核酸的生物合成.ppt

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1、第九章核酸的生物合成生物化学遗传的主要物质基础:DNA遗传信息:DNA分子中碱基或核苷酸的排列顺序所谓基因:是指携带有遗传信息的DNA或RNA序列现已证明，体内蛋白质分子合成时其氨基酸的排列顺序最终由DNA分子中的核苷酸顺序所决定。第一节概述这一功能的体现，遵循中心法则遗传信息传递的中心法则（重点）复制RNADNA蛋白质转录翻译揭开了遗传信息传递的奥秘复制：遗传信息从亲代传递到子代DNA分子的过程转录：以DNA分子为模板，在细胞核内合成与其结构相应的RNA分子，将DNA的遗传信息抄录到mRNA分子中。（碱基互补配对原则）翻译：以mRNA为模板，以三个邻近碱基序列决定一种氨

2、基酸的遗传密码子形式，决定蛋白质合成时氨基酸的序列。遗传信息通过复制、转录和翻译，最终传递给蛋白质的规律，即被称作中心法则。逆（反向）转录转录复制RNADNA蛋白质翻译反转录对中心法则的补充所谓逆转录：是指在逆转录酶的作用下以RNA为模板合成DNA的过程。病毒RNA逆转录酶RNA（被水解）＋单链DNA(模板）RNA-DNA杂交体复制双链DNA整合入宿主细胞基因如人免疫缺损病毒（HIV）就是一种逆转录病毒，它感染人的T淋巴细胞，导致人体免疫缺陷，引起艾滋病（AIDS）。第二节DNA的生物合成DNA究竟是如何复制的？换言之，遗传信息从上一代传递到下一代是如何开始的？J.Watso

3、n和F.Crick在提出DNA分子双螺旋结构学说时推测过DNA的复制（即DNA复制假说）。DNA复制假说：在DNA复制过程中，双螺旋DNA的两条链相分离，并以每条DNA链为模板，利用细胞中的脱氧核糖核苷酸(dNTP)作为底物，按照碱基互补的原则，分别合成另一条DNA,从而形成结构相同的两个子代DNA双螺旋分子。思考,我们已经知道的DNA复制现象……一、DNA的复制1.DNA复制是半保留复制含义：新合成的DNA分子链中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的。（一）DNA复制的特征为什么是半保留复制？其它可能的复制方式：全保留式或散布式。全保留式：即恢复原来的DNA双螺旋

4、，并产生一个新的子代DNA双螺旋。散布式：即复制模板链被分成许多小片段，散布于子代DNA中。1958MeselsonandStahl密度梯度实验——实验结果支持半保留复制方式培养于普通培养液含15N-DNA的细菌第一代继续培养于普通培养液第二代细菌的DNA双链（粗线代表含15N)(细线代表含14N)梯度离心结果普通DNA沉降位置重DNA沉降位置DNA半保留复制的意义能充分保证DNA代谢稳定性与复制忠实性;经过许多代的复制，DNA分子上的遗传信息仍可准确地传递给后代。2.DNA复制具有特定的起始点DNA复制是从复制起始位点开始向两个方向进行的双向复制。复制叉复制泡3.DNA的半

5、不连续复制DNA分子的两条链反向平行；即一条链是35，另一条链是53；而所有已知DNA聚合酶的合成方向都是53。实际DNA复制中，如何实现齐头并进的合成？353535前导链(leadingstrand)后随链(laggingstrand)解链方向冈崎片段5335DNA复制叉前导链:一条链（35）的合成方向和复制叉前进方向相同，可以连续复制合成的新链。后随链:另一条链的合成方向与复制叉前进方向相反，不能连续复制，只能分成若干小片段分别合成，然后连接起来形成新链。后随链中的小片段称为冈崎片段。3.DNA的半不连续复制DNA分子的两条

6、链反向平行；即一条链是35，另一条链是53；而所有已知DNA聚合酶的合成方向都是53。实际DNA复制中，如何实现齐头并进的合成？前导链连续复制而后随链不连续复制，即DNA半不连续复制。（二）参与DNA复制的酶类和复制的条件1.DNA复制的条件（或复制体系）底物dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP)模板　单链的DNA母链引物　寡核苷酸引物（RNA)其他酶和蛋白质因子DNA聚合酶（DNA指导的DNA的聚合酶)引物酶或RNA聚合酶（引发酶）解螺旋酶DNA旋转酶（拓扑异构酶）单链DNA结合蛋白DNA连接酶2.参与DNA复制的酶类DNA复制速度甚快，复

7、制高效率和高度忠实性，都是由于许多酶参与了复制过程。主要有：DNA聚合酶、引物酶、参与DNA解旋、解链的酶、单链结合酶、DNA连接酶1）DNA聚合反应与DNA聚合酶（DNApolymerase)定义：在聚合过程中，能够催化四种dNTP通过与模板链的碱基互补配对，合成新的对应DNA链。n1dATPn2dGTPn1dTTPn2dCTP+DNA聚合酶DNAMg2+,引物dAMPdGMPdTMPdCMPDNA+2(n1+n2)PPi2n1+2n2以四种脱氧核糖核苷酸为底物DNA聚合酶的特点分别是：dATP