生物与分子生物学复习 生物化学-下册-期末考试复习资料.docVIP

第一章 DNA的复制和修复 一、中心法则 ? 1953年，Watson和Crick提出中心法则：遗传信息的单向流动。 ? 1964-1970 发现劳氏肉瘤病毒的遗传信息传递方式 ? RNA的复制存在于RNA病毒 DNA是生物遗传的主要物质基础，生物机体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序，并通过DNA的复制由亲代传递给子代。在后代的生长发育过程中，遗传信息自DNA转录给RNA,然后翻译成特异的蛋白质，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状。 ? 复制：以亲代DNA或RNA为模板，根据碱基配对的原则，在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。 三、DNA的半保留复制 1、概念：以亲代DNA双链为模板以碱基互补方式合成子代DNA，这样新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制。 2、半保留复制的实验证据: 1958年Meselson和Stahl将同位素15N标记的15NH4Cl加入大肠杆菌的培养基中培养12代，使大肠杆菌的DNA都带上15N的标记，然后将该大肠杆菌转入14N的普通培养基中培养后，分离子一代、子二代、子三代、子四代DNA，进行氯化铯密度梯度离心，实验证明了DNA的半保留复制。（15N-DNA的密度大于14N-DNA的密度） 3、DNA的半保留复制的生物学意义： DNA的半保留复制表明了DNA在代谢上的稳定性，是保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代必要措施。 四、DNA复制的半不连续性 当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链不连续的，因此称为半不连续复制。 1、前导链（leading strand）：以复制叉向前移动的方向为标准，一条模板链是3’ → 5’ 方向，在其上DNA能以5’ →3’方向合成子代链，称为前导链。 2、滞后链（lagging strand）：另一条模板链是5’ →3’方向的，在其上DNA也是从5’ →3’方向合成子代链，但与复制叉移动的方向正好相反，所以随着复制叉的移动，形成许多不连续的片段，最后形成一条完整的DNA链，称为滞后链。 3、1968年，日本学者冈崎等用3H-脱氧胸苷标记噬菌体T4感染的大肠杆菌，然后通过碱性密度梯度离心法分离标记的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，一般称为冈崎片段。 四、与DNA复制有关的酶 1、DNA聚合酶：1956年Kornberg等在大肠杆菌中首先发现DNA聚合酶，其后发现该酶在许多生物中广泛存在。 1）该酶的催化特点如下： ? 以四种脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP dCTP dTTP)作底物； ? 反应需要模板：以DNA为模板链，合成子代DNA，模板可以是双链，也可以是单链DNA。合成产物与模板互补，产物DNA的性质与模板相同。 ? 反应需要需要有引物3 ￠ –OH存在 ? 合成方向：5 ￠ ? 3 ￠ 2）DNA聚合酶I：该酶由一条单一多肽链组成，含一个锌原子，为多功能酶，具有5￠ ? 3 ￠聚合作用（但持续合成DNA的能力差）。 当有底物和模板存在时，DNA聚合酶I可以使脱氧核糖核苷酸逐个加到具有3-OH末端的多核苷酸链上，以dNTP为底物，按模板DNA上的指令由DNApolⅠ逐个将核苷酸加上去，就是DNApolⅠ的聚合作用。酶的专一性主要表现为新进入的脱氧核苷酸必须与模板DNA配对时才有催化作用。dNTP进入结合位点后，可能使酶的构象发生变化，促进3-OH与5-PO4结合生成磷酸二酯键。若是错误的核苷酸进入结合位点，则不能与模板配对，无法改变酶的构象而被3-5外切酶活性位点所识别并切除之。 ? DNA聚合酶I的作用 a) 通过核苷酸聚合反应，使DNA链沿具有5￠ ? 3 ￠方向延长（5￠ ? 3 ￠聚合酶功能）） b) 由3￠端水解DNA链（3 ￠ ? 5’外切酶活性，对双链无作用，在正常聚合条件下，此活性不能作用于生长链，只作用于生长中不配对的单链，从3→5方向识别和切除不配对的DNA生长链末端的核苷酸，校对作用）； c) 由5￠端水解DNA链（5￠ ?3’外切酶活性，对双链有效）； d) 由3￠端使DNA链发生焦磷酸解； e) 无机焦磷酸盐与脱氧核糖核苷三磷酸之间的焦磷酸基交换。 该酶缺失时大肠杆菌仍具有DNA合成酶活性，只是对DNA损伤的修复能力下降，容易导致变异和死亡。推测该酶主要是对DNA损伤的修复，以及在DNA复制时RNA引物切除及其缺口的填补。 ? DNA聚合酶Ⅱ 多亚基酶，聚合作用，聚合活力比DNA聚合酶Ⅰ高；持续合成DNA的能力差。该酶也是以四种脱氧核苷三磷酸为底物，从5￠ ? 3 ￠合成DNA，需要带有缺口的双链DNA作为