10核酸合成2006.10生物技术班 生物化学　教学课件.pptVIP

* DNA RNA 生物遗传信息传递的化学本质，在分子水平看就是： 复制本质：遗传信息全部传递 给子代DNA分子。随分裂DNA 进入子细胞，通过表达的蛋白 质控制细胞生长发育过程。 蛋白质 转 录 翻 译 蛋白质是生命活动 的体现者，不同时 期DNA表达不同蛋 白质从而控制整个 生命活动过程。 第十章 核酸的生物合成 DNA复制的化学本质 和机制如何？ 复制 第一节 DNA生物合成的一般规律 一、半保留复制及证据 二、复制子、复制起点和方向 三、DNA半不连续复制 第二节 原核DNA复制 第三节 细胞DNA复制过程 一、DNA复制的起始 二、DNA复制的延长 三、DNA合成终止过程 一、DNA聚合酶的性质和结构 二、E.coli DNA复制体及相关蛋白 第一节 DNA生物合成的一般规律 DNA复制：以亲代DNA分子为模板指导合成相同的子代DNA分子的过程。 半保留复制：亲代DNA双链解开成单链，分别作为模板指导合成互补的DNA子链，子链与模板链构成子代DNA。在子代DNA中一条链来自于亲代DNA，另一条链是新合成的。DNA 的这种复制方式称为半保留复制。 一、半保留复制及证据 A T G C C G T A C G G C T A C G G C A T G C C G A T G C C G T A C G G C 模板 模板 亲代DNA 子代DNA 子代DNA DNA在半保留复制中，遵循了碱 基互补规律或者说在碱基互补原 则指导下进行，保证了子代DNA 与亲代DNA的相似性，加之细胞 分裂时染色体是均等分配的，这 样就决定了生物子代与亲代的相 似性-即生物的遗传性。 用15N-NH4Cl为唯一碳源连续培养多代 15N/ 15N重DNA 用含14N培养基培养1代后 14N/ 15N杂合DNA 用含14N培养基培养2代后 14N/ 14N轻DNA 提取DNA进行密度梯度离心 14N/ 15N杂合DNA 亲代DNA 子1代DNA 子2代DNA 15N/ 15N重DNA Meselson Stahl半保留复制实验(1958) 14N/ 15N杂合DNA 14N/ 15N杂合DNA 14N/ 14N轻DNA 二、复制子、复制起点和方向 基因组中凡是能够进行独立复制的单位称为复制子(replicon)。 DNA复制是从固定的起点开始，一旦复制从起点(origin)开始，将随即延伸，直至到达复制终点(terminus)，进而完成整个复制。原核细胞基因、质粒、许多噬菌体与病毒以及真核细胞器(线粒体、叶绿体)DNA复制子一般为单个。真核染色体DNA一般都含多个复制子(multirelicon)，每一个复制子都有自己的复制起点和复制终点。 复制起点 复制起始有关蛋白作用下复制起点部分双螺旋双链解开，分别作模板指导新链合成。 DNA边解链边复制，复制点呈分叉状，分叉点称为复制叉。解链部分称为复制泡(replicatic lop)。 复制起点 复制起点 复制叉会合处复制终点 复制子 每个复制泡的两个复制叉向相反方向移动，双链不断解开，复制不断向两侧推进。新合成的子代链与亲本链互补，并形成双螺旋结构的子代DNA。 三、DNA半不连续复制 在同一个复制子内DNA复制一半是连续复制的，一半不连续复制 在复制子内从5?→3?端连续合成的DNA，并与复制叉前进方向一致，这条新的连续合成的链称为前导链。每个前导链的5?端均有一个引物(RNA)。 在复制子内从5?→3?端先合成冈崎片段(Okazaki fragment，1000~2000nt)，再连接成完整的子链DNA，此链称为滞后链(后随链)。每个冈崎片段的5?端均有一个引物(RNA)。 5′ 3′ 3′ 5′ 3′ 5′ 冈崎片段 3′ 5′ 3′ 5′ 复制叉移动方向 模板链 模板链 前导链 解 旋 酶 拓扑异构酶 第二节 原核生物DNA复制 (dNMP) n + dNTP → （dNMP)n+1 + PPi 一、DNA聚合酶的性质和组成特点 原料：dATP、dGTP、dCTP、dTTP(底物)， 模板：DNA； 按照碱基配对原则，将相应dNMP添加到DNA子链的3?-羟基形成3?-磷酸酯键，以此方式不断延长子链DNA。 RNA引物：聚合反应必须有引物存在。 1.DNA聚合酶催化反应的要点： DNA聚合酶5??3?聚合功能： 引物RNA 5? 3? 5? 3? 5? 3? A G T C O O O p O 3? A G T C O O O O 5? p p p p p p p 模板DNA A U C O O O 5? p p p O p p p ~ ~ A OH p p ~ ~ OH G O p OH p p ~ ~ T O p OH DNA聚合酶在引物3?-