【文档说明】10DNA的生物合成复制药学课件.ppt，共(62)页，1.011 MB，由小橙橙上传

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第三篇基因信息的传递生化教研室复制（replication）以亲代DNA为模板合成子代DNA，将遗传信息准确地传递给子代的过程。转录（transcription）以DNA为模板，合成与DNA某段碱基序列互补的RNA，将遗传信息传递给RNA的过程。翻译（tr

anslation）以mRNA为模板指导蛋白质生物合成的过程。p1931958，Crick，中心法则(centraldogma)p193逆转录(reversetranscription)以RNA为模板指导DNA合成的过程。

1970，Temin,Baltimorep193p194➢DNA的生物合成——复制➢RNA的生物合成——转录➢蛋白质的生物合成——翻译➢基因表达调控与基因工程（自学）本篇主要内容第十章DNA的生物合成——

复制◆DNA复制的基本规律◆DNA复制的有关酶和蛋白质◆DNA复制的过程◆DNA的损伤和修复◆逆转录过程p195第一节DNA复制的基本规律➢半保留复制➢半不连续复制➢有特定的起始位点➢有方向性5’→3’p195一、DNA复制是半

保留复制复制时，DNA双螺旋解开分为两条单链（亲代链），每条单链各自作为模板，按照碱基配对规律合成新的互补链（子代链），两个子代DNA与亲代DNA的核苷酸顺序完全相同，每个子代DNA双链中，一条链来自亲代DNA，另一条是新合成的，这种

复制方式叫半保留复制(semi-conservativereplication)。p1953’5’复制叉（replicationfork)二、DNA复制是半不连续的p196复制方向与解链方向相反的子链，是不连续合成的，称随从链(lagging

strand)顺着解链方向生成的子链，是连续合成的，称前导链(leadingstrand)（semidiscontinuousreplication)复制叉仅向一个方向解链子链DNA合成方向5’→3’半不连续复制p19

63535解链方向在复制过程中，随从链中先合成的较短的DNA片段称为“冈崎片段”p196复制起点(origin,ori)是指DNA复制时特定的起始部位，通常有特定的核苷酸序列原核生物一个ori；真核生物多个ori通常DNA复制是

双向复制三、DNA复制有特定的复制起点p197oriterABCorip1975’3’oriorioriori5’3’5’5’3’3’5’5’3’复制子3’复制叉相遇汇合复制子复制子p197四、DNA复制有方向性5’→3’DNA复制时只能以核苷酸链的3’-OH与dNTP的5’-磷

酸生成磷酸二酯键DNA新链的合成具有方向性，5’→3’p197第二节DNA复制的有关酶和蛋白质DNA复制的基本反应：以四种dNTP为原料，DNA聚合酶催化的酶促反应，需要多种酶和蛋白质p197DNA复制需要模板和底物模板(templat

e)----解开的2条DNA单链原料----dNTP(dATP、dTTP、dCTP、dGTP）p197(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi5→3的聚合DNA聚合的特点：高效率：细菌500个dNMP/s，哺乳动物50个dNMP/s高

保真：自发突变率10-10p198一、DNA聚合酶是DNA复制的主要酶DNA指导的DNA聚合酶（DNAdirectedDNApolymerase,DDDP）简称DNA聚合酶（DNApolymerase,DNA-pol）p1985→3的聚合DNA

聚合酶的共性：--以dNTP为底物--以单链DNA为模板的5’→3’聚合酶活性--需要引物p1983’，5’-磷酸二酯键的形成p198（一）原核生物的DNA聚合酶分为三型E.Coli，DNA聚合酶I、II、III以损伤的DNA为模板，参与应急修复

是DNA复制的主要酶去除引物、填补空隙、修复合成催化核苷酸聚合校对作用切除引物及修正p198DNA聚合酶IDNA聚合酶IIIp198（二）真核生物的DNA聚合酶主要有五种p199二、引物酶是一种特殊的RNA聚合酶，用

于引物的合成引物酶(primase)催化以起始部位DNA为模板，合成短片段RNA作为引物(primer)，为DNA合成提供3’-OH末端。复制完成后引物被水解。DNA聚合酶不能催化2个游离的脱氧核苷酸聚合p1991、解链酶(helicase)*使DNA互补双链分离*每解开一个碱基对，消耗2个

ATP*可沿模板随复制方向的伸展而移动三、多种参与DNA解旋、解链的酶与蛋白质p1972、拓扑异构酶（topoisomerase)*能解开DNA超螺旋*有内切酶和连接酶功能Topo：不需ATP，切开DNA双链中的一股，断端旋转松弛超螺旋，再封闭切口。

Topo：利用ATP时，可同时断开DNA双链，松弛DNA，再封闭切口。p199解链过程中正超螺旋的形成3、单链DNA结合蛋白(singlestrandDNAbindingprotein,SSB)与解开的单链结合以稳定单链：----防止DNA重新形成双螺旋--

--防止复制中单链模板被核酸酶水解----有激活DNA聚合酶的作用p200四、DNA连接酶用于连接DNA片段DNA连接酶(DNAligase)催化结合于模板DNA链上的两个DNA片段连接起来。5’3’p200第三节DNA复制的

过程◼解链与螺旋构象变化◼起始与引物RNA的合成◼DNA片段的合成◼RNA引物的水解◼DNA片段连接成完整的DNA分子以原核细胞为例：p200一、解链与螺旋构象变化在特定的复制起点拓扑异构酶和解链酶解开超螺旋和DNA双链单链DNA结合蛋白与解开的DNA单链结合形成复制叉结构p

200二、起始与引物RNA的合成引物酶识别起始部位，以NTP为底物，以解开的一段DNA链为模板，按碱基配对规律，从5’→3’方向合成引物RNA。p201DNA聚合酶III催化dNTP在RNA引物的3’-OH端，以DNA的两条链为

模板，合成两条新的DNA链。三、DNA片段的合成p201四、RNA引物的水解DNA聚合酶I（真核细胞为核酸酶）5’→3’核酸外切酶活性切除引物p201DNA聚合酶I5’→3’聚合酶活性催化缺口的填补。DNA连接酶连接前一片段的3’-OH和后

一片段的5’-P，形成一条连续完整的子链。五、DNA片段连接成完整的DNA分子p201端粒RNA[(AnCn)x]母链子链复制完成时，真核线性DNA的两个子链5’末端因RNA引物被水解产生一段空缺。染色体两端的端粒有端粒酶催化以端粒RNA为模板，使模板链延长并反折，起引物作用，补齐空

缺。端粒p201DNA聚合酶复制子链进一步加工延长的母链反折提供3’－OH（母链继续延长）母链母链母链子链子链子链p201六、真核染色体DNA在每个细胞周期中只能复制一次（自学）p202第四节DNA的损伤和修复一、D

NA突变的类型和意义引起DNA突变的原因：◼自发突变◼电离辐射◼紫外线◼化学诱变剂◼致癌病毒碱基序列的改变p203（一）DNA突变的类型（自学）◼点突变◼缺失◼插入◼断裂或交联p203（二）DNA突变的意义*导致DNA的损伤，造成生物体功能异常、疾病甚至死亡*是生物进化的分子基础*人工诱

变DNA有力于改造生物性状p203二、损伤DNA的修复由一系列酶完成◼光修复酶◼糖苷酶◼DNA聚合酶◼DNA连接酶p203三、切除修复是人体细胞修复DNA损伤的主要方式2种形式：◼碱基切除修复◼核苷酸切除修复识别切除修补连接4个基本步骤：p204四、其他的修复方式光修复酶1、光修复p2

042、重组修复p2043、SOS修复DNA修复能力异常与衰老、肿瘤的发生有关。着色性干皮病：缺乏切除修复的酶；对日光或紫外线敏感；易发生皮肤癌。p204一、逆转录的概念在某些情况下（如逆转录病毒）以RNA为模板合成DNA，称为逆（反）转录(reversetranscription)。逆转录酶(

reversetranscriptase)即RNA指导的DNA聚合酶(RNAdirectedDNApolyrerase,RDDP)催化逆转录过程。第五节逆转录p205逆转录酶具有三种酶活性*病毒进入细胞，在胞液中脱去外壳；*RNA指导的DNA聚合活性，合成与病毒R

NA互补的DNA（complementaryDNA,cDNA)；*RNA水解酶活性，水解杂交RNA；*DNA指导的DNA聚合活性，以cDNA为模板，形成双链DNA分子；*新生的DNA分子，可整合到宿主细胞染色体DNA中。没有无校对功能，错误率高，易出新毒株。p2

05二、逆转录病毒和癌基因逆转录病毒的基因组含有癌基因（oncogene,onc）称病毒癌基因（v-onc）（40余种），多有致癌作用。1、癌基因2、gag区（病毒结构蛋白的编码）3、pol区（逆转录酶的编码）4、env区（糖蛋白被膜的编码）p

206三、端粒酶是一种特殊的逆转录酶，具有保持染色体完整性的功能（自学）p206PCR技术PCR技术即聚合酶链式反应(polymerasechainreaction)，是一种体外酶促扩增特定DNA片段的快速方法。基本工作原理：以待扩增的DNA分子为模板，以一对与模板两侧相互补的寡核苷酸片段为引

物，在DNA聚合酶的作用下，按照半保留复制的机制合成新的DNA链，经过多次循环，使目的基因大量扩增。p348PCR反应体系：➢模板DNA➢原料dNTP(dATP、dTTP、dCTP、dGTP)➢特异设计的引物➢耐热DNA聚合酶➢含有镁离子的缓冲液p348（一）名词

中心法则；半保留复制；冈崎片断（二）论述1、何为DNA的半保留复制？参与的酶类和蛋白质因子有哪些？2、论述逆转录的概念及逆转录酶的三种作用。第十章作业1、中心法则、半保留复制的概念2、参与DNA复制的物质（模板、底物

、引物、DNA聚合酶、引物酶、DNA解旋酶、拓扑异构酶、单链DNA结合蛋白、DNA连接酶）3、复制的主要过程4、DNA损伤的主要修复机制（切除修复）5、逆转录的概念掌握内容1、半不连续复制2、逆转录酶的作用1、引

发DNA损伤的因素2、DNA损伤的修复熟悉内容了解内容生物化学理论考试题型（150分）一、单项选择题:50题50分二、多项选择题:15题15分三、填空题：20空20分四、名词解释：7题21分五、简答题:3题12分六、问答题：4题32分答疑地点：教学楼314、317