核酸生物合成

第十二章核酸的生物合成,一、DNA的生物合成,二、RNA的生物合成,一、DNA的生物合成,（一）DNA的半保留复制,居中,重,轻,0,1,2,3,4,单链环状DNA主要采用滚环式复制,5,3,5,3,（二）DNA复制的起点和方向,最早研究DNA复制起点和方向的是J.Cairns（1963年）。,型,单向复制,i,双向复制,观察到的放射自显影图象,真核生物DNA的多起点复制,18%,质粒ColE1的单向复制示意图,单向复制,（三）原核细胞的DNA复制,1.DNA聚合酶（Pol）,（dNMP）n+dNTP,Mg2+,（dNMP）n+1+PPi,特点,（1）不能催化从无到有的聚合反应。,（2）催化的反应只能在引物的3延伸。,（3）3接上的核苷酸决定于模板链。,（4）具有53和35外切酶活性。,PPP,OH,+,DNA合成方向不可能是35的解释,2.Pol和Pol,三种聚合酶特性的比较,1985年A.K.Saiki等首先报道了PCR（多聚酶链式反应）,1热变性,2退火,3DNA聚合酶,重复1，2，3,PCR反应全过程,3.双链DNA复制的分子机制,（1）冈崎片段和半不连续复制,复制叉上DNA合成的三种可行性,（2）冈崎片段的RNA引物,利福酶素对RNA聚合酶有抑制作用。,氯霉素对蛋白质合成有抑制作用。,噬菌体M13DNA复制的引物是RNA。由引物酶催化。,引物RNA在复制过程中暂时存在，最后通过Pol的53外切酶活力水解。,（3）DNA连接酶,催化一条DNA链的3末端与相邻的另一条DNA链的5末端之间的磷酸二酯键的合成。,其它功能：（1）修补双螺旋DNA中单股的缺口；（2）连接线状双螺旋DNA以产生环状DNA；（3）重组过程中将几段DNA链连接起来。,（4）母本DNA双链的分离,DNA解螺旋酶（DNAhelicase）,拓扑异构酶（typetopoisomerase）,（5）DNA聚合酶的“校对”作用,DNA聚合酶的35外切酶活力是校对新生DNA链和改正聚合酶活性所造成“错配”的一种手段。,4.真核细胞DNA的复制,（1）真核细胞DNA复制有多个起始点。,（2）至少有5种DNA聚合酶，即、。,（3）端粒由端粒酶催化复制。,生物细胞DNA复制分子机制的基本特点,5.反转录作用,1970年Temin和Baltimore同时从RNA病毒中发现反转录酶。,利用反转录酶可制造与任何RNA（mRNA、tRNA、rRNA）的互补DNA（cDNA）。,6.DNA的损伤与修复,（1）DNA损伤的各种结构变化,碱基缺失或插入,碱基改变,（2）修复机制,光复活,切除修复,重组修复,SOS修复,（3）修复缺陷和疾病,癌症；着色性干皮病；贫血病。,重组修复,5,重组,修复,7.细菌的限制修饰系统,限制性核酸内切酶,限制性核酸内切酶识别的序列具有二次旋转对称性。,限制性核酸内切酶酶切产生平头末端或粘性末端。,平头末端,Hpa,粘性末端,EcoR,8.基因重组与DNA“克隆”,9.聚合酶链式反应（PCR）技术与DNA扩增,二RNA的生物合成,（一）转录,转录产物有mRNA、tRNA、rRNA。,原核细胞的mRNA为单顺反子或多顺反子。,真核细胞的mRNA为单顺反子。,有义链；反义链,1.原核细胞的转录,E.coli的RNA聚合酶中，2称为核心酶。,因子辨认模板DNA的起始位点。,2.真核细胞的转录,真核细胞RNA聚合酶有、三类。,3.转录过程的选择性抑制,放线菌素D是原核和真核细胞RNA聚合酶的专一抑制剂。,利福平是原核细胞RNA聚合酶的抑制剂。,-鹅膏蕈碱是真核细胞RNA聚合酶的抑制剂。,4.转录产物的加工