DNA与RNA复制.pptVIP

DNA和RNA的生物合成 一 DNA的复制 一、DNA的半保留复制 解旋解链，形成复制叉： DNA的超螺旋及双螺旋结构解开，碱基间氢键断裂，形成两条单链DNA。单链DNA结合蛋白（SSB）结合在两条单链DNA上，形成复制叉。 DNA复制时，局部双螺旋解开形成两条单链，这种叉状结构称为复制叉。 引发体组装： 由蛋白因子（如dnaB等）识别复制起始点，并与其他蛋白因子以及引物酶一起组装形成引发体。 引发 在引物酶的催化下，以DNA为模板，合成一段短的RNA片段，从而获得3端自由羟基（3-OH）。 聚合子代DNA： 由DNA聚合酶催化，以3‘→5’方向的亲代DNA链为模板，从5‘→3’方向聚合子代DNA链。在原核生物中，参与DNA复制延长的是DNA聚合酶Ⅲ；而在真核生物中，是DNA聚合酶α(延长随从链)和δ（延长领头链）。 引发体移动： 引发体向前移动，解开新的局部双螺旋，形成新的复制叉，随从链重新合成RNA引物，继续进行链的延长。 去除引物，填补缺口： 在原核生物中，由DNA聚合酶Ⅰ来水解去除RNA引物，并由该酶催化延长引物缺口处的DNA。而在真核生物中，RNA引物的去除，由一种特殊的核酸酶来水解，而冈崎片段仍由DNA聚合酶来延长。 依赖Rho (ρ)因子的转录终止 非依赖Rho因子的转录终止 反转录 逆转录：以RNA为模板，合成DNA。与通常转录过程中遗传信息流从DNA到RNA的方向相反。 反转录酶 （1）RNA指导的DNA聚合酶活力（以RNA为模板，合成一条互补的DNA，形成RNA—DNA杂种分子）。 （2）RNase H酶活力，水解RNA—DNA杂种分子中的RNA，可沿3’→5’和5’→3’两个方向起外切酶作用。 （3）DNA指导的DNA聚合酶活力。 DNA的损伤及修复 损伤原因 物理（紫外、高能射线、电离辐射） 化学（烷基化试剂、亚硝酸盐、碱基类似物） 生物因素（碱基对置换、碱基的插入/ 缺失造成移码） 修复 光复活 紫外线损伤的光复活过程 A形成嘧啶二聚体 B光复合酶结合于损伤部位 C酶被可见光激活 D修复后释放酶 切除修复 细菌的限制修饰系统 限制性内切酶：有自己的识别位点，可形成平头和粘性末端 修饰甲基化酶：保护 重组基因与DNA克隆 聚合酶链反应（PCR）技术与DNA扩增 RNA的生物合成 一、DNA指导的RNA合成（转录） 转录 单顺反子：为一条多肽链编码的mRNA称为单顺反子-真核生物 多顺反子：为多条肽链编码的mRNA称为多顺反子-原核生物 负链（有意义链）：模板链。 正链（反意义链）：编码链 RNA合成的基本特征 ①底物：NTP（ATP、GTP、CTP、UTP） ②RNA链生长方向：5’→3’ ③不需引物 ④需DNA模板 二、原核生物的转录 起始－－－延长－－－终止 E.coli RNA聚合酶（原核） E.coli RNA聚合酶全酶|由α2ββ’ σ组成 无σ亚基的酶叫核心酶，核心酶只能使已开始合成的RNA链延长，而不具备起始合成活性，加入σ亚基后，全酶才具有起始合成RNA的能力，因此，σ亚基称为起始因子。 5’ 3’聚合活性 合成起始不需引物 三、真核生物RNA聚合酶 真核生物的转录机制要复杂得多，有三种细胞核内的RNA聚合酶： RNA聚合酶I转录rRNA， RNA聚合酶II转录mRNA， RNA聚合酶III转录tRNA和其它小分子RNA。 （一）转录起始 转录起始需解决两个问题： RNA聚合酶必须准确地结合在转录模板的起始区域。 DNA双链解开，使其中的一条链作为转录的模板。 四、原核生物的转录过程 2. DNA双链解开 1. RNA聚合酶全酶(?2????)与模板结合 3. 在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物 转录起始过程 （二）转录延长 1. ?亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移； 2. 在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。 (NMP) n + NTP ?? (NMP) n+1 + PPi 5? 3? DNA 原核生物转录过程中的羽毛状现象 核糖体 RNA RNA聚合酶 （三）转录终止 指RNA聚合酶在DNA模板上停顿下来不再前进，转录产物RNA链从转录复合物上脱落下来。 分类 * * 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