…C…………dATPdGTPGCUGdCTPdTTPdGTPDNA聚合酶IATTGCTG…TAACGA…C…………AATTGCTG…TAACGA…C…………AATTGCTG…TAACGA…C…………AATP或NADAMP或NMN连接酶ATTGCTG…TAACGA…C…………ADD′C′CB′BA5′3′5′3′3′5′3′5′连续链不连续链先导链后随链(滞后链)DNA复制机理3′5′3′5′DNA聚合酶I5′3′3′5′连接酶SSB引物体DNA聚合酶III解螺旋酶

8、DNA复制系统DNA拓扑异构酶IDNA拓扑异构酶II3.终止DNA复制无特定终止位点，复制链到达前面已复制成的片段则自动终止四、原核与真