核酸的生物合成知识介绍.ppt

第十章 核酸的生物合成; 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。; ;第一节 DNA的生物合成;一、DNA的半保留复制 （Semi-Conservation Replication） ;DNA的半保留复制的生物学意义：;（二） 复制起点、方向和方式;2、复制方向及方式;（三）与DNA复制有关的酶和蛋白质;复制体：在DNA合成的生长点（既复制叉上）分布着许多与复制有关的酶和辅助因子，它们在DNA的模板链形成离散的复合物，彼此配合进行高度精确的复制。;1、 DNA聚合酶;Date; 在大肠杆菌中发现主要有三种DNA聚合酶，分别为： DNA聚合酶Ⅰ DNA聚合酶Ⅱ DNA聚合酶Ⅲ ; DNA聚合酶Ⅰ DNA聚合酶Ⅱ DNA聚合酶Ⅲ 亚基数目 1（单体酶） 1（单体酶） 多亚基酶 5’→3’聚合活性 + 中 + 很低 + 很高 3‘→5’外切活性 + + + 5‘→3’外切活性 + _ _;DNA聚合酶Ⅲ;;3′;5’→ 3’外切酶活性 ; DNA聚合酶Ⅰ DNA聚合酶Ⅱ DNA聚合酶Ⅲ ;拓扑异构酶?：使DNA一条链发生断裂和再连接。作用是松解负超螺旋，反应不需要能量。主要集中在活性转录区，同转录有关。;3、解螺旋酶 （解链酶）：通过水解ATP将DNA两条链打开。E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶，还有解螺旋酶I、II、III。每解开一对碱基需要水解2个ATP分子。 ;5、引发酶及引发体; DNA中一条链有切口，切口一端是3′-OH，另一端是5′-磷酸基，连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键，使切口连接。不能将两条游离的DNA单链连接起来。;连接酶的反应机制： 酶 + NAD+(ATP) 酶-AMP + 烟酰胺单核苷酸（PPi） 酶-AMP + P-5‘-DNA 酶 + AMP-P-5’-DNA DNA-3’-OH + AMP-P-5’-DNA DNA-3’-O-P-5’-DNA+AMP DNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用作用 ;;拓扑异构酶;???扑异构酶;拓扑异构酶;拓扑异构酶;拓扑异构酶;(四)? DNA的半不连续复制; 1、冈崎片段的发现（1968）： 同位素实验，3HdT? 短时间内为DNA小片段?一段时间后?检测到 DNA大片段。当用DNA连接酶的变异株时，检测到大量DNA片段的积累—— 证明DNA复制中有小片段合成。 由于U替代dT，被尿嘧啶-DNA-糖苷酶切除。测定DNA小片段，远远大于合成DNA的一半。 在缺少尿嘧啶-N-糖基酶的突变植株中，检测到一半3H标记出现在小片段（冈崎片段）中。 ;领头链—在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向一致并连续合成的链（前导链）。 随后链—在DNA复制时，合成方向与复制叉移动的方向相反，形成许多不连续的片段，最后再连成一条完整的DNA链（滞后链）。这些不连续的片断，称为冈崎片断。每个冈崎片段的合成也都需要引物。 冈崎片段：真核生物中100-200个核苷酸（核小体的DNA单位）。原核生物中1000-2000个核苷酸。 半不连续复制—在DNA复制时，领头链是连续合成的,而随后链的合成是不连续的，这种复制方式称为半不连续复制。 ;3‘;冈崎片段合成后由DNA聚合酶Ⅰ切除RNA引物并催化合成一段DNA填补留下的空隙。 再由DNA连接酶把他们连成一条完整的子代链，称为滞后链。;(五)?E.coli.染色体DNA复制过程 ;解链;大肠杆菌复制的起点由245个bp构成，其序列 很保守，有两组短的重复： 3个13 bp的序列和4个9 bp的序列;20个DnaA结合在四组9bp重复区，形成起始复合物，DNA环绕此复合物。 三组13bp重复区依次变性，产生开放型复合物。 DnaB（解螺旋酶）在DnaC协助下与开放复合物结合，进一步解链。 解链时带来的扭曲张力还需DNA