第十三章核酸的代谢.ppt

基因(gene)----生命体遗传信息的传递体，是编码生物活性产物（蛋白质或各种RNA）的DNA功能片段，其功能的体现遵循中心法则。 原核生物：每个细胞只有一个染色体. 真核生物：每个细胞含有多条染色体. 染色体以外的遗传因子：包括细菌的质粒,病毒,真核细胞的细胞器中DNA等。 DNA的体外复制：分子克隆。 遗传中心法则 “转录” DNA的双螺旋结构 第二节　DNA的生物合成与修复 一 、 DNA的复制 　 特点： 半保留复制（self-conservative replication） 复制子(Replicon)含起始、终止和方向 半不连续复制 复制的保真性 （一）半保留复制 1963年由Cairns用3H标记大肠杆菌DNA经过两代之后，用溶菌酶把细胞壁消化掉，使完整的染色体DNA释放出来，铺在一张透析膜上，用感光乳胶片感光，显影后在电子显微镜下观察。 （二） 复制子 复制子:基因组中能单独进行复制的单位。每个起始点到终止点的区域为一个复制子。 　单复制子:　一般原核生物细胞 　多复制子：真核生物细胞核DNA。 　　　　　　各复制子长度一般在200~300bp ； 　　　　　　各复制子发动复制的时间有先有后。 起始点(origin of replication, ori):原核生物DNA分子中只有一个，长度 约200bp(大肠杆菌ori C有245 bp)。真核生物有多个复制起点。 终止点( terminate of replication, ter)：D、A、C、B（23bp共有序列）Tus（terminator utilization substance）识别终止序列。 复制的方向：单向或双向 复制叉: （三）DNA的聚合反应和有关的酶 DNA复制体系 底物 dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP) 模板　单链的DNA母链 引物　寡核苷酸引物（RNA) 其他酶和蛋白质因子 　DNA聚合酶（DNA依赖的DNA的聚合酶　) 　引物酶或RNA聚合酶（引发酶） 　解螺旋酶 　DNA旋转酶（拓扑异构酶） 　单链DNA结合蛋白（原核SSB、真核RPA｝ 　DNA连接酶（ligase) 　切除引物的酶 5′至3′的聚合活性（ 5′→ 3′ ） 核酸外切酶活性 3′→5′外切酶活性（校对） 5′→3′外切酶活性 DNA聚合酶Ⅰ：多功能酶　413页 DNA聚合酶Ⅲ：10种亚基组成。以异二聚体形式存在 核心酶：α、ε和θ三种亚基组成。 β夹子：两个β－亚基构成夹子。夹住模板。 （2）复制中DNA双链的解链和拓扑变化 解链酶 领头链（先导链） rep蛋白 Dna B 随从链（滞后连） 解链酶Ⅱ DNA拓扑异构酶(解旋酶） 既能水解，又能连接磷酸二酯键 拓扑酶Ⅰ 切断DNA双链中的一股 拓扑酶Ⅱ 切断DNA双链 单链DNA结合蛋白（SSB） 维持模板处于单链状态 保护单链的完整 引物酶 RNA聚合酶 Dna G 引发体 Dna A辨认复制启始点，再结合Dna B，Dna C及其他复制因子形成复合体 DNA连接酶（ligase） 催化两段DNA（冈崎片段/切口）之间的连接 （五） DNA复制过程（起始、延伸、终止） 1.起始阶段 （1）DNA解成单链 E.coli复制起始点oric跨度为245bp，包含有三组串联重复序列和两对反向重复序列. 真核细胞染色体比较复杂，有多个复制起点，同时形成多个复制单位. 要求DNA呈负超螺旋 （2）引发体的生成(复制体) 引物酶合成RNA引物（10bp左右） 解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶（DnaG蛋白）和DNA的起始复制区域形成引发体。 DNA聚合酶Ⅲ 由其β亚单位辨认引物. 拓扑异构酶: 松弛螺旋。 2. 复制的延伸 复制延长的酶 原核生物为pol Ⅲ 真核生物为DNA 聚合酶α和δ，其中α与随从链的合成有关，δ与领头链的合成有关 复制延长的生化过程 原核 生物复制延长的速度很快， 真核生物复制有多个复制起点， 复制的半不连续性和冈崎片段 领头链连续合成，随从链则是不连续合成 复制时的延伸速度是相对恒定的。 3.复制的终止 　终止子位点停止复制，复制体解体，在DNA拓扑异构酶参与作用下，两个DNA分子分开。 原核生物复制终止及不连续片段连接 复制有终止点ter 领头链是不间断延长的.。 polⅠ 5′→ 3′外切酶活性水解引物 polⅠ聚合活性填补空隙 DNA连接酶连接缺口。 其它环状DNA分子的复制 Θ复制 D环复制（D loop replication)：线粒体DNA 端粒(telomere) 真核生物线性染色体DNA分子3’末端的一种特殊结