《生物化学》课件-DNA的反转录合成

生物化学BIOCHEMISTRY目录CONTENTS二反转录的过程一反转录酶DNA的反转录合成三反转录的意义双链DNA是大多数生物的遗传物质。某些病毒的遗传物质是RNA。少数低等生物如M13噬菌体，它的感染型只含单链DNA。原核生物的质粒，真核生物的线粒体DNA，都是染色体外存在的DNA。这些非染色体基因组，采用特殊的方式进行复制。一、反转录酶某些病毒的基因组是RNA而不是DNA，这类病毒称RNA病毒。RNA病毒的遗传信息贮存在单链RNA上，以RNA为模板，根据碱基配对原则，按照RNA的核苷酸顺序合成DNA。这一过程与一般遗传信息流转录的方向相反，故称为反转录，催化此过程的DNA聚合酶叫做反转录酶，又称为RNA指导的DNA聚合酶。RNADNA

反转录酶Crick最初设想的中心法则，并没有排除遗传信息由RNA向DNA的逆向传递。但当时绝大多数生物学家都认为，自然界的生物体并不需要这种逆向传递，然后，通过1960到1970这十年的研究，1970年Temin和Baltimore同时分别从劳氏肉瘤病毒和小白鼠白血病病毒等致病RNA病毒中分离出反转录酶，迄今已知的致癌RNA病毒都含有反转录酶。他们并因此获得1975年度诺贝尔生理学或医学奖。（一）DNA聚合酶活性：以RNA为模板，催化dNTP聚合成DNA的过程。此酶需要RNA为引物，多为色氨酸的tRNA，在引物tRNA3’末端以5’-3’方向合成DNA。反转录酶中不具有3’-5’外切酶活性，因此没有校正功能，所以由反转录酶催化合成的DNA出错率比较高。（二）核糖核酸酶H（RNaseH）活性：由反转录酶催化合成的cDNA与模板RNA形成的杂交分子，将由RNaseH从RNA5’端水解掉RNA分子。反转录酶具有三种酶活性（三）RNA指导的DNA聚合酶活性：以反转录合成的第一条DNA单链为模板，以dNTP为底物，再合成第二条DNA分子。除此之外，有些反转录酶还有DNA内切酶活性，这可能与病毒基因整合到宿主细胞染色体DNA中有关。反转录酶的发现对于遗传工程技术起了很大的推动作用，它已成为一种重要的工具酶。用组织细胞提取mRNA并以它为模板，在反转录酶的作用下，合成出互补的DNA（cDNA），由此可构建出cDNA文库（cDNAlibrary），从中筛选特异的目的基因，这是在基因工程技术中最常用的获得目的基因的方法。（一）RNA病毒侵入寄主细胞后，先以病毒RNA为模板，依靠反转录酶催化合成DNA，这条DNA单链叫做互补DNA（cDNA），cDNA的碱基与RNA模板链的碱基互补，以氢键相连，形成RNA-DNA杂交体。（二）在反转录酶的作用下，水解掉RNA链，再以cDNA为模板合成第二条DNA链，形成双链DNA分子。（三）这种双链DNA分子通过基因重组的方式可整合到寄主细胞的染色体DNA分子中去，以原病毒的形式在寄主细胞中一代代传递下去。RNA模板逆转录酶DNA-RNA

杂化双链RNA酶单链DNA逆转录酶双链DNA二、反转录的过程三、反转录的意义（一）反转录酶和反转录现象，是分子生物学研究中的重大发现。（二）不能把“中心法则”绝对化，遗传信息也可以从RNA传递到DNA。（三）反转录过程揭示了DNA和RNA之间的关系；（四）反转录病毒能够转导宿主的染色体DNA序列；（五）反转录过程的发现有助于人们对病毒致癌机制的了解，对防