《生命科学导论》DNA复制课件.pptVIP

DNA复制replication  DNA复制的基本形式： 1、半保留复制（semi-conservative replication）：DNA以每一条链为模板进行复制，复制后的每个子代DNA分子中，一条多核苷酸链是亲代DAN分子来的“旧”链，另一条是按碱基互补原则合成的“新”链，这样的合成方式叫半保留复制 。 2、半不连续复制（semi-discontinuous replication） （一）、复制的起始与方向： 1、复制起点：DNA复制在特定位点开始，这个位点叫复制起始点（origin point） 。 原核细胞只有一个复制起点（Ori），真核细胞有多个复制起点。 一般来说，复制起点在DNA分子的内部，而不是两端。 2、复制方向：从复制起点开始向两侧双向延伸复制 。 复制子（replicon） ：DNA复制时，从复制起点开始向两侧双向延伸复制，形成多个复制单位，称为复制子 。 （二）复制的过程 1、复制所需的酶： （1）解链蛋白和解旋酶： DNA局部解开双螺旋 （2）RNA聚合酶和引物酶：合成RNA引物 （3）DNA聚合酶：合成DNA；校对功能 特点：①合成只能沿5′→3′方向进行 ②以dATP、dCTP、dGTP、dTTP为原料 （4）DNA连接酶：连接两条DNA片段。 三、基因的表达 基因（gene）是合成蛋白质肽链或RNA所必需的全部核苷酸序列。 基因表达(gene expression)：就是将贮存于DNA中的信息转变成具体的RNA分子或蛋白质分子。 基因表达通过两个过程实现：转录、翻译 转录（transcription）：是以DNA为模板，以4种NTP为原料，以碱基配对规律，在依赖于DNA的RNA聚合酶催化下合成RNA的过程称为转录。（tRNA、rRNA、mRNA） 翻译（translation）：把mRNA中的信息转换成为蛋白质氨基酸序列的过程称为翻译。 （一）基因的结构 以结构基因为例 结构基因（structural gene）：编码蛋白质及RNA的基因叫结构基因。 结构基因转录的是mRNA的前体。 在真核生物中，大多数结构基因是不连续的。 即：编码氨基酸的碱基序列被不编码的序列分隔开，包括内含子和外显子。 （二）基因的表达： 1、转录：以DNA为模板合成RNA的过程称为转录（transcription）。 DNA的两条链，一条称为编码链（5′→3′链），另一条为反编码链（3′→5′链）。 作为转录模板的是反编码链 所需的酶是RNA聚合酶 根据模板链的碱基顺序，按碱基互补原则合成一条RNA单链。 2、转录后加工 刚转录下来的RNA链称为不均一核RNA（heterogeneous nuclear RNA，hnRNA） 需经过转录后加工，才能成为成熟的mRNA。 转录后加工包括：戴帽、加尾和剪接。 1、戴帽：在mRNA5′端第一个核苷酸前方挂上一个甲基化的三磷酸鸟嘌呤 ，同时在原来第一个核苷酸的2′氧上也甲基化 2、加尾：是指在mRNA3′端通过多腺苷酸聚合酶的作用，在3′端加上150—200个腺苷酸残基，形成多聚腺苷酸（polyA）尾巴。 3、剪接：是指在酶的作用下，切去内含子的转录顺序、非编码的前导顺序及3′端的的拖尾顺序 3、翻译： 翻译是指mRNA携带的遗传信息（密码）“解读”为多肽链的氨基酸的种类和顺序，并将其组装成蛋白质的过程。 （一）遗传密码 密码子（codon） ：mRNA分子中每三个相邻的碱基决定了合成的多肽链中一种氨基酸,故称其为三联体密码(triplet codon)或密码子。 遗传密码（genetic codon）：所有64种密码子总称遗传密码。 遗传密码的特征： 1、密码子的方向性：密码子的阅读方向是5′→3′ 2、密码子的简并性（兼并性）：由几种密码子代表同一种氨基酸的现象称为密码子简并性(degeneracy)。 同义密码子（synonymous codon） ：为同一种氨基酸编码的不同密码子,互称同义密码子 。 简并性的意义 ：可以提高遗传的稳定性。 3、密码子的通用性：病毒、原核细胞和真核细胞都适用。 4、密码子是不重叠、无标点符号的：沿阅读方向连续阅读，要想正确阅读，必须有一个正确的阅读起点。 * * 复制叉 真核生物DNA的双向复制 复制子 复制起点 复制叉（replication fork):DNA复制开始时，复制起始点局部解螺旋形成一叉形结构（Y形），称之为复制叉。 （1）在解链蛋白和解旋酶的作用下，解开DNA的双螺旋，形成复制叉 （2）RNA聚合酶（引物酶）以DNA为模板，合成RNA引物 （3）DNA聚合酶在引物的3′ －OH端加上脱氧核苷酸 （4）DNA连接酶将DNA片段连接起来 2、复制过程： 前导链 延迟链