生物化学简明教程第十三章DNA的生物合成

1、第13章，DNA的生物合成，DNA的生物合成，复制：以DNA为模板的DNA合成，即DNA所携带的信息会传递给子代DNA。逆转录：DNA合成也可以指示RNA病毒中可见的模式伦伯的合成作用。合成还原：如果各种因素破坏了DNA，破坏了DNA，就可以修复合成，纠正错误，完成精确合成，保持DNA结构的稳定性和遗传信息的准确性。DNA的重组和复制、细胞、个体和物种的遗传特性，必须根据遗传物质的完整准确复制和子细胞的分配，在各代之间保持。现代生物化学和分子生物学最基本的观点之一是在生命中，基因是唯一可以复制并永远存在的单位，其意义最终通过蛋白质出现。从DNA到蛋白质，基因信息的流动都遵循中心规律。13.1

2、DNA的克隆，亲本DNA的双螺旋释放，以两链为模板合成子代DNA分子的过程对DNA克隆过程的研究一般以3种类型的系统X174 DNA或质粒DNA及其完成克隆所需的酶、蛋白质及其参数为模型，以E.coli为模型，以原核克隆研究酵母和动物病毒为模型，对真核生物的DNA克隆过程进行了研究也就是说，在新的双链DNA中，一条链来自模板，一条链通过新合成的克隆的这种方式，亲代遗传特性可以完好地传递到子代，实施遗传保守性的1958年，Meselson和Stahl用同位素15N表示Escherichia coli DNA，首先是DNA的半保存复制的起点和方向，13.1.2 DNA复制的开始和方向能够独立复制基

3、因组的单位称为复制者，每个复制者都有控制复制开始的起点，也许结束复制结束的大部分原核染色体DNA复制是形成双向复制眼睛的单向复制的特殊形式，滚动半环形真核染色体DNA是线性双链分子，因为它包含很多复制起点，所以是多重复制者。DNA复制的特征和条件(1)半保留复制(2)特定复制时间点(3)需要引物(4)需要双向复制(5)半不连续复制(6)复制方向53，a .环双链DNA和复制时间点b .复制的两个复制叉c引物酶：DNA ab是DnaA和DnaC合成DNA引物所必需的，它们有助于在复制的起点(Ori C)解开双螺旋。单股结合蛋白：用双股明确解开的单股DNA。拓扑异构酶：DNA分子上有结，缠绕，连锁

4、超螺旋现象。DNA结合酶：DNA双链上的单链陷波DNA聚合酶：复制酶、学校读取、纠错、与13.2.1原核DNA克隆相关的酶和蛋白质、(1)原核生物的DNA聚合酶、(A)53聚合酶催化磷酸二酯结合的生成、子链35外剪切酶活性(对双链无效，校准功能；但是在正常聚合条件下，这种活性在生长链5 3外体酶活性(双链有效，主要是在DNA损伤修复和DNA复制时，RNA引物切除及填补其缝隙)在DNA链3中形成疲劳磷酸水解(生理意义不大)。无机疲劳磷酸盐和dNTP之间的疲劳磷酸体系交换。由于酶催化了新添加的脱氧核苷酸单位的-磷酸盐和引物的3-OH孔刘价格，并且在新添加的脱氧核苷三磷酸分子中释放了疲劳磷酸盐，因此

5、合成方向为5 3段。生成的磁磷酶通过细胞的磁磷分解，无机磷酸分解，促进聚合完成。Klenow片段，DNA聚合酶和35核酸外体系活性，DNA聚合酶：聚合酶，聚合作用低，但聚合活性很低。有35个外体酶活性。其他生理功能还不清楚，可能对修复紫外线造成的DNA损伤有效果。DNA聚合酶：原核DNA复制的主要聚合酶。这种酶由10种不同的子种类组成，是形成整个酶的早前核糖核酸酶。53DNA聚合酶活性(亚基，高速度)；具有35种外体酶(subunit)的校准功能，提高DNA复制的真实性。5 3外体酶活性(单链有效，其意义不详)。DNA聚合酶IV和v: 1999年，人们发现DNA严重受损时，会产生刘涛。-滑动片

6、段将复制的DNA固定在片段中心，与DNA复制一起沿着模板DNA链滑动，DNA聚合酶有助于DNA的连续复制，而不容易从模板分离；(2)参与原核DNA复制的其他酶和蛋白质，以及引物synthase(引发酶)，以DNA为模板，将RNA的一段本质是以DNA为模板的RNA聚合酶。DNA连接酶双链DNA中有切口的话，一端有3-OH，另一端有5-磷酸，连接酶催化两端形成磷酸酯连接，切口连接。大肠杆菌和其他细菌的DNA连接酶需要NAD提供能量，在高生物和噬菌体内，ATP提供能量。T4噬菌体的DNA连接酶不仅可以连接模型链中DNA和DNA链之间的切口，还可以连接没有单链粘性末端的扁平双链DNA。连接酶反应机制酶

7、NAD (ATP)酶-AMP烟酰胺单核苷酸(PPi)酶-AMP-5-DNA酶amp-p-5-DNA-3-ohamp-p除了徐璐其他连锁数以外，都具有相同特性的DNA分子称为拓扑异构，引起拓扑异构反应的酶称为拓扑异构酶。拓扑异构酶：破裂和重新连接DNA链。作用是解负超螺旋，反应不需要能量。主要集中在活动战士领域，与战士有关。拓扑异构酶：破裂和重新连接两条DNA。引入负超螺旋时，ATP相对于复制提供能量。连锁数：双螺旋DNA中，一股向右螺旋缠绕另一股的次数。改变DNA的超螺旋状态，合理化DNA链，释放DNA链。DNA链通过水解ATP打开。E.coli的rep蛋白是heri clease和I，II，

8、III。每次解一对碱基，都要水解两个ATP分子。Rep蛋白沿35移动，而heri cles I，II，III则沿53移动。其他蛋白质因子单链结合蛋白(ss B- single-strand binding protein)产生前体，稳定单链结合蛋白(ss B- single-strand binding protein)释放的单链DNA发起体它由不同种类的蛋白质dnaA、dnaB、dnaC、n、n、n、n、I组成。前体再生和引发酶相结合，组装成引发体。发起人可以向模板链53的方向移动，具有识别合成起始部位的功能，移动到特定位置时，会发生RNA引物的合成。ATP在移动和启动时都需要能量，n蛋白具

9、有ATP酶的活力。发起体的运动与叉子移动的方向相反，与冈崎片段的合成方向相反。冈崎片段在DNA复制过程中可以连续合成，而非连续片段只是以发现者的名字命名的非连续合成53的片段。冈崎片段：真核生物中100-200个核苷酸(nucleus的DNA单位)。在原核生物中，有1000-2000个核苷酸(相当于顺磁性)。，OriC是13.2.2 Escherichia coli DNA复制的起点，在DnaB(DnaB)和DnaC的帮助下，它切断了链，形成了复制叉(replication fork)，SSB结合在一起，形成了稳定的单链DNA链。引物酶(DnaG)和前面提到的因子，酶组成启动子(primoso

10、me)，合成RNA引物。将由海网引起的超螺旋、拓扑异构酶引起的超螺旋，即蜡烛螺旋，变为有利于复制的负超螺旋。DnaA识别与AT区域、AT区域DNA破解相结合。DnaB在DnaC协作中与链池结合，沿53移动，释放DNA双股，SSBP参与，形成复制叉。DNA聚合酶III催化的克隆叉的结构和克隆相关的酶和因子，13.2.3大肠杆菌DNA链的延长。前导链：为了连续合成，合成方向与解决方案链方向一致，模板DNA链为53链。接着是链：不连续合成，基于RNA引物的小DNA片段(okazaki片段)的片段是DNA链，与解密链方向相反，是35链的模板。复制的开始始于一个固定原点(origin)，这时双股DNA释

11、放出一条股，每条都变成一条股，然后以模板形式复制。这像叉子一样，从几何上完成复制叉(replication fork)、侧根链的合成、主导链的合成、13.2.4大肠杆菌DNA克隆的终止、DNA聚合酶I完成去除引物，填补缝隙。连接DNA的酶结合DNA片段时，复制叉停止，其他复制叉到达相同位置，两个复制叉相遇完成整个DNA复制过程，13.3真核DNA复制，真核DNA复制的基本过程与原核生物相似，但参与复制的酶和蛋白质与原核生物不同，复制启动调节要复杂得多。参与真核DNA复制的酶和蛋白质，真核DNA聚合酶主要是5种(，)，(m)，()，()真核DNA聚合酶的酶反应类似于原核DNA聚合酶，以4种dNT

12、P为基础，需要模板和引物，链的扩展方向为53，根据半离散机制，分别为前导和尾随13.3.2真核生物DNA复制的开始，细胞能否分裂取决于s和m期，G1S和G2M的调节与蛋白质激酶活性有关。蛋白质激酶通过磷酸化激活或抑制多种复制因子起到调节作用。复制的起始真核生物，每个染色体都有多个起点，是多重复制者复制。克隆有计时。也就是说，复制者作为组激活，而不是同步。复制的开始包括DNA-pol(底物酶活性)和pol(双氧水酶活性)，还需要拓扑酶和复制因子(RF)。增殖的核抗原(PCNA)在复制的开始和延长过程中起着关键作用。克隆的延长克隆结束染色体DNA是实型的，克隆终止。克隆的冈崎片段的连接，克隆人之间

13、的连接。染色体两端的DNA链上最后复制的RNA引物在去除后留下空隙。(1)SV40DNA的克隆2分子将编码为SV40基因组的t抗原六聚体作为起始蛋白(Ecoli的DnaB蛋白)，在ATP存在下与SV40克隆起始区相结合，使起始区的DNA分解成为可能。复制蛋白a(RPA)将SSB和单链区域结合起来，进一步提高t抗原的分解酶活性，使链区域继续扩大，但真核生物的RPA和单链DNA的结合没有协同作用。DNA pol-引物酶复合物与t抗原/RPA复合物相结合，合成雷丁链约10 nt的RNA引物和约30 nt的DNA。replication factor(RFC)首先与新合成的DNA第3页合并，然后PCN

14、A替换pol-primerase，合并到DNA模板中，后者暂时中断了前链的合成。Pol结合在PCNA-RFC复合物中，pol具有校准能力，因此可以牢固地结合PCNA和模板DNA，持续准确地合成前导链。同时，pol-primerase将合并到后续链的模板中，以开始合成后续链。随着链的进一步扩展，将pol-primerase fen-1-RNAshl替换为PCNA-pol或PCNA-pol以消除RNA引物，DNA connexin I连接相邻的okazaki片段，topoisomerase I作为复制叉移动促进通过孔刘结合连接的最后两个连锁DNA分离；(2)酵母DNA的复制酵母DNA复制起点是同源

15、复制g序列(ARS)酵母DNA复制起点是由6个子基组成的起点识别复合物相当于原核生物的DnaA。13.3.3真核生物DNA复制的特征是原核生物和真核生物DNA复制的基本过程相似，但也有一个明显的差异，即反保留复制；半不连续复制。必须松开双螺旋，将SSB与单链区域合并。为了消除螺旋形成的扭曲张力，需要拓扑异构酶。需要RNA引物。新的链合成有一种校准机制，原核生物是单起点克隆，真核生物是多起点克隆。原核生物的复制因子大、小，真核生物的复制因子小、多。原核复制叉以900 nt/s移动，真核复制叉以50 nt/s移动。原核生物冈崎残片的大小为10002000nt，真核生物冈崎残片的大小为100200nt。真核细胞的DNA聚合酶和蛋白质因子的种类比原核细胞多，引物酶活性由DNA pol的两个小个子键负责。原核细胞可以在第一次克隆结束之前，在克隆开始区域开始第二次克隆。真核细胞的克隆由克隆许可因子控制，克隆周期重复渡边杏。原核生物的DNA是没有末端缩短问题的环分子。真核生物的DNA是线性分子，DNA复制肘尖缩短，需要端粒酶来解决线性DNA的末端复制问题。DNA复制和核糖体组装真核生物的染色体结构复杂，DNA和组蛋白形成核体，DNA包裹组蛋白核心，每个核糖体的DNA对应两个负超螺旋。复制时的冈崎残片大约有200bp长，