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1、shangwuleji,第三篇 基因信息的传递,中心法则,基因(gene)-是为生物活性产物编码的DNA功能片段，这些产物主要是蛋白质或是各种RNA,第十一章 DNA的生物合成（ 复制）,复制的要点 1 半保留复制 2 有起始点、终止点和方向 3 半不连续复制,第一节 半保留复制,半保留复制(semiconservative replication)-当细胞分裂, DNA进行复制时，双螺旋结构解开而成为单链，用于合成新的互补链。子代细胞出现新的DNA双链，其中一股单链是从亲代完整地接受过来的。另一股单链完全重新合成，且按碱基配对原则互补。,DNA半保留复制的证据,第二节 DNA复制的酶学,1.

2、底物 dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP) 2.聚合酶 DNA聚合酶（DNA依赖的DNA 聚合酶) DNA-pol 3.模板单链的DNA母链 4.引物寡核苷酸引物（RNA) 5.其他酶和蛋白质因子 解链酶，解旋酶，单链结合蛋白，连接酶,DNA聚合酶的活性,5至3的聚合活性 5 3方向 核酸 外切酶活性 5 3外切酶活性 3 5外切酶活性,一、复制的化学反应,5至3的聚合活性（ 5 3 ）,核酸外切酶活性 35外切酶活性 53外切酶活性,二、 DAN聚合酶（DNA polymerase),(一)原核生物： pol 与校读，修复有关 小片段 5 3核酸 外切酶活性 大片段 （Klen

3、ow片段）聚合活性、 3 5外切活性 常用的工具酶 pol pol 真正起复制作用的酶 由10种亚基组成的不对称二聚体，、组成核心酶 聚合活性、3 5外切活性,（二）真核生物（DNA-pol）： 与随从链的合成有关 核酸外切酶活性 与修复有关 存在于线粒体 与领头链的合成有关 与校读、修复和填补缺口有关 （三）DNA聚合酶的核酸外切酶活性和复制的保真性,核酸外切酶活性和即时校读 DNA-pol，的3 5外切酶活性 复制的保真性和碱基选择 pol 的亚基 先形成氢键，再生成磷酸二酯键 依赖三种机理 1 遵守严格的碱基互补配对规律 2 聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能 3 复制中出错时有即时校读

4、功能,三、复制中解链和DNA分子的拓扑学变化,（一）解螺旋酶 领头链 rep蛋白 Dna B 随从链 解链酶,（二）DNA拓扑异构酶(解旋酶） 既能水解，又能连接磷酸二酯键 拓扑酶 切断DNA双链中的一股 拓扑酶 切断DNA双链 （三）单链DNA结合蛋白（SSB） 维持模板处于单链状态 保护单链的完整 四、引物酶和引发体 引物酶 RNA聚合酶 Dna G（RNA聚合酶） 引发体 Dna A辨认复制启始点，再结合Dna B,Dna C及其他复制因子形成复合体,五、 DNA连接酶（ligase）,催化两段DNA之间的连接,第三节 DNA生物合成过程,一 复制的起始 （一）DNA解成单链 原核生物从

5、一个固定的起始点开始，同时向两个方向进行的，称为双向复制 复制,真核细胞染色体比较复杂，可能有多个复制起点，同时形成多个复制单位 复制叉-复制开始后由于DNA双链解开，在两股单链上进行复制，形成在显微镜下可看到的叉状结构，称为复制叉 E.coli复制起始点oriC跨度为245bp，包含有三组串联重复序列和两对反向重复序列,（二）引发体的生成 复制过程需要引物-短链RNA 引物酶 合成RNA引物（十个bp左右），方向为5到3 引物酶进入，加上解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶（DnaG蛋白）和DNA的起始复制区域形成引发体。 DNA聚合酶 由其亚单位辨认引物，新链的第一个脱氧核苷酸与引物的3-OH形

6、成磷酸二酯键，开始复制 拓扑异构酶 松弛螺旋。,复制过程中各酶和蛋白质因子的作用,二 复制的延长 原核生物为pol 真核生物为DNA 聚合酶和，其中与随从链的合成有关，与领头链的合成有关 （一）复制延长的生化过程 原核 生物复制延长的速度很快， 真核生物复制有多个复制起点， （二）复制的半不连续性和冈崎片段 领头链是连续合成的，而随从链则是不连续合成,冈崎片段 冈崎用电子显微镜看到了DNA复制过程中出现一些不连续片段，这些不连续片段只存在与DNA复制叉上其中的一股。后来就把这些不连续的片段称为冈崎片段。 （三）滚环复制 低等生物如质粒，复制时采用滚环复制。 环状DNA双链一股先开一个缺口，5端

7、向外伸展， 两股链均直接作为模板，不需要另外合成引物。,滚环复制,三 复制的终止,（一）原核生物复制终止及不连续片段连接 复制有终止点ter 领头链是不间断延长的，随从链是 生成一个个的冈崎片段，最后连接成一条完整的DNA链。 pol 5 3外切酶活性水解引物 pol聚合活性填补空隙 DNA连接酶连接缺口。,pol,(二)真核生物的端粒和端粒酶 端粒(telomere) 是真核生物染色体线性DNA分子末端的结构 富含GC的重复序列 人：(TTAGGG)n 端粒酶(telomerase) RNA-蛋白质复合物 既有模板，又有逆转录酶 以自身的RNA为模板延长DNA单链，然后反折为双链, 爬行模式

8、 端粒酶与生物体的衰老、肿瘤的发生有关,复制的过程,第四节 DNA的损伤修复,突变-DNA分子上碱基的改变 自发突变、人工诱变 一 突变的意义 突变是进化、分化的分子基础 只有基因型改变的突变 致死性的突变 突变是某些疾病的发病基础,二、引发突变的因素,诱变因素及突变类型,三、突变分子改变的类型 错配 （点突变） 一个碱基改变 缺失、插入和框移突变 片段插入或缺失 重排 较大片段重组或重排,四、 损伤的修复,损伤-复制过程中发生的DNA突变 光修复 切除修复 重组修复 SOS修复,（一）光修复 紫外光照射可使相邻的两个T 形成二聚体 光修复酶可使二聚体解聚为单体状态，DNA完全恢复正常。光修复

9、酶的激活需300-600m波长的光。,（二）切除修复 参与的酶有 核酸内切酶，pol,DNA连接酶,（三）重组修复 重组蛋白RecA，pol，连接酶参与 损伤会保留下去,（四）SOS修复 DNA损伤面太大，复制难以继续。 复制，修复的酶，重组蛋白RecA，调控蛋白LexA等组成一个庞大的调控网络。 特异性很低 着色性干皮病患者缺乏特异的核酸内切酶，紫外光照射后易患皮肤癌,第五节 逆转录现象和逆转录酶,RNA病毒 逆转录酶(reverse transcriptase, RT) 逆转录活性 RNaseH 活性 DNA聚合酶活性,本章要点,1、掌握生物学中心法则。 2、掌握DNA聚合酶催化的反应，复制保真性依赖的机理。 3、掌握DNA点突变、缺失、插入、倒位的概念、损伤的修复方式。 4、掌握半保留复制，不连续复制的概念。 5、熟悉解链酶，拓扑异构酶 ，引物酶及DNA 连接酶催化的反应。,复习思考题,1、DNA复制时不需要下列哪一种酶？ A DNA指导的DNA聚合酶 B RNA指导的DNA聚合酶 C DNA指导的RNA聚合酶 D 连接酶 E 拓扑异构酶 2 下列过程中不需要DNA连接酶参与的是 A DNA 复制 B DNA重组 C DNA