復旦大學生化DNA的生物合成課件

1、中心法則的研究過程第三篇 基因信息的傳遞遺傳信息流動方向中心法則半保留復制模式的實驗證明第十章 復制半保留復制：DNA進行復制時，雙螺旋結構解開而成為兩股單鏈，各自作為模板，用于合成新的互補鏈。子代細胞出現(xiàn)新的DNA雙鏈，其中一股單鏈是從親代完整地接受過來的，另一股單鏈是完全重新合成，且與母鏈按堿基配對原則互補。也就是說，兩個子代細胞的DNA雙鏈，都和母細胞DNA堿基序列完全一致。第一節(jié) 參與DNA復制的酶底物：脫氧三磷酸核苷聚合酶：依賴DNA的DNA聚合酶模板：解開成單鏈的DNA母鏈引物：一段寡核苷酸其它酶和蛋白質因子:起解鏈、理順雙螺旋、穩(wěn)定單鏈的作用。連接酶。DNA聚合酶催化的反應5到3

2、的聚合活性(dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1+PpiDNA聚合酶催化的反應5到3的聚合活性(dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1+Ppi核酸外切酶活性(從5或3末端把核苷酸從核酸鏈上水解下來)復制的保真性DNA復制保真性至少依賴三種規(guī)律：1.遵守嚴格的堿基配對規(guī)律。2.聚合酶在復制延長中對堿基的選擇功能。3.復制中出錯時有即時的校讀功能。解旋、解鏈酶復制應先解開DNA的超螺旋、雙螺旋結構。解旋、解鏈酶類：解鏈酶、DNA拓撲異構酶、單鏈DNA結合蛋白。解鏈酶解鏈酶是rep，它在ATP存在時解開DNA雙鏈，每解開1對堿基，需要消耗2個ATP。另一種為解旋酶II。在解鏈過程中，已解開的D

3、NA雙鏈之一，其解鏈方向與復制方向一致，稱為領頭鏈；另一鏈復制方向與解鏈方向相反，稱為隨從鏈。單鏈DNA結合蛋白單鏈結合蛋白(SSB)的作用是在復制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護這種單鏈的完整性。引物酶和引發(fā)體復制是在一段RNA引物的基礎上加進脫氧核苷酸的，催化引物合成的是一種RNA聚合酶，它不同于催化轉錄過程的RNA聚合酶，因此稱為引物酶。引物酶在模板的復制起始部位催化互補堿基的聚合，形成短片段RNA。在解鏈酶結合其它復制因子而可辨認起始點時，就可再結合引物酶，形成引發(fā)體。三種酶催化生成磷酸二酯鍵的比較第二節(jié) DNA復制過程復制的起始復制的延長復制的終止復制的起始原核生物總是從一個固定的起始點

4、開始，同時向兩個方向進行的，稱為雙向復制。真核細胞染色體比較復雜，可能有多個復制起始點，同時形成多個復制單位。復制開始后由于DNA雙鏈解開，在兩股單鏈上進行復制，在電子顯微鏡下均看到伸展成叉狀的復制現(xiàn)象，稱為復制叉。復制起始的步驟1.引物酶按堿基配對規(guī)律合成RNA引物。2.在DNA聚合酶III的作用下，靠酶的亞基辨認引物，新鏈第一個脫氧核苷酸就加到引物的3-OH末端上，形成磷酸二酯鍵。3.DNA拓撲異構酶(可能主要是II型酶的作用)，在將要打結或已打結處作切口。4.單鏈DNA結合蛋白(SSB)結合于開放的單鏈上，起穩(wěn)定和保護單鏈模板的作用。復制的不連續(xù)性DNA雙鏈的走向相反，而復制和引物合成總

5、是從5到3方向延伸的。因此領頭鏈可以順解鏈方向延長。隨從鏈復制方向與解鏈方向相反，因此必須等待模板鏈解出足夠長度，復制才能開始并延長。復制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段。復制的過程復制的終止原核生物除了有一定的復制起始點，還好一定的復制終止點。RNA酶將引物水解pol I填補空缺連接酶連接參加復制的酶第三節(jié) DNA的損傷和修復突變和遺傳的保守性突變的分子基礎突變是DNA分子上堿基的改變。自發(fā)突變是遺傳過程中“自發(fā)”發(fā)生的突變。誘變是研究核酸與遺傳時，應用一些物理或化學方法對DNA分子或整個組織細胞處理使DNA發(fā)生突變。是人工手段使DNA發(fā)生突變。突變的分類點突變：一個堿基的變異。有轉換同型堿基和顛換異型堿基缺失：一個堿基或一段核苷酸從DNA上消失插入：一個堿基或一段核苷酸插入到DNA大分子中。倒位：DNA鏈內(nèi)部遷移。誘變因素損傷的修復損傷：是復制過程中發(fā)生的DNA突變，大多數(shù)屬于自發(fā)突變。校讀：pol I監(jiān)視和糾正復制錯誤的功能。損傷修復的機制光修復切除修復重組修復SOS修復光修復紫外線照射可引起核酸鏈上相鄰的兩個胸腺嘧啶形成二聚體TT。光修復過程是通過光修復酶催化而完成的，需300600nm波長照射激活。切除修復切除修復需要特異的核酸內(nèi)切酶、pol I、DNA連接酶等參加。重組修復當DNA分子的損傷面較大時，來不及修復完善就進行復制，損傷部位因無模板指引，復制的新子鏈會出現(xiàn)缺口。