生物化学课件：10 DNA生物合成.ppt

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1、第三部分遗传信息的传递北京大学医学部生物化学与分子生物学系遗传信息传递的中心法则中心法则的补充（1970）CentralDogmaofgeneticinformationtransferDNARNA蛋白质复制转录反转录翻译复制转录翻译DNARNA蛋白质描述遗传信息流动的方向1958年，F.crick第十章DNA生物合成CHAPTER10DNABIOSYNTHESISDNA的生物合成：细胞内合成DNA的过程1、复制：以DNA为模板指导的DNA合成，将亲代DNA携带的信息传至子代DNA。2、反转录：以RNA为模板指导的DNA合成，见于R

2、NA病毒。3、修复合成：当各种因素引起DNA损伤时，细胞校正错误，合成正确的DNA序列，以保持DNA结构的稳定性和遗传信息的准确性。第一节复制的基本规律Section1BasicRulesofDNAreplicationDNA复制(DNAreplication)：在细胞分裂过程中,以亲代DNA为模板合成子代DNA分子的过程复制亲代DNA子代DNA一、遗传信息的半保留复制全保留式复制半保留式复制混合式复制Dispersivereplicationsemi-conservativereplicationconservativereplic

3、ation子链继承母链遗传信息的几种可能方式MatthewMesselsonFranklinStahlMeselson-Stahl实验首先在15NH4Cl培养基中培养然后转到14NH4Cl培养基中培养只在15NH4Cl中培养只在14NH4Cl中培养14N对照系统15N对照系统第一代第二代提取DNA，进行密度梯度超离心E.coli细胞（a）密度梯度离心的DNA带（b）对应于左侧DNA带的解释Meselson-stahl实验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

4、代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全重新合成。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(semi-conservativereplication)。1、半保留复制的概念子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础。2、半保留复制的意义AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGG

5、TCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC亲代DNA复制过程中形成的复制叉子代DNA+二、复制的方向：双向复制双向复制Bidirectionalreplication单向复制(ColE1质粒)unidirectionalreplication多数生物复制时，DNA从起始点(origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。复制眼（replicationeye）（复制过程的顺序性）OnlyOneReplicationOrigininE.coli5’3’oriorio

6、riori5’3’5’5’3’3’5’5’3’复制子3’真核生物每个染色体有多个ori酵母17号染色体含400个三、半不连续复制DNA合成期真核生物：DNA复制与细胞周期哺乳动物的细胞周期G1G2SMDNA复制只发生在S期每个细胞周期只进行一次DNA复制特点：DNA复制与细胞繁殖第二节DNA复制的酶学和拓扑学变化原料(substrate)：dATP、dTTP、dCTP、dGTPDNA模板(template)DNA聚合酶(polymerase)3’-OH引物(primer)其他酶及蛋白因子Mg2+参与DNA复制的物质（反应体系）DNA链

7、合成的条件:1、单链模板真核生物DNA结构特点DNA分子大，>108bpDNA与组蛋白结合，以核小体形式存在2、DNA聚合酶(DNApolymerase)依赖DNA的DNA聚合酶（DNA-dependentDNApolymerase,DDDP）DNA聚合酶活性：1.53的聚合活性2.3’5’外切酶活性3.53外切酶活性A.KornbergDNA聚合酶催化的反应(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi聚合反应(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi新链的延长只可沿5→3方向进行DNA新链生成需引

8、物和模板功能:原核生物复制延长中真正起催化作用的酶DNA-polⅢ(250kD)α:5’→3’聚合酶活性ε:3’→5’外切酶活性θ：装配必需PolIPolIIPolIII酶活性5’3’聚合作用+++3’5’外切酶活性