生物化学DNA的生物合成..pptVIP

自主学习 1、逆转录的概念，基本过程。 2、端粒有何作用？为何有些肿瘤的发生与端粒有关？ 在复制叉同时合成前导链和后随链 复制过程简图 原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。 ori ter E.coli 82 32 ori ter SV40 50 0 三、复制的终止 5? 5? 5? RNA酶 OH P 5? DNA-pol Ⅰ dNTP 5? 5? P ATP ADP+Pi 5? 5? DNA连接酶 子链中的RNA引物被取代 真核生物DNA生物合成过程 The Process of DNA Biosynthesis in eukaryotes 第 四 节 (自学为主) 原核生物的DNA聚合酶 ２个核心酶 1个?-复合物（?、?、??、?、?、? 6种亚基） 1对?-亚基（可滑动的DNA夹子） DNA聚合酶Ⅲ全酶结构 全酶结构包括： 功能： DNA-pol Ⅰ（109kD） 对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙进行填补。 二级结构以α螺旋为主，只能延长约20个核苷酸。 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-pol Ⅰ Klenow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-pol Ⅱ（120kD） DNA-pol II基因发生突变，细菌依然能存活。 DNA-pol Ⅱ对模板的特异性不高，即使在已发生损伤的DNA模板上，它也能催化核苷酸聚合。因此认为，它参与DNA损伤的应急状态修复。 DNA-pol α β γ δ ε 分子量（KD） ＞250 36-38 160-300 170 256 细胞内定位 细胞核 细胞核 线粒体 细胞核 细胞核 5′→3′ 聚合酶活性 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ 3′→5′ 外切酶活性 - - ＋ ＋ ＋ 功能 起始引发，引物酶的活性， 低保真度的复制，参与应急修复（功能不详） 线粒体DNA的复制酶 延长子链的主要酶，解旋酶的活性 校读、修复和填补引物缺口 （二）常见的真核细胞DNA聚合酶有5种 二、DNA聚合酶的碱基选择和校对功能实现复制的保真性 复制按照碱基配对规律进行，是遗传信息能准确传代的基本原理。 此外还需酶学的机制来保证复制的保真性。 遵守严格的碱基配对规律； 聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能； 复制出错时有即时校对功能。 DNA复制的保真性至少要依赖三种机制： 1.严格遵守碱基配对规律； DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循碱基配对原则，但错配率为7 ?10-6 ） 复制保真性的酶学机制： 2、DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读 （二）复制的保真性依赖DNA-pol对碱基的正确选择 DNA pol III在催化磷酸二酯键形成之前完成对碱基的选择。 3、复制的保真性依赖DNA-pol对碱基的正确选择 三、复制中的解链伴有DNA 分子拓扑学变化 DNA分子的碱基埋在双螺旋内部，只有把DNA解成单链，它才能起模板作用。 （一）多种酶参与DNA解链和稳定单链状态 1、解旋酶 (helicase) 功能:断裂互补碱基间的氢键，使DNA双链分 离成单链。 解螺旋酶 ATP 解旋酶 Rep蛋白，DnaB功能:利用ATP供能，把双链DNA解开成单链。 DNA正超螺旋与负超螺旋 负超螺旋 正超螺旋 DNA双螺旋 拓扑异构酶 改变DNA超螺旋状态、理顺DNA链 2、拓扑异构酶(topoisomerase，Topo) 解链过程中正超螺旋的形成 切割DNA双链，此时不需ATP；尔后由ATP供能，使DNA分子成负超螺旋再连接切口。 不需ATP，切割双链DNA中的一链，使DNA松弛后, 连接切口。 TopoⅠ: TopoⅡ: 临床上使用的某些抗肿瘤药（如喜树碱，鬼臼乙叉甙等）是通过抑制Topo酶活性而杀死肿瘤细胞的。 22/62 Topo酶：切割DNA链，使其松弛后再连接。 动画 3、单链结合蛋白 (single-strand binding protein, SSB) 功能：稳定已经解开的单链，防止核酸酶的水解。 DNA结合蛋白 由177个氨基酸构成的四聚体蛋白 已经分开的DNA单链，总有恢复形成双螺旋结构的倾向，以使分子达到稳定状态并免受细胞内广泛存在的核酸酶的降解。细胞内存在一种称为单链DNA结合蛋白的蛋白质，它能够与解开的DNA单链结合，防止单链重新形成双螺旋，保持模板的单链状态，