王镜岩生化第三版考研课件-DNA的生物合成讲课讲稿.ppt

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1、王镜岩生化第三版考研课件-DNA的生物合成一、DNA的复制二、DNA的损伤修复三、DNA的突变提要不要盲目相信权威，哪怕他是诺贝尔奖得主，要有自己的自由思维。---------教书感悟DNA半保留复制3、结果与分析：E.ColiDNA复制起始点和终止点的位置。真核生物中真核生物染色体DNA是线性双链分子，含有许多复制起点，因此是多复制子（multireplicon）实验结果与预测结果的双向复制吻合。因此，DNA复制多数是以双向进行的。试验结果预测结果DNA不同复制方式双向对称复制：大多数生物染色体DNA的复制是双向的，并且

2、是对称的。1）DNA聚合酶（DNApolymarase）的反应，再有DNA为模板的情况下，体系中有Mg+存在，加入四种脱氧核苷三磷酸，在DNA聚合酶的催化下聚合到DNA模板分子的末端。2）DNA聚合酶催化的产物实在模板DNA的指导下进行的。与4种脱氧核苷三磷酸的浓度、比例激酶的性质无关，而与模板的性质有关。加入少量小牛胸腺DNA，聚合的结果产物是小牛胸腺DNA。加入噬菌体T4的DNA，合成的产物是噬菌体T4DNA；加入人工合成的一段PolyAT为模板，产物是ATAT的共聚物。5‘－－3’方向按照模板碱基配对的原则5‘－三磷

3、酸末端与引物3‘端形成酯键。DNA聚合酶Ⅰ是一个多功能的酶分子。它可以催化以下的反应：①通过核苷酸聚合反应，使DNA链5’一3’方向延长(DNA聚合酶活性）；②由3’端水解DNA链（3’一5’核酸外切酶活性）；③由5’端水解DNA链（5’一3’核酸外切酶活性）；④由3’端使DNA链发生焦磷酸解；最初认为酶的外切活性是由其它酶的污染引起，经过严格纯化，仍有这一活性，经进一步研究是酶分子固有的特性。将DNA聚合酶用蛋白酶水解，得到两个片段。大的一段68000，由聚合作用和3－5‘外切作用；小的片段35000只有5－3’外切作

4、用。将两段混合，作用如初。说明是两个酶结合起来的。DNA聚合酶Ⅲ结构DNA聚合酶Ⅲ为异二聚体，它使DNA解开的双链可以同时进行复制，ß亚基的功能犹如夹子、两个ß亚基夹住DNA分子并可向前滑动，使聚合酶在完成复制前不再脱离DNA，（3）DNA聚合酶Ⅳ和ⅤDNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ是在1999年才被发现的，它们涉及DNA的错误倾向修复。当DNA受到较严重损伤时，即可诱导产生这两个酶，使修复缺乏准确性（accuracy），因而出现高突变率。编码DNA聚合酶Ⅳ的是dinB。编码DNA聚合酶Ⅴ的基因是umuC和umuD。它能在DNA许多损伤

5、部位继续复制，而正常DNA聚合酶在此部位因不能形成正确碱基配对而停止复制，在跨越损伤部位时就造成了错误倾向的复制。高突变率虽会杀死许多细胞，但至少可以克服复制障碍，使少数突变的细胞得以存活。DNA连接酶作用只是在双股DNA连中一条单链有缺口进行接合，不能将两条游离的DNA结合在一起。它在修复中起重要作用。总结：1）DNAligase修复DNA双链中单链缺口；2）连接线状DNA为环状DNA（必须是粘性末端）；3）在DNA复制时与聚合酶协同作用；4）在DNA片段重组过程中进行连接。DNA连接酶作用机理原核生物DNA聚合酶功能比

6、较DNA聚合酶Ⅰ：切除引物（5’-3’外切），填补切除引物后的缺口，直至仅剩切口（5’-3’聚合）；损伤修复；DNA聚合酶Ⅱ：损伤修复（5’-3’聚合，也包括3’-5’外切）；DNA聚合酶Ⅲ：复制（5‘-3’聚合），校对（3‘-5’外切）DNA连接酶：连接DNA聚合酶Ⅰ剩下的缺口（生成磷酸酯键）（四）DNA的半不连续复制问题的提出：DNA的两条链都能作为模板，同时合成出两条新的互补链。根据双螺旋模型，DNA分子的两条链是反向平行的，一条链的走向为5’～3’，另一条链为3’～5’。而目前所有已知DNA聚合酶的合成方向都是5’

7、一3’。DNA在复制时两条链如何能够同时作为模板合成其互补链？冈崎的发现：1968年，日本学者冈崎等用3H－脱氧胸苷标记噬菌体T4感染的E.Coli，然后通过碱性密度梯度高心法分离标记的DNA产物，发现短时间内首先合成的是较短的DNA片段，接着出现较大的分子，最初出现的DNA片段长度约为1000个核苷酸左右。用DNA连接酶变异的温度敏感株进行实验，在连接酶不起作用的温度下，便有大量DNA片段积累。实验都说明在DNA复制过程中5’一3’方向的DNA合成实际上是首先合成较短DNA片段，然后连接起来成为大分子DNA。这些片段称为

8、冈崎片段（Okazakifragment）。。因此，冈崎等提出了DNA的不连续复制模型，认为：DNA复制以一条链合成是以5－3方向进行的，另一条链至少是不连续的。DNA模板一条是3－5‘，称为前导链，DNA合成是连续的，与复制叉方向相同；与复制叉方向相反进行的称为后随链，合成方向也是5－3’，先合成小片