DNA的生物合成 正常人體機(jī)能課件

目錄CONTANTS01DNA復(fù)制規(guī)律DNA復(fù)制復(fù)制：遺傳物質(zhì)的傳代，即以母鏈DNA為模板合成子代DNA的過程。復(fù)制母鏈DNA子代DNA復(fù)制的基本規(guī)律1、DNA的復(fù)制為半保留復(fù)制2、DNA復(fù)制為雙向復(fù)制3、DNA的復(fù)制為半不連續(xù)復(fù)制ATGCGCTAATCGTAGCCGCGATCGTAGCGCAT

GCGCTAATCGTAGCCG

CGAT

CGTAGCGCATGCGCTAATCGTAGCCGCGATCGTAGCGC半保留復(fù)制DNA的半保留復(fù)制

雙向復(fù)制原核生物基因組為環(huán)狀DNA，只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，復(fù)制時(shí)，DNA從起始點(diǎn)向兩個(gè)方向解鏈，成為雙向復(fù)制。真核生物有多條染色體，每個(gè)染色體復(fù)制時(shí)有多個(gè)起始點(diǎn)，稱多復(fù)制子復(fù)制領(lǐng)頭鏈5’5’5’5’5’3’3’3’3’3’隨從鏈解鏈方向半不連續(xù)復(fù)制DNA的半不連續(xù)復(fù)制目錄CONTANTS02DNA復(fù)制體系DNA復(fù)制的體系原料：dNTP即：dATP、dTTP、dCTP、dGTP模板：親代DNA的兩條單鏈引物：提供3’—OH末端的小分子寡核苷酸主要酶及蛋白質(zhì)

DNA復(fù)制過程中的主要酶及蛋白質(zhì)1、參與DNA解螺旋和解鏈的酶及蛋白因子（1）拓?fù)洚悩?gòu)酶：既能水解又能連接磷酸二酯鍵，使DNA超螺旋松弛，克服扭轉(zhuǎn)，即解開DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)。分類：拓?fù)洚悩?gòu)酶I（TopoI）解開DNA的超螺旋結(jié)構(gòu)，使DNA超螺旋松弛。拓?fù)洚悩?gòu)酶II（TopoII）使松弛的DNA進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)108拓?fù)洚悩?gòu)酶使DNA形成負(fù)超螺旋（2）解鏈酶：又稱解螺旋酶，使DNA雙螺旋局部的雙鏈結(jié)構(gòu)解開成單鏈。（3）單鏈結(jié)合蛋白質(zhì)（SSB）：與解開的單鏈結(jié)合，穩(wěn)定解開的DNA單鏈，使其保持模板狀態(tài)。2、引物酶DNA復(fù)制時(shí)，需要先合成一小段RNA引物，然后在引物的3’-OH端逐個(gè)加上脫氧核苷酸合成DNA鏈。引物酶作用：催化RNA引物合成的酶3、DNA聚合酶作用：在DNA模板鏈的指導(dǎo)下，以dNTP為原料，按堿基配對(duì)原則，將dNTP逐個(gè)加在寡核苷酸片段的3’—OH上，形成磷酸二酯鍵，從而使新合成的DNA鏈沿5’3’方向延長。AGTCGATCAGATCTTCAGTAGAPPPHOPPP3’dTTPdATPdGTP引物5’5’3’5’原核、真核生物的DNA聚合酶比較原核生物：DNA-polI:復(fù)制過程中校讀、修復(fù)、填補(bǔ)缺口DNA-polII:功能不清（在無polI、III時(shí)起作用）DNA-polIII:延長中新鏈核苷酸的聚合真核生物：DNA-pol：起始引發(fā)，引物酶活性DNA-pol：低保真度的復(fù)制DNA-pol

：線粒體DNA復(fù)制DNA-pol：延長子鏈的主要酶，解螺旋酶活性DNA-pol：填補(bǔ)引物空隙、切除修復(fù)、重組4、DNA連接酶催化岡崎片段之間形成3’,5’-磷酸二酯鍵，將相鄰的兩片段連接起來。POOOOHOATPADPDNA連接酶OOOOP目錄CONTANTS03DNA復(fù)制過程DNA復(fù)制過程

起始延長終止

復(fù)制的起始原核生物DNA只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)，而真核生物DNA具有多個(gè)起始點(diǎn)。復(fù)制開始時(shí)，DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶II和解鏈酶與DNA的復(fù)制起始部位結(jié)合，解開雙鏈，在復(fù)制起始點(diǎn)形成復(fù)制叉。引物酶可辨認(rèn)復(fù)制起始點(diǎn)，形成RNA引物。5’復(fù)制的延長領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制：前導(dǎo)鏈的復(fù)制是連續(xù)的，RNA引物合成后，在DNApolIII作用下，dNTP逐個(gè)聚合，子鏈不斷延長。隨從鏈不連續(xù)復(fù)制：隨從鏈的復(fù)制過程中形成多個(gè)岡崎片段，復(fù)制到一定程度后，DNApolI切除岡崎片段間RNA引物，并填補(bǔ)缺口。RNA酶OHPDNA–polIdNTPDNA連接酶ATPADP+Pi5’5’5’5’5’5’5’5’連接酶連接岡崎片段復(fù)制的終止目錄CONTANTS01DNA損傷DNA損傷DNA突變（損傷）：DNA分子中堿基序列的改變……ATCCGGGCATTA…..……TAGGCCCGTAAT…...……ATCCTGGCATTA…..……TAGGACCGTAAT…...突變引起DNA損傷的因素突變是生物界普遍存在的一種現(xiàn)象誘發(fā)因素物理因素：紫外線和電離輻射化學(xué)因素：誘變劑或致癌劑生物因素：致癌病毒自發(fā)因素

DNA復(fù)制錯(cuò)誤

不明原因的堿基損傷：堿基自身水解脫落、脫氨基等DNA損傷的類型點(diǎn)突變?nèi)笔蛔儾迦胪蛔円瓶蛲蛔冎嘏磐蛔凕c(diǎn)突變CTCHbA基因GAGCACGTGHbS基因鐮刀形紅細(xì)胞貧血的病人的Hb為HbS,正常人為HbA，基因上的改變僅為第6號(hào)氨基酸編碼的密碼子上的一個(gè)點(diǎn)突變DNA鏈上堿基的置換,可導(dǎo)致所編碼氨基酸的改變?nèi)笔Вú迦耄┩蛔儭璆CAGUACAUGUC…………GAUUACAUGUC……缺失（插入）引起的移框突變黑線：原來的密碼讀法紅線：缺失C后的密碼讀法缺失突變插入突變

紅線：原來的密碼讀法黑線：插入C后的密碼讀法缺失突變：DNA鏈上堿基的缺失，可致移框突變插入突變：DNA鏈上堿基的插入，可致移框突變移框突變：三聯(lián)體密碼的閱讀方式改變重排突變12β位于11號(hào)染色體上的Hb基因家族1212ββ22ββ由基因重排引起的兩種地中海貧血的基因型DNA分子內(nèi)發(fā)生較大片段的交換,重排突變?？梢砸疬z傳、腫瘤等疾病DNA損傷的后果突變是進(jìn)化、分化的分子基礎(chǔ)只有基因型改變的突變形成DNA的多態(tài)性致死性突變可導(dǎo)致個(gè)體、細(xì)胞的死亡突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)目錄CONTANTS010203逆轉(zhuǎn)錄的概念逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄的意義逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄又稱反轉(zhuǎn)錄，是依賴RNA的DNA合成作用，以單鏈RNA為模板，由dNTP聚合成雙鏈DNA分子。------------------------------------------------------------------------------------------------------RNA模板DNA-RNA雜化雙鏈單鏈DNA雙鏈DNA逆轉(zhuǎn)錄酶RNA酶逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄過程：

逆轉(zhuǎn)錄酶（反轉(zhuǎn)錄酶、依賴RNA的DNA聚合酶）概念：逆轉(zhuǎn)錄酶即參與催化逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的酶功能：1、DNA聚合酶活性：以RNA為模板，催化dNTP聚合成DNA。2、RNA酶活性：水解RNA-DNA雜交體上的RNA。3、DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性：以逆轉(zhuǎn)錄合成的第一條DNA單鏈為模板，以dNTP為底物，再合成第二條DNA分子。逆轉(zhuǎn)錄的意義1、擴(kuò)充了生物學(xué)的中心法則：中心法則認(rèn)為DNA兼有遺傳信息的傳代和表達(dá)功能，逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象說明至少在某些生物，RNA同樣具有遺傳信息傳代和表達(dá)功能。2、使病毒致癌理論的研究更加深入：雞肉瘤病毒（RSV）具有逆轉(zhuǎn)錄功能,可使宿主細(xì)胞