生物化学课件第十二章 DNA的生物合成.ppt

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1、DNARNA蛋白质复制复制转录反转录翻译遗传信息传递的中心法则DNA的生物合成DNABiosynthesis第十二章DNA的生物合成：细胞内合成DNA的过程1、复制：以DNA作为模板指导的DNA合成，即将DNA携带的信息传至子代DNA。2、反转录：DNA合成也可以RNA为模扳指导合成作用，见于RNA病毒。3、修复合成：当各种因素引起DNA损伤时，损伤DNA可修复合成，校正错误，完成正确合成，以保持DNA结构的稳定性和遗传信息的准确性。染色体DNA的复制第一节复制(replication)是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。复制亲代DNA子代DNA一、复制方式：半保

2、留复制DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。半保留复制的概念AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母链DNA复制过程中形成的复制叉子代

3、DNA子链继承母链遗传信息的几种可能方式全保留式半保留式混合式密度梯度实验——实验结果支持半保留复制的设想。含重氮-DNA的细菌培养于普通培养液第一代继续培养于普通培养液第二代梯度离心结果按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。半保留复制的意义遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的。二、参与DNA复制的物质◆底物:dATP,dGTP,dCTP,dTTP◆聚合酶:依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-pol)◆模板:解开成单链的DNA母链◆引物:提供3-OH端◆其他的酶和蛋白质因子：引物酶、单链结合蛋白、连接酶、

4、解链酶、拓扑异构酶，等1、复制的化学反应(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi聚合反应的特点DNA新链生成需引物和模板；新链的延长只可沿5→3方向进行。2、DNA聚合酶全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase)简称：DNA-pol活性：1.53的聚合活性2.核酸外切酶活性5´AGCTTCAGGATA3´

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15、3´TCGAAGTCCTAGCGAC5´35外切酶活性53外切酶活性?能切除突变的DNA片段。能辨认错配的碱基对，并将其水解。核酸外切酶活性功能：对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出

16、现的空隙进行填补。DNA-polⅠ（109kD）原核生物的DNA聚合酶323个氨基酸小片段5核酸外切酶活性大片段/Klenow片段604个氨基酸DNA聚合酶活性5核酸外切酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNA-polⅠKlenow片段是实验室合成DNA，进行分子生物学研究中常用的工具酶。DNA-polⅡ（120kD）DNA-polII基因发生突变，细菌依然能存活。它参与DNA损伤的应急状态修复。功能是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。DNA-polⅢ(250kD)原核生物的DNA聚合酶特点polⅠpolⅡpolⅢ5’端→3’端聚合酶活性（催化生成磷酸二酯键）有有有5’端→3’

17、端外切酶活性（切除引物、突变片段）有有无3’端→5’端外切酶活性（校对）有有有功能去除引物并填补空隙、修复合成不祥链延长原核生物DNA复制中起主要作用的聚合酶是DNA聚合酶Ⅲ真核生物的DNA聚合酶DNA-pol起始引发，有引物酶活性。延长子链的主要酶，有解螺旋酶活性。参与低保真度的复制。在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。在线粒体DNA复制中起催化作用。DNA-polDNA-polDNA-polDNA-pol1.遵守严格的碱基配对规律；2.聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；3.复制出错时DNA-pol的及时校读功能。DNA复制的保真性至少要依赖三种机制3、解螺旋酶、引物

18、酶和单链DNA结合蛋白解螺旋酶(helicase)——利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条单链引物酶(primase)——复制起始时催化生成RNA引物的酶单链DNA结合蛋白(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)——在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整108局部解链后DNA拓扑异构酶(DNAtopoisomerase)解链过程中正超螺旋的形成拓扑异构酶作用特点既能水解、又能连