《核酸的生物合成》PPT课件.ppt

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1、核酸的生物合成第一节DNA的生物合成第二节RNA的生物合成第三节基因工程的简介DNA是生物遗传的主要物质基础，生物机体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序，并通过DNA的复制由亲代传递给子代。在后代的生长发育过程中，遗传信息自DNA转录给RNA,然后翻译成特异的蛋白质，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状。中心法则1964-1970劳氏肉瘤病毒的遗传方式致癌RNA病毒病毒（复制）复制转录DNARNA蛋白质翻译逆转录1958年，遗传信息的单向Reversetranscription中心法则的遗

2、传流向有5条途径1、DNA→DNA：DNA复制（以DNA为模板合成DNA）2、RNA→RNA：RNA复制（以RNA为模板合成RNA）3、DNA→RNA：DNA转录（以DNA为模板合成RNA）4、RNA→DNA：反(逆)转录（以RNA为模板合成DNA）5、RNA→Protein：翻译复制：亲代DNA或RNA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，按照碱基配对原则将其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AA顺

3、序的过程。逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。第一节DNA的生物合成一、DNA的半保留复制二、与DNA复制有关的酶和蛋白质三、DNA的复制过程四、逆转录五、DNA的损伤修复一、DNA的半保留复制定义：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代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半保留复制的实验证据:1958年Meselson和Stahl用同位素15N标记大肠杆菌DNA,首先证明了DNA的半保留复制。15N-DNA的密度大于14N-DNA的密度DNA的半保留复制的生物

4、学意义：DNA的半保留复制表明DNA在代谢上的稳定性，保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。DNA在代谢上的稳定性并非指DNA是一种惰性物质。二、与DNA复制有关的酶和蛋白质原料：四种脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP)模板：以DNA的两条链为模板链，合成子代DNA。引物：一小段RNA(或DNA）为引物，在大肠杆菌中，DNA的合成需要一段RNA链作为引物。催化因子1.引物合成酶（引发酶）：此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物（Primer)。实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。2.DNA聚合酶

5、:以DNA为模板的DNA合成酶，其催化反应的特点（1）以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物；（2）反应需要有模板的指导；（3）反应需要有3-OH存在；（4）DNA链的合成方向为53N355OOHPPP-O-CH2OH生物大分子合成：底物、酶、能量、模板（5）DNA聚合酶的反应可以利用DNA双链作为模板和引物，亦可以单链DNA作为模板和引物（6）DNA的体外聚合必须加入少量的DNA才能进行。DNA在提取过程中易形成切口（nick）或缺口（gap）.则加入的DNA一条链作为模板而另一条链可作为引物。原核生物中的DNA聚合酶在大肠杆菌中发

6、现有三种DNA聚合酶（用突变株研究其功能）：⑴DNA聚合酶Ⅰ:单体酶,多肽链内含一个锌原子（其鳌合剂是O-二氮杂菲），多功能酶。它具有53聚合酶功能（对脱氧核苷酸的选择）；3’5’外切酶活性（对双链无作用，校对功能。但在正常聚合条件下，此活性不能作用于生长链）及5’3’外切酶活性（双链有效，主要是对DNA损伤的修复，以及在DNA复制时RNA引物切除及其空隙的填补）；在DNA链的3形成焦磷酸键（生理意义不大）；无机焦磷酸盐与dNTP之间的焦磷酸基交换。⑵DNA聚合酶Ⅱ：多亚基酶，聚合作用，但聚合活力很低；具有3’5’外切酶活性

7、。其它生理功能尚不清楚，可能在修复紫外光引起的DNA损伤中起作用。⑶DNA聚合酶Ⅲ：是原核生物DNA复制的主要聚合酶，该酶由10种亚基组成，其中、、形成全酶的核心酶。具有5’3’DNA聚合酶活性（亚基，速率高）；具有3’5’外切酶（亚基）的校对功能，提高DNA复制的保真性；还具有5’3’外切酶活性（单链有效，其意义未知）。（4）DNA聚合酶IV和V：1999年发现，当DNA严重损伤时，诱导产生。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‘

8、5’外切活性+++（保护DNA复制的忠实性）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