an-第十四章 dna的生物合成.ppt

第三篇遗传信息的传递 基因（gene） 能够编码蛋白质或RNA等具有特定功能产物的、负载遗传信息的基本单位，通常是DNA，也可能是RNA。 基因组（genome） 指一个生物体内所有遗传信息的总和，从分子意义上说，是指全部DNA序列。 中心法则（the central dogma） 遗传信息从DNA到蛋白质的传递规律 复制（replication）：以DNA为模板合成DNA 转录（transcription）：以DNA为模板合成RNA 翻译（translation）：以mRNA为模板合成蛋白 基因表达 生物体内的遗传信息传递遵循中心法则 DNA以半保留复制的方式将亲代细胞的遗传物质高度忠实地传递给子代。 以DNA为模板转录生成的mRNA作为信使，其核苷酸序列构成的密码子在合成蛋白质时被翻译为肽链中氨基酸的排列顺序。 细胞内所有蛋白质一级结构的信息全部来源于DNA序列。 主要内容 DNA的生物合成 —— 复制 DNA的损伤和修复 RNA的生物合成 —— 转录 蛋白质的生物合成 —— 翻译 基因表达调控 真核基因与基因组 DNA重组与重组DNA技术——基因工程 癌基因、肿瘤抑制基因与生长因子 细胞信号转导 第十四章DNA的生物合成（复制） DNA Biosynthesis（ Replication） 复制(replication)：指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。 本章主要内容 复制的基本特征 DNA复制的酶学和拓扑学变化 复制的过程 原核生物DNA复制的过程 真核生物DNA复制的过程 逆转录和其他复制方式 第一节DNA复制的基本特征 Basic Rules of DNA Replication DNA复制的特征 半保留复制 （semi-conservative replication） 双向复制 （bidirectional replication） 半不连续复制 （semi-discontinuous replication） 高保真性（highly fidelity） 方向性 一、半保留复制 半保留复制 复制时，亲代的双链DNA解开成两条单链，然后各自作为模板指导合成新的互补链。所形成的两个子代DNA分子与亲代DNA分子碱基顺序完全相同——复制。每个子代DNA分子中的一条链来自亲代，另一条链为新合成的——半保留。 半保留复制的意义 按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。 遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的。 复制叉 复制时双链打开，分开成两股，新链沿着张开的模板生成，复制中形成的这种Y字形的结构称为复制叉。 二、双向复制 DNA复制起始于起始点，局部DNA解链形成复制泡，其两侧形成两个对称的复制叉，并不断向DNA分子两端延伸，且方向相反。 复制时，DNA从起始点向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。 原核生物 基因组是环状DNA 只有一个复制起始点 在原核生物双向复制中，DNA被描述为眼睛状。为说明方便而做的图为?形 真核生物： 染色体DNA有多个复制起始点 两个起始点之间的DNA片段称为复制子(replicon) 复制子是独立完成复制的功能单位 三、5?→3?方向性 DNA聚合酶只能催化3?→5?磷酸二酯键的生成，既5?-P与3?-OH生成磷酸二酯键，因此DNA新链的生成只能沿5?→3?方向进行。 四、复制的半不连续性 顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为前导链（领头链）。 另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为后随链（随从链）。复制中的不连续片段称为冈崎片段(Okazaki fragment)。 领头链连续复制而后随链不连续复制，就是复制的半不连续性。 冈崎片段 1968年日本生化学者冈崎用电镜及放射自显影技术，观察到DNA复制中出现一些不连续的片段，将这些不连续的片段称为冈崎片段。 原核生物: 1000~2000个核苷酸 真核生物: 100~200个核苷酸 五、高保真性 DNA复制的精确度极高，在细菌中其误差只有10-8～10-10左右。 第二节 DNA复制的酶学和拓扑学变化 The Enzymology and Topology of DNA Replication 复制的化学反应 参与DNA复制的物质 底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP 模板(template) : 解开成单链的DNA母链 聚合酶(polymerase): 依赖DNA的DNA聚合酶，简写为DNA-pol或DDDP 引物(primer): 提供3?-OH