DNA合成1(9.26).ppt
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1、基 因 信 息 的 传 递,授课单位:生物化学教研室 授课教员: 姚 真 真,第 三 篇,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。,基因的概念,蛋白质 是生命活动的执行者。 DNA 决定蛋白质的一级结构, 从而决定蛋白质的功能。 DNA复制 将基因信息代代相传。,转录,逆转录,翻译,DNA,RNA,Protein,中心法则 (the central dogma),复制,1958 F.Crick 1970 H.Temin (逆转录),复制 replication 转录 transcription 翻译 translation,基因表达调控,基因
2、工程,本篇内容,第十章 DNA的生物合成 (复制 replication),指遗传物质的传代,以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。 分子基础:碱基配对 DNA双螺旋结构 化学本质:酶促的单核苷酸聚合 酶 蛋白因子 起始 延长 终止,复制 (replication),第一节 复制的基本规律,1. 复制方式,母链,子链,子链继承母链的遗传信息 三种可能的方式,重带,全保留复制,含15NDNA 的母体菌,普通14NH4Cl培养液,重带,混合式复制,普通14NH4Cl培养液,全保留复制,混合式复制,DNA半保留复制,半保留复制 (semiconservative replication),复制时母
3、链的双链DNA解开,各自 作为模板指导子代合成互补链。 子代的两条链,一条来自亲代, 另一条重新合成。 由于碱基互补,子代DNA双链和 亲代DNA 碱基序列一致。,重点,AGAACTTAG,TCTTGAATC,AGAACTTAG,TCTTGAATC,AGAACTTAG,TCTTGAATC,通过半保留复制,子代DNA和亲代的DNA是一致的,意 义,子代保留了亲代DNA的全部信息 DNA通过复制和基因表达决定生物特性 体现了遗传过程的相对保守性 保守性是相对的,不能忽视其变异性,双向复制 bidirectional replication,A 放射自显影图像 (原核生物DNA的双向复制),B 复制
4、示意图 (原核生物DNA的双向复制),形,复制叉,复制叉 replication fork 复制时双链打开分成两股单链, 新链沿着张开的两股单链生成, 复制中形成的这种Y字形结构 称为复制叉。,真核生物 复制起始特点 多个复制起始点 多复制子,复制子是独立完成复制的功能单位,每个起始点产生两个移动方向相反的复制叉,复制完成时复制叉相遇并汇合连接.习惯上把两个起始点间的DNA片段称为一个复制子.,复制子(replicon),复制子,领头链 Leading strand,随从链 Lagging strand,3. 半不连续性,3. 半不连续性,双向复制,1.半保留复制,复制的基本规律:,小结,第二
5、节 DNA复制的酶学 和拓朴学变化,底物: dNTP (dATP dGTP dCTP dTTP) 聚合酶(polymerase): DNA-pol 依赖DNA的DNA聚合酶 模板(template): 解开成单链的DNA母链 引物(primer): 提供3-OH末端,使dNTP聚合 其它酶和蛋白质因子,重点,复制的化学反应 核苷酸和核苷酸之间,是通过 磷酸二酯键的生成而逐一聚合的; 反映的底物是脱氧三磷酸核苷dNTP dNMP脱氧一磷酸核苷,脱氧三磷酸核苷dNTP上最靠近核糖的一个磷酸称为-P,向左依次为-P,-P。 -P与相邻的核苷酸上的3-OH生成磷酸二酯键, dNTP的-P,-P以焦磷酸
6、(PPi)形式被释放。,5,3,A,T,G,C,T,C,A,A,A,G,T,G,A,3,5,3,5,OH,T,C,T,O,H,P,P,P,5,G,P-PP,HO,dTTP dATP dCTP,复制过程的脱氧核苷酸聚合 带斜线的小方框代表引物,DNA聚合酶 以DNA为模板,催化DNA合成的酶; 大肠杆菌中DNA聚合酶I、II、III,三种DNA聚合酶均具有 53聚合酶活性 35外切酶活性,DNA聚合酶 I,(53外切酶活性),(35外切酶及DNA聚合酶活性),Klenow片段,G,5,3,DNApol I,A,外切活性,dCTP,聚合活性,G,5,3,C,DNA-pol I无活性,DNApol
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