生物化學(xué)與分子生物學(xué)：第八章 DNA生物合成

DNA生物合成第九章大綱要求：

DNA的半保留復(fù)制及復(fù)制的酶

DNA復(fù)制的基本過(guò)程逆轉(zhuǎn)錄的概念、逆轉(zhuǎn)錄酶、逆轉(zhuǎn)錄的過(guò)程、逆轉(zhuǎn)錄的意義

DNA的損傷（突變）及修復(fù)

（一）DNA復(fù)制1.[半保留復(fù)制]：概念:復(fù)制時(shí)雙鏈解開(kāi)分別作為模板新合成2條DNA，一條來(lái)自親代，一條新合成。親代DNA復(fù)制子代DNA2001A-29．若將1個(gè)完全被放射性標(biāo)記的DNA分子放于無(wú)放射性標(biāo)記的環(huán)境中復(fù)制三代后，所產(chǎn)生的全部DNA分子中，無(wú)放射性標(biāo)記的DNA分子有幾個(gè)?A．1個(gè)B．2個(gè)C．4個(gè)D．6個(gè)解析：第二代DNA分子經(jīng)復(fù)制產(chǎn)生8個(gè)DNA分子，只有2個(gè)DNA分子各帶母代DNA的各一條鏈，其余6個(gè)為無(wú)放射標(biāo)記。解題公式：2的N次方-2。2．[雙向復(fù)制]：復(fù)制時(shí)DNA從起始點(diǎn)向兩個(gè)方向解鏈，形成兩個(gè)延伸相反的復(fù)制叉。復(fù)制時(shí)雙鏈打開(kāi)形成的字形的結(jié)構(gòu)稱(chēng)復(fù)制叉。兩個(gè)相鄰起始點(diǎn)之間的距離為一個(gè)復(fù)制子(replicon)。下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述錯(cuò)誤的是？AA、DNA聚合酶從游離核苷酸開(kāi)始直接合成DNAB、復(fù)制時(shí)DNA形成兩個(gè)延伸相反的復(fù)制叉C、新鏈的延長(zhǎng)只可沿5→3

方向進(jìn)行D、合成DNA的原料是dNTP答案：A解析：DNA合成必須有引物（類(lèi)似糖原合成）3．[半不連續(xù)復(fù)制]：概念—領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制隨從鏈不連續(xù)復(fù)制

順著解鏈方向生成的子鏈復(fù)制連續(xù)進(jìn)行，稱(chēng)領(lǐng)頭鏈鏈復(fù)制方向與解鏈方向相反，不能連續(xù)延長(zhǎng)，稱(chēng)為隨從鏈復(fù)制中的不連續(xù)片段稱(chēng)為岡崎片段2006A-30、岡崎片段是指A.復(fù)制起始時(shí)，RNA聚合酶合成的片段B.兩個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)之間的DNA片段C．DNA半不連續(xù)復(fù)制時(shí)出現(xiàn)的DNA片段

D.DNA連續(xù)復(fù)制時(shí)出現(xiàn)的DNA片段E．E.coli復(fù)制起始點(diǎn)oriC的跨度為245bp片段解析：領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制是DNA復(fù)制的半不連續(xù)性。隨從鏈上不連續(xù)的片段稱(chēng)為岡崎片段。DNA復(fù)制酶學(xué)①DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶—解開(kāi)超螺旋

拓?fù)洚悩?gòu)酶作用特點(diǎn)：既水解又連接磷酸二酯鍵

局部解鏈Ⅰ切斷DNA一股鏈。反應(yīng)不需ATP。Ⅱ切斷DNA兩股鏈，利用ATP供能。2005X-133．拓?fù)洚悩?gòu)酶對(duì)DNA分子的作用有ABDA、解開(kāi)DNA超螺旋

B．切斷單鏈DNAC、結(jié)合單鏈DNAD．連接磷酸二酯鍵解析：拓?fù)洚悩?gòu)酶作用①DNA復(fù)制過(guò)程中雙螺旋沿軸旋繞，造成DNA分子打結(jié)。拓?fù)洚悩?gòu)酶可解開(kāi)超螺旋，改變分子拓?fù)錁?gòu)象（A）。②切斷DNA雙鏈中的一股使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)，不致打結(jié)(B)。適時(shí)拓?fù)涿高B接磷酸二酯健，封閉切口。結(jié)合單鏈DNA的是單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB)。②解螺旋酶（又稱(chēng)解鏈酶或rep蛋白）利用ATP供能，作用于氫鍵，使DNA雙鏈解開(kāi)成為兩條單鏈DnaB解鏈方向③單鏈DNA結(jié)合蛋白(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)作用：復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護(hù)單鏈完整

④引物酶(primase)

依賴(lài)DNA的RNA聚合酶催化游離NTP聚合dnaG基因產(chǎn)物:DnaG催化引物生成引物（primer）：引物酶催化合成短鏈RNA特殊的RNA聚合酶2005A-32．RNA引物在DNA復(fù)制過(guò)程中的作用是A．提供起始模板B．激活引物酶C．提供復(fù)制所需的5′磷酸D、提供復(fù)制所需的3′羥基解析：因DNA聚合酶沒(méi)有有聚合dNTP的能力，引物酶先利用游離NTP，形成一段RNA引物，提供3'-OH末端(答案為D)。⑤DNA連接酶：連接3

-OH和5

-P末端，生成磷酸二酯鍵。功能是接合缺口：1、不連續(xù)合成；2、DNA修復(fù)、重組及剪接

HOATPAMPDNA連接酶基因工程重要工具酶復(fù)制過(guò)程中具有催化3’，5’磷酸二酯鍵生成的酶有A．引物酶B．DNA聚合酶C．拓?fù)洚悩?gòu)酶D．DNA連接酶答案：ABCDDNA復(fù)制過(guò)程1、復(fù)制起始：①解鏈：拓?fù)洚悩?gòu)酶:松弛超螺旋解螺旋酶:解開(kāi)SSB:穩(wěn)定②引物：引物酶合成短鏈RNA原來(lái)（原核）CBA（DnaC、B、A）夠（DnaG、拓?fù)洚悩?gòu)酶）傻逼（SSB）①A是字母表的開(kāi)頭，是起始點(diǎn)；②B掰開(kāi)→解螺旋酶；③G（gou）勾引→引物酶；2008A-35．下列復(fù)制起始相關(guān)蛋白質(zhì)中，具有合成RNA引物作用的是A．DnaAB．DnaBC．DnaCD．DnaG答案：DA、DnaA蛋白B、DnaB蛋白C、DnaC蛋白D、DnaG蛋白2009B-131、具有辨認(rèn)復(fù)制起始點(diǎn)功能的蛋白是A2009B-132、具有解螺旋酶活性的蛋白是BA、DnaB蛋白B、SSBC、DnaC蛋白D、DnaG蛋白具有解開(kāi)DNA雙鏈作用的蛋白是

A具有穩(wěn)定已解開(kāi)單鏈作用的蛋白是B解析：DnaB蛋白即解螺旋酶。SSB單鏈結(jié)合蛋白。2006X-135．參與DNA復(fù)制起始的有A．Dna蛋白

B．SSBC．解螺旋酶

D．RNA酶答案：ABC解析：RNA酶參與的是復(fù)制終止，而不是復(fù)制起始。Okazakifragment：岡崎片段

SSB：?jiǎn)捂溄Y(jié)合蛋白

Helicase：解螺旋酶DnaBrep蛋白

Polymerase：聚合酶

Primase：引物酶DnaG

Ligase：DNA連接酶

2、復(fù)制延長(zhǎng)在DNA-polIII催化下dNTP以dNMP形式加入，生成磷酸二酯鍵。原核生物DNA聚合酶如何記憶？I主任：監(jiān)督-糾錯(cuò)、安排-填空、更改-切除

II二線：值班突發(fā)情況：應(yīng)急III住院醫(yī)：真正干活

polIpolIIpolIII53聚合酶活性+++

5外切酶活性++++－－53外切酶活性校讀、修復(fù)合成、切除引物填補(bǔ)空隙應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)催化DNA聚合核酸外切酶活性3

5

外切酶活性：辨認(rèn)錯(cuò)配堿基并水解。

5

3

外切酶活性：切除引物和突變DNA片段。功能：校讀，去除RNA引物，填補(bǔ)空隙，參與DNA損傷修復(fù)。DNA-polⅠ5→3切除引物、突變片段3→5切除錯(cuò)配堿基對(duì)A．DNA聚合酶I

B．DNA聚合酶ⅢC．二者都是D．二者都不是

2001B-123．具有3’－5’外切酶及5’－3’外切酶活性的是

A

2001B-124．在DNA復(fù)制中鏈延長(zhǎng)上起重要作用的B

2009X-158、下列有關(guān)DNA聚合酶III的敘述正確的有：ABCA、在復(fù)制延長(zhǎng)中起主要催化作用的酶B、5'-3'聚合酶活性C、3'-5'外切酶活性D、5'-3'外切酶活性小片段5核酸外切酶活性大片段/Klenow片段

DNA聚合酶活性

5核酸外切酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNA-polⅠRNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶無(wú)

5外切酶活性，無(wú)校對(duì)功能，錯(cuò)誤率高Klenow片段是哪種DNA聚合酶的水解片段？A、DNA-polIB、DNA-polIIC、DNA-polIIID、DNA-polα答案：A解析：木瓜蛋白酶將DNA-polI水解成小片段和大片段，大片段即Klenow片段。真核生物DNA聚合酶DNA-polα引物酶α引導(dǎo)"A=G"DNA-polβ低保真度復(fù)制β-保

DNA-polγ線粒體γ-射線DNA-polδ主要催化作用解螺旋酶δ類(lèi)似豆芽，要解放（解螺旋酶）才能生長(zhǎng)；DNA-polε校對(duì)、修復(fù)和填補(bǔ)空隙ε兩個(gè)缺口需修復(fù)填補(bǔ)空隙所有的真核生物聚合酶都具有5'-3'外切酶活性。2007A-166真核細(xì)胞中主要的復(fù)制酶是A、DNA-polαB、DNA-polβC、DNA-polγD、DNA-polδ答案：D真核細(xì)胞中參與校對(duì)、修復(fù)和填補(bǔ)空隙酶是A、DNA-polαB、DNA-polγC、DNA-polδD、DNA-polε答案：D解析：ε本身有兩個(gè)缺口，當(dāng)然要修復(fù)填補(bǔ)空隙。3、復(fù)制終止原核環(huán)狀DNA：雙向復(fù)制在復(fù)制終止點(diǎn)匯合oriter真核DNA復(fù)制終止：1、岡崎片段連接2、端粒的合成去除RNA引物：RNA酶?填補(bǔ)空隙：DNA聚合酶I復(fù)制中岡崎片段的連接：連接酶5

5

5

RNA酶OHP5

DNA-polⅠ5

5

PATPADP+Pi5

5

DNA連接酶2003X-134、DNA復(fù)制過(guò)程中參與岡崎片段之間連接的酶有A、RNA酶B、DNA－polⅢ

C、DnaA蛋白

D、連接酶答案：AD解析：岡崎片段處理:①RNA酶水解:去掉RNA引物并換成DNA，把DNA片段連接完整。RNA水解由RNA酶成;②RNA水解后留下空隙由DNA-polⅠ填補(bǔ);③DNA連接酶連接缺口。岡崎片段的處理所需酶為RNA酶、DNA-polⅠ、DNA連接酶。真核生物端粒：

端粒（telomere）是指真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)部分，通常膨大成粒狀。功能：維持染色體穩(wěn)定性維持DNA復(fù)制完整性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：?由末端DNA序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成。?末端DNA序列是多次重復(fù)的富含G、T堿基的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG…端粒酶(telomerase)

線性DNA復(fù)制完成后，末端由于引物RNA水解可能出現(xiàn)縮短。需要在端粒酶的催化下，進(jìn)行延長(zhǎng)反應(yīng)。端粒酶（RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體）以RNA為模板通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程對(duì)末端DNA鏈進(jìn)行延長(zhǎng)。端粒酶—特殊逆轉(zhuǎn)錄酶①端粒酶RNA：提供DNA模板②端粒酶協(xié)同蛋白③端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶-蛋白質(zhì)老化與端粒酶活性下降有關(guān)；腫瘤的發(fā)生與端粒酶活性有關(guān)；A．核酶(ribozyme)

B．端粒酶C．二者都是D．二者都不是

2000B-123．一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的酶是B

2000B-124．屬于一種特殊的反轉(zhuǎn)錄酶的是

B解析：端粒酶是一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的酶。復(fù)制終止時(shí)DNA末端可縮短，通過(guò)端粒不依賴(lài)模板的復(fù)制可補(bǔ)償。端粒酶以其自身攜帶的RNA為模板合成互補(bǔ)鏈，故端粒酶可看作一種特殊的逆轉(zhuǎn)錄酶（反轉(zhuǎn)錄酶）。

2004X-135.下列選項(xiàng)中含有RNA的酶有A.核酶B.端粒酶C.逆轉(zhuǎn)錄酶D.RNase答案：AB解析：含有RNA催化劑-核酶、端粒酶、snRNP。

原核和真核生物復(fù)制區(qū)別：原核真核起始點(diǎn)一個(gè)多個(gè)引物長(zhǎng)度長(zhǎng)短岡崎片段長(zhǎng)短延長(zhǎng)速度快慢終止端粒2000A-29．下列關(guān)于真核生物DNA復(fù)制特點(diǎn)描述錯(cuò)誤的是E

A．RNA引物較小B．岡崎片段較短

C．片段連接時(shí)由ATP供給能量

D．在復(fù)制單位中，DNA鏈的延長(zhǎng)短度較慢

E．僅有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)解析：真核生物的DNA合成有許多特點(diǎn)。如RNA引物和岡崎片段的長(zhǎng)度小于原核生物。復(fù)制速度慢、僅為原核生物的1／10。

2011X-160.下列真核生物與原核生物復(fù)制特點(diǎn)的比較中正確的有ABDA.真核生物的復(fù)制可能需要端粒酶參與B.真核生物的岡崎片段短于原核生物

C.真核生物的復(fù)制起始點(diǎn)少于原核生物D.真核生物DNA聚合酶的催化速率低于原核生物逆轉(zhuǎn)錄：逆轉(zhuǎn)錄酶催化下以RNA為模板合成DNA的過(guò)程。

（三）逆轉(zhuǎn)錄病毒和逆轉(zhuǎn)錄酶

RNA模板逆轉(zhuǎn)錄酶雙鏈DNA2001A-31、下列有關(guān)反轉(zhuǎn)錄酶的敘述錯(cuò)誤的是:C

A．反轉(zhuǎn)錄酶以mRNA為模板，催化合成cDNAB．催化的DNA合成反應(yīng)也是5'－3'合成方向

C．在催化DNA合成開(kāi)始進(jìn)行時(shí)不需要有引物

D．具有RNase活性

E．反轉(zhuǎn)錄酶無(wú)3'－5'核酸外切酶活性，無(wú)校對(duì)功能解析：DNA的合成方向是５'→3'，在催化DNA合成開(kāi)始時(shí)需要有引物，逆轉(zhuǎn)錄酶特點(diǎn)：RNA指導(dǎo)DNA聚合活性RNaseH活性DNA指導(dǎo)DNA聚合活性RNA模板逆轉(zhuǎn)錄酶DNA-RNA雜化雙鏈RNA酶單鏈DNA逆轉(zhuǎn)錄酶雙鏈DNA下列對(duì)于逆轉(zhuǎn)錄酶的敘述中正確的是：A、屬于依賴(lài)RNA的DNA聚合酶B、具有RNA酶活性C、具有RNA聚合酶活性D、催化以dNTP為原料合成雙鏈DNA答案：ABD解析:逆轉(zhuǎn)錄酶的三個(gè)活性是重點(diǎn)。分子生物學(xué)研究可應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄酶，作為獲取基因工程目的基因的重要方法之一，此法稱(chēng)為cDNA法。

以mRNA為模板，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄合成的與mRNA堿基序列互補(bǔ)的DNA鏈。cDNA(complementaryDNA)逆轉(zhuǎn)錄酶

AAAA

TTTTAAAASI核酸酶DNA聚合酶Ⅰ堿水解

TTTT2012X-159.逆轉(zhuǎn)錄酶的生物學(xué)意義有：ABDA.補(bǔ)充了中心法則B.進(jìn)行基因操作制備cDNAC.細(xì)菌DNA復(fù)制所必需的酶D.加深了對(duì)RNA病毒致癌致病的認(rèn)識(shí)（四）DNA損傷與修復(fù)[因素]：物理化學(xué)因素?fù)p傷DNA（1）紫外線:DNA鏈上相鄰嘧啶堿基發(fā)生共價(jià)結(jié)合生成嘧啶二聚體（2）化學(xué)誘變劑[突變]：錯(cuò)配、缺失、插入、重組嘧啶二聚體1997A-31、紫外線對(duì)DNA的損傷主要是：EA.引起堿基置換B.導(dǎo)致堿基缺失C.發(fā)生堿基插入D.使磷酸二酯鍵斷裂E.形成嘧啶二聚物突變DNA分子改變類(lèi)型：

（1）錯(cuò)配：DNA分子堿基錯(cuò)配稱(chēng)點(diǎn)突變—鐮刀紅細(xì)胞貧血

N-val

·

his

·

leu

·

thr

·

pro·

glu

·

glu

·

·

·

·

·

·

C肽鏈CTCGAG基因N-val

·

his

·

leu

·

thr

·

pro·

val

·

glu

·

·

·

·

·

·

C肽鏈CACGTG基因鐮形紅細(xì)胞貧血病人Hb(HbS)β亞基2010A-34．鐮刀型紅細(xì)胞貧血的基因突變?cè)蚴牵篋A．DNA重排B．堿基缺失C．堿基插入D．堿基錯(cuò)配解析：回憶一陣兇險(xiǎn)的風(fēng)把谷子吹斜了。（2）缺失、插入—框移突變

谷酪蛋絲5’……GCA

GUA

CAU

GUC……丙纈組纈正常5’……GAG

UAC

AUG

UC……缺失C缺失：一個(gè)堿基或一段消失插入：一個(gè)堿基或一段插入缺失或插入都可導(dǎo)致框移突變A．氨基酸置換B．讀碼框移C．二者均有D．二者均無(wú)

2002B-125．點(diǎn)突變(堿基錯(cuò)配)可導(dǎo)致

A2002B-126．缺失或插入突變可導(dǎo)致

B解析：DNA分子上堿基的缺失或插入，可導(dǎo)致三聯(lián)體密碼子閱讀方式的改變（即讀碼框移），造成蛋白質(zhì)氨基酸排列順序的改變，其后果是翻譯出來(lái)的蛋白質(zhì)可能完全不同。（3）重排DNA分子內(nèi)較大片段的交換，稱(chēng)為重組或重排。地中海貧血2003A-27、下列不屬于DNA分子結(jié)構(gòu)改變的是CA、點(diǎn)突變B、DNA重排C、DNA甲基