第十二一章--核酸及蛋白质的生物合成ppt课件.ppt

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1、第十一章核酸及蛋白质的生物合成生物化学中心法则的建立和发展核酸的生物合成蛋白质的生物合成教学内容第一节中心法则的建立和发展中心法则的建立中心法则的发展教学内容一、中心法则的建立DNA是生物遗传的主要物质基础。DNA分子上含有生物体生长发育所需要的全部遗传信息，在细胞分裂前通过DNA的复制，将其由亲代传递给子代，在后代的个体发育过程中，遗传信息自DNA转录给RNA，并指导蛋白质合成。1958年，Crick将其概括为遗传信息传递的中心法则。二、中心法则的发展80年代以后在某些致癌RNA病毒中发现遗传信息也可存在于RNA分子中，由RNA通过逆转录的方式将遗传信息传递给DNA。这为中心法则加入了

2、新的内容。因此，1971年，Crick对中心法则作了进一步补正与完善。第二节核酸的生物合成DNA的复制反转录RNA的转录RNA的复制教学内容一、DNA的半保留复制1953年Watson和crick提出DNA双螺旋结构模型时推测，在DNA复制时，亲代DNA的双螺旋先行解旋和分开，然后以每条链为模板，按照碱基配对原则，在这两条链上各形成一条互补链。这样，从亲代DNA的分子可以精确地复制成2个子代DNA分子。每个子代DNA分子中，有一条链是从亲代DNA来的，另一条则是新形成的，这叫做半保留复制。证实DNA半保留复制机制的著名实验1958年Meselson和Stahl利用氮标记技术在大肠杆菌中首

3、次证实了DNA的半保留复制。他们将大肠杆菌放在含有15N标记的NH4Cl培养基中繁殖了15代，使所有的大肠杆菌DNA被15N所标记，可以得到15N-DNA。然后将细菌转移到含有14N标记的NH4Cl培养基中进行培养，在培养不同代数时，收集细菌，裂介细胞，用氯化铯(CsCl)密度梯度离心法观察DNA所处的位置。由于15NDNA的密度比普通DNA(14N-DNA)的密度大，在氯化铯密度梯度离心时，两种密度不同的DNA分布在不同的区带。Meselson和Stahl密度梯度离心试验半保留复制的概念在DNA复制时，亲代DNA的双螺旋先行解旋和分开，然后以每条链为模板，按照碱基配对原则，在这两条链

4、上各形成一条互补链。这样，从亲代DNA的分子可以精确地复制成2个子代DNA分子。每个子代DNA分子中，有一条链是从亲代DNA来的，另一条则是新形成的，这种复制方式叫做半保留复制。DNA聚合酶DNA聚合酶是复制中最主要的酶之一，它可以在模板上催化四种5'-三磷酸脱氧核糖核苷(5'-dNTP)在模板上聚合，形成新的DNA多核苷酸链。大肠杆菌DNA聚合酶1957年，美国斯丹福大学医学中心kornberg报道在大肠杆菌的培养液中发现了能催化DNA合成的酶，根据发现者的名字被称为kornberg酶。此酶发现后，人们曾一度认为它就是我们要找的复制酶。但,后来科学家们又在E.coli中相继发现了另外两

5、种DNA聚合酶，kornberg就把kornberg酶称为DNA聚合酶I。每个大肠杆菌细胞中含有约400个分子，每个分子每分钟在37℃下能催化667个核苷酸掺入正在生长的DNA链。三种DNA聚合酶的共同性质1957年，Arthurkornberg首次在大肠杆菌中发现DNA聚合酶Ⅰ(简写DNApolⅠ)后来又相继发现了DNA聚合酶Ⅱ和DNA聚合酶Ⅲ(简写DNApolⅡ,DNApolⅢ)。三种酶的共同性质是：①需要DNA模板，因此这类酶又称为依赖DNA的DNA聚合酶。②需要RNA或DNA做为引物，即DNA聚合酶不能从头催化DNA的起始。③催化dNTP加到引物的3-OH末端，因而DNA合成的方

6、向是5′→3′。④三种DNA聚合酶都属于多功能酶，它们在DNA复制和修复过程的不同阶段发挥作用。DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ结构基因不同种类的亚基数目相对分子质量3’→5’外切酶5’→3’外切酶聚合速度（核苷酸/秒）每个细胞的分子数功能PolA1109,000＋＋16-20400切除引物，修复PolB≥4120,000＋－40修复PolC≥10830,000＋－250-100010-20复制大肠杆菌三种DNA聚合酶比较真核细胞内有五种DNA聚合酶polαpolβpolγpolδpolε定位亚基数目外切酶活性引物合成酶活性持续合成能力抑制剂功能细胞核4－＋中等蚜肠霉素引物合成

7、细胞核1－－低双脱氧TTP修复线粒体23’→5’外切酶－高双脱氧TTP线粒体DNA合成细胞核23’→5’外切酶－有PCNA时高蚜肠霉素核DNA合成细胞核＞15’→3’外切酶－高蚜肠霉素修复二、反转录(RNA指导下的DNA合成)以RNA为模板，按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA，这与通常转录过程中遗传信息流从DNA到RNA的方向相反，故称为反转录或逆转录。逆转录酶需要模板，以四种dNTP为原料，要求短链RNA或DNA）作为引物，沿5’