遗传学第二篇 章++遗传物质的分子基础.pptVIP

2. DNA复制的延伸 2-14　DNA合成模型 DNA聚合酶III把新生链的第一个核苷酸加到RNA引物的3′羟基上，按照碱基互补配对原则，开始新生链的延伸合成过程。 2-14　DNA合成模型 一般把从5′-3′方向延伸的链称为前导链。它是连续合成的。而另一条链先沿5′-3′方向合成一些片段，也叫冈崎片段（Okazaki fragment），然后由DNA连接酶连接起来，成为一条完整的链，这条链称为后随链，其合成是不连续的。 3. DNA 复制的终止 一般都具有终止区域，含有多个位点，可结合终止蛋白，从而使复制在终止区域不能离开。DNA到达终止区域后，DNA聚合酶I利用其有5′-3′端核酸外切酶的功能，将引物RNA切除，同时利用其5′-3′聚合酶的功能，以对应的DNA链为模板，合成DNA，置换切除RNA引物链区域，最后由DNA连接酶连接起来，形成一条完整的新链。 三、真核生物DNA的合成的特点 （1）DNA复制发生在细胞周期的特定时期。真核生物的DNA复制只在细胞周期的S期进行，而原核生物则在整个细胞生长过程中都可以进行DNA复制或合成。 （2）真核生物的DNA聚合酶多。有DNA聚合酶α、β、γ、δ和ε等5种。 聚合酶γ位于线粒体，其他位于核中。 对DNA合成起作用的主要是聚合酶α和δ，而聚合酶β、ε可能与DNA的修复等功能有关。 聚合酶δ 控制前导链的合成，聚合酶α则控制不连续的后随链的合成。 真核生物中DNA聚合酶在细胞内的拷贝数量众多。如真核生物的每个细胞内聚合酶α可以达到50000多个拷贝，而大肠杆菌的聚合酶III只有10～20个拷贝。 （3）原核生物DNA复制速度约为50个核苷酸／秒，复制是单起点的，而真核生物的复制的速度仅为原核生物的1／10，复制为多起点的，无终止位点或区域。真核生物的一条染色体上的DNA含量远大于原核生物整个细胞DNA的含量，而且真核生物的DNA聚合酶活性比原核生物DNA聚合酶活性低，因此要在比较短的时间内完成DNA的合成，必须有多个复制起点。真核生物中前导链的合成不像原核生物那样是连续的，而是以半连续的方式，由一个复制起点控制一个复制子的合成直到另一个复制子的起点为止，最后由连接酶将其连接成一条完整的新链。 （4）真核生物DNA复制中合成的冈崎片段比原核生物的短。原核生物中，后随链上合成的冈崎片段长度为1000～2000个核苷酸，而真核生物中的冈崎片段长度约为原核生物的十分之一，只有100～150个核苷酸。 （5） 核小体的复制 真核生物细胞的DNA同各种组蛋白复合组成染色体。染色体上的DNA是半保留复制的，而组蛋白八聚体则以全保留的方式传递给子代分子，即亲本的组蛋白八聚体在复制过程中并不解离，而新组蛋白的8个亚基则完全重新合成。而且在DNA复制过程中亲代八聚体仍与亲本链保持一定的结合，并不完全从亲本链上脱落下来，从而导致复制后所有的亲代八聚体都分布在一条子链上，而新的八聚体分布在另一条子链上。 （6）真核生物染色体端粒的复制。真核生物染色体为线状，存在端粒，保持线状染色体的稳定性。真核生物的新链DNA合成完毕后，RNA引物被切除，就没有3′端的自由羟基为DNA合成引物，5′末端的DNA就无法自动合成形成端粒。端粒的合成是在一种特殊聚合酶——端粒酶（telomerase）作用下完成的。端粒酶是一种核糖核蛋白，含有RNA分子。在RNA上存在复制端粒亚单位所需要的关键核苷酸模板，从而合成端粒或保持端粒的长度。 3名美国科学家因为“解释了端粒如何保护染色体的末端以及端粒酶如何合成端粒” 获得2009年度诺贝尔生理学或医学奖 卡萝尔·格雷德 伊丽莎白·布莱克本 杰克·绍斯塔克 四、RNA的复制 在RNA聚合酶作用下，先以自己的RNA作为模板合成一条互补的单链 单链噬菌体RNA合成示意图 第四节 RNA的转录与加工 一、三种RNA分子 1、mRNA 功能：把DNA上的遗传信息准确无误地转 录下来。 穿过核膜，将携带的遗传信息在核 糖体上翻译成蛋白质。 模板链(template strand)：可作为模板转录为RNA的那条链，该链与转录的RNA碱基互补（A-U, G-C）。在转录过程中，RNA聚合酶与模板链结合，并沿着模板链的3ˊ→5ˊ方向移动，按照5ˊ→3ˊ方向催化RNA的合成。 编码链（coding strand）：双链DNA中，不能进行转录的那条DNA链,该链的核苷酸序列与转录生成的RNA的序列一致（在RNA中是以U取代了DNA中的T）。 (2) tRNA 功能：蛋白质合成原料的运载者，根据mRNA的遗传密码，依次准确地将携带的氨基酸连成多肽。 图 tRNA的三维结构 图2-15　tR