DNA拓扑异构酶课件.ppt

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1、生物化学DNA和RNA的生物合成第四章长沙卫生职业学院方敏DNAandRNABiosynthesis全国高职高专护理类专业第三轮规划教材第一节DNA的生物合成一、DNA复制二、DNA的损伤与修复三、反转录第二节RNA的生物合成一、不对称转录二、RNA转录的体系三、RNA转录的过程四、转录后加工目录知识性目标掌握DNA的复制特点与体系；RNA转录的特点与体系；反转录的概念。熟悉DNA的复制过程；DNA的损伤与修复；RNA转录终止方式。了解RNA的转录过程；反转录酶及反转录的意义。技能性目标运用DNA和RNA生物合成的相关

2、知识解释临床及实际生活现象，并能进行实际应用。情感性目标培养学生尊重伦理道德规范，勇于探索生命现象的职业道德和职业素质。学习目标引言生物遗传信息以特定的核苷酸序列的形式编码在DNA分子上，DNA通过复制将遗传信息从亲代传递给子代。在后代的生长发育过程中，遗传信息从DNA转录给RNA，再通过RNA翻译成蛋白质，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。某些病毒遗传信息储存在RNA分子中，再以RNA为模板逆转录合成DNA。19世纪40年代，英国亚历山大·德丽那·维多利亚女王生下了四男五女共9个孩子，其中有3个男

3、孩患有血友病，好在五个女儿都健康。而五个女儿嫁到欧洲的其它王室后，她们的小王子却有很多都患上了血友病。试问：血友病是从维多利亚女王是如何传给她的儿子以及外孙的？导入情景第一节DNA的生物合成DNABiosynthesis一、DNA复制二、DNA的损伤与修复三、反转录第一节DNA的生物合成（一）DNA复制特点DNA的半保留复制：DNA复制中，每个子代分子的一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制的方式称为半保留复制。一、DNA复制2.DNA的半不连续复制DNA复制中一条链是连续合成的，而另一条链是不连续的合

4、成的，这种复制方式叫做半不连续复制。1.模板亲代DNA分子2.底物四种三磷酸脱氧核苷酸（dNTP）3.能量ATP4.引物为DNA聚合酶提供3-OH末端的小分子寡核苷酸（二）DNA复制体系5.酶类及蛋白因子（1）解旋解链酶类（2）引物酶（3）SSB（4）DNA聚合酶（5）DNA连接酶(1)解螺旋酶与拓扑异构酶解螺旋酶：利用ATP供能，打开氢键，使DNA双链解开成为两条单链。(2)引物酶复制起始时催化生成RNA引物的酶。(3)单链DNA结合蛋白(SSB)维持模板处于单链状态并保护单链的完整。108局部解链后①拓扑异构酶Ⅰ

5、切断DNA双链中一股链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA变为松弛状态。反应不需ATP。②拓扑异构酶Ⅱ切断DNA分子两股链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。利用ATP供能连接断端，DNA分子进入负超螺旋状态。DNA拓扑异构酶：理顺DNA链，改变超螺旋状态的酶分为I型和II型。(4)DNA聚合酶全称为依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase)，简称DNA-pol。原核生物的DNA聚合酶DNA-polⅠDNA-polⅡDNA-polⅢ真核生物的DNA聚合酶五种：α、β、γ

6、、δ、ε大肠杆菌E.coli中的三种DNA聚合酶分类DNA聚合酶IDNA聚合酶IIDNA聚合酶III分子量(KD)109120900聚合速率(核苷酸/分)1000—600005ˊ→3ˊ聚合酶活性+++3ˊ→5ˊ外切酶活性+++5ˊ→3ˊ外切酶活性+——生物学功能切除引物延长冈崎片段DNA损伤修复延长子链校读作用校读作用DNA损伤修复②DNA-polⅡDNA-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。③DNA-polⅢ真核生物DNA聚合酶+++-

7、-3¢→5¢外切酶活性5¢→3¢聚合活性250170160~300εδγβα-pol功能+++--3¢→5¢5¢→3¢聚合活性36~38300分子大小（x103)εδγβαDNA-pol+++++细胞内定位核核核核线粒体引发修复复制复制修复（引物酶，DNA聚合酶）（链的延伸填补空隙）(5)DNA连接酶连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链5-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整的链。3’HO5’3’3’5’DNA连接酶ATPADP5’3’5’（三）DNA复制的过程2.复制的延长1.复

8、制的起始3.复制的终止1.复制的起始DNA拓扑异构酶和解旋酶在DNA复制起始部位解开DNA超螺旋结构，使DNA双链形成局部的DNA单链，然后形成复制叉。当两股单链暴露出足够数量碱基对时，引物酶识别起始部位，并以解开的一段DNA链为模板，按碱基配对规律，从5→3方向合成引物RNA片段，引物的生成标志着复制的正式开始。2.复制的延