婴儿奶瓶保温器项目可行性报告(2013年发改委评审通过案例范文)-专家免费咨询

第十一章DNA的生物合成（复制）DNAREPLICATIONDNARNA蛋白质复制复制转录反转录翻译遗传信息传递的中心法则遗传信息传递的中心法则NDNA的生物合成细胞内合成DNA的过程1、复制以DNA作为模板指导的DNA合成，即将DNA携带的信息传至子代DNA。2、反转录DNA合成也可以RNA为模扳指导合成作用，见于RNA病毒。3、修复合成当各种因素引起DNA损伤时，损伤DNA可修复合成，校正错误，完成正确合成，以保持DNA结构的稳定性和遗传信息的准确性。第一节DNA复制一、复制的特征（一）半保留复制SEMICONSERVATIVEREPLICATIONL两个子代分子中各有一条链来自亲代，各有另一条新合成的链，这种复制方式叫半保留复制。提问DNA的合成是否为全保留复制方式DNA的合成是否为混合式复制方式DNA的合成是否为半保留复制方式实验证据1957年MMESELSON和FWSTAHL用大肠杆菌为材料，在含15N和14N的NH4CL中培养证实了半保留复制方式。（图111）LCSCL梯度离心的结果。（图112）（二）复制的起始点与方向亲代DNA开链，复制起始点呈叉型移动。（图113）1、复制起始点DNA复制要从DNA分子的特定部位开始，此部位称复制起始点。（图113加）原核仅含一个，约245BP,特殊的重复序列。真核多个起始点例酵母17号染色体含400个。2、复制方向含三种机制2个起点，2个叉，各合一条链（腺病毒）。一个起点一个叉，同方向合成两条链（质粒COLEI一个起点2个叉，不同方向合成两条链，此为常见方式。（图114）（三）半不连续合成SEMIDISCONTINUOUSREPLICATION在DNA复制过程中，一条链是连续合成的，而另一条链是不连续合成。体内仅含催化53合成的DNA酶。60年代冈琦片段的发现解决了这个问题合成53前导链（LEADINGSTRAND）是连续的，方向与复制叉一致。合成35随从链时，方向与叉相反，合成不连续，各片段连成一条链。（图115）二、复制过程和参与酶及因子（一）复制的起始（分两步）1、螺旋的松弛与解链（1）拓扑异构酶能改变DNA空间构型的酶作用DNA复制时松弛超螺旋，以利复制叉的行进及DNA合成，合成后再引向超螺旋。功能不清楚，可催化体外拓扑异构化反应，分两型。拓扑异构酶I（TOPOISOMERASEI）作用（图116加）L松弛超螺旋，不需ATP,机制切开环状一条链L打结与解结L环状双链DNA的合成L环连与解环连原核对负超螺旋正真核对正、负均有作用。拓扑异构酶II旋转酶（GYRASE）作用L松弛超螺旋松ATP超（）切开环状两条链L打结与解结L环连与解环连（图116）（2）解链酶（HELICASE）复制蛋白REP作用ATP供能时，解开DNA双链。原核编码解链酶的基因是DNAB,DNAB表示蛋白产物。前导链结合REP蛋白，随从链结合解链酶II（图117）。（3）单链结合蛋白SINGLESTRANDBINDINGPROTEINSSB作用SSB与解开DNA单链结合，保护稳定DNA。与新复制DNA单链结合，以防降解。超螺旋DNA拓扑酶松弛解链酶解开双链SSB复制开始2、引发（需引发酶及引发前体参与）（1）引物酶（PRIMASE）作用以DNA为模板，自53合成RNA小片段,3末端为OH，长短十几到几十个核苷酸。原核DNAG基因编码DNAG蛋白即引物酶。（2）引发前体（PREPRIMOSOME）由多种蛋白因子组成复合物。作用合成RNA引物，沿随从链复制叉的行进方向移动，在不同部位，合成RNA引物。总结合成RNA引物，在引物3OH末段进行DNA片段合成。（表111）（二）DNA链的延长反应体系DNA模板，DNA聚合酶，DNTP，引物，MG2离子过程引物3OHDNTPPPI引物DNMP反应式DNADNTP（DNA）N1PPI反应机理（图118加1）磷亲核攻击。真核与原核中DNA聚合酶（DNAPOLYMORASEDNAPOL有几种类型，作用方式相同，但各具特性及功能。1、大肠杆菌DNA聚合酶（3种）（1）POL催化53的聚合作用，合成20个核苷酸即离开模板，填充空隙。有35外切酶活性，去除错误碱基的校对作用。有53外切酶活性，去除RNA引物及修正错误碱基。（图118加2）（2）POL53DNA合成及35外切酶活性，体内功能不清楚。（3）POLDNA链延长起主要作用，细菌中1000DNTP/秒加入。35外切酶活性，校对作用，与POL配合错误率降至106。（图118）（图119）（表112）（4）DNA复制的保真性遵守严格的碱基配对规律。聚合酶对碱基的选择功能。聚合酶对错误碱基的校读（PROOFREAD）作用。2、真核生物DNAPOL特性与大肠杆菌相似，共五种（表113）LPOL催化前导链及随从连的合成，需增殖细胞核抗原蛋白PCNA（PROLIFERATATINGCELLNUCLEUSANTIGENPCNA）的参与。LPOL与引发酶配合，参与随从链的合成。LRFAREPLICATIONFACTORADNA延长中RFA与单链结合起到SSB的作用。（三）终止连接酶（LIGASE）作用使相邻的DNA片段,以35磷酸二酯键相连，需ATP。反应原理（图1110）P5DNAEAMPEATPEAMP中间体EAMP5DNADNA3OP5DNAHO3DNAL前导链是连续合成的，随从链在连接酶作用下连成一条链。拓扑酶DNA复制后DNA超螺旋装配成染色体（图1111）三、真核生物复制的特点1、复制速度是原核的1/10，但复制起始点多。2、引物和冈琦片段小于原核，引物为10个，片段100200；原核引物十几几十，片段10002000。3、复制需DNAPOL及多种因子参加，POLPOL在核内起主要作用。4、POL为线粒体复制酶。5、DNA复制位于细胞周期的S期。第二节反转录作用（REVERSETRANSCRIPTION）LRNA指导下的DNA合成作用，以RNA为模板在反转录酶催化下，由DNTP聚合成DNA的作用，新生DNA分子存有RNA基因组的信息。体系RNA模板、反转录酶、引物TRNA、DNTPZN2一、反转录酶过程背景1970年TEMIN等人自ROUS肉瘤病毒（RSV）中发现一种酶,此酶催化RNA合成DNA，合成方向53。反转录酶作用1、RNA指导的DNA合成。2、RNA水解反应。3、DNA指导的DNA合成。特点无外切酶活性，转录错误率高2X104。图1112二、反转录酶病毒（RETROVIRUS）性质一类RNA病毒，含反转录酶，因致癌又称RNA肿瘤病毒。如HIV人类免疫缺陷病毒，可引起AIDS。1、组成核心RNA，蛋白外壳。2、病毒生活周期早、晚两期早期进入细胞后放出病毒RNADNA整合进宿主染色体。晚期转录和翻译。例1、RSV基因结构图，全长10KB（图1113）1、GAG编码四种病毒核心结构蛋白。2、POL编码反转录酶。3、ENV编码外壳蛋白。4、SRC编码的蛋白引起细胞转化。5、LTR调节表达序列。例2、HIV感染人T4淋巴细胞,使病人丧失免疫能力,死于感染。基因结构含GAG、POL、ENV和两个LTR,功能同RSV。不同另含SOR、TRS、TAT及3ORF，这四种基因变异速度快，给疫苗研制带来困难。三、意义1、补充了中心法则。2、加深了对RNA病毒致癌、致病的认识。3、利用反转录酶，进行基因操作，制备CDNA。四端粒酶（TELOMERASE）真核线性染色体末端叫端区，含重复序列TTTGGG。组成RNA（含端区重复序列约15拷贝）蛋白质作用可作为反转录酶，以含端区DNA重复序列拷贝的RNA作模板，合成端区DNA片段。（图1114）生物学意义1、合成端区，保证染色体复制的完整性。2、保护DNA末段降解及相互融合。第三节DNA的修复合成意义DNA复制中的错误若保留下来，在体细胞将影响功能；在性细胞将影响后代，体内的修复系统保证了DNA复制的高度精确性。一、突变的意义1、进化、分化的分子基础。2、基因型改变。（表型不变）3、致死性的突变。（消灭病原体）4、某些疾病的发病基础。二、突变的因素及类型1、DNA损伤因素物理紫外线化学诱变剂2、DNA损伤类型（表114）（1）环丁基二聚体相邻DTTP形成二聚体，干扰DNA合成。大肠杆菌、酵母含光化酶，可切开环丁基环，反应需要光。（2）脱嘌呤作用正常体内即有碱基与核糖的糖苷键断裂嘌呤脱落。（3）脱氨基作用常发生在嘧啶。例如胞嘧啶脱氨基尿嘧啶使CG改为UG（图1115）三、DNA损伤修复机制1、光修复略2、切除修复先切除DNA损伤序列，再合成补充切除的片段。参与的因子UVRA、UVRB、UVRC（图1116）3、重组修复切除错误片段，自另一条复制好的链中找相应片段补充。反应需要RECA等蛋白参与。4、SOS修复DNA损伤后，应急诱导产生的修复作用称SOS修复，此系统由十几个修复蛋白组成。调控蛋白LEXA参与此系统的启动。四、真核生物DNA损伤的修复1、DNA修复缺陷疾病。（表115）2、酵母的紫外损伤修复系RADRADIATIONSENSITIVE,RAD基因（1）RAD3基因编码解链酶（2）RAD10基因编码蛋白与大肠杆菌UVRA及UVRC蛋白的序列相似，提示与大肠杆菌DNA修复机制相似。图112CSCL梯度离心图113复制叉1131DNA复制起始