第8章核酸的生物合成.ppt
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1、忘 萄 矫 和 臆 销 盟 钮 努 辣 晴 蔡 咳 睦 锅 疲 悠 谱 婶 资 恤 敛 纠 唁 孤 震 咯 三 怨 调 姻 锅 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 第八章 核酸的生物合成 v 第一节 DNA的生物合成 v 第二节 RNA的生物合成 v 第三节 基因工程简介(自学) 宠 博 狱 擂 爹 锯 简 肠 齐 丑 奏 呻 县 誓 艇 若 尚 促 鸿 押 占 趟 眺 圣 法 涧 忻 彰 岛 技 激 鸳 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 第一节 D
2、NA的生物合成 v DNA是遗传信息的储存者和携带者。 v 遗传信息在DNA中以密码(碱基排列顺序)的形式储存, 表现为特定的核苷酸排列顺序。 v 自我复制:即DNA可以以自身为模板来合成新的DNA分子, 把遗传信息一代代传递下去,从而保证子代和亲代在遗传 上的一致性。 轿 察 挝 响 诸 这 安 绸 咱 高 淘 埠 歧 摸 略 嘱 寇 炊 荫 会 辉 逮 粮 绝 匪 踞 讯 娟 篱 埂 办 饺 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 一、复制 v 复制:遗传信息以碱基排列顺序的方式储存在DNA分子中 ,以亲代DNA为模板合成
3、子代DNA时,即将遗传信息准确 地复制到子代DNA分子上,这一过程称为复制。 v 在细胞分裂的过程中,通过DNA复制把亲代细胞所含的遗 传信息忠实地传递给两个子代细胞,从而保证子代与亲代 在遗传上的一致性。 v DNA复制方法:半保留复制(是DNA特有的生物合成方法) 遥 济 拆 爪 叫 勘 璃 丫 吭 稀 坊 朝 焕 些 然 宋 丰 登 政 伊 陆 究 驯 搅 狰 商 傲 怪 债 冲 滨 隶 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 (一)DNA的半保留复制 v 复制依据:DNA复制时,亲代DNA的双螺旋先行解旋和分开 ,然后
4、以每条链为模板,按照碱基配对原则,在这两条链 上各形成一条互补链,这样便形成了两个新的子代DNA分 子。 v 半保留复制:DNA在复制时首先两条链之间的氢键断裂两 条链分开,然后以每一条链分别做模板各自合成一条新的 DNA链,这样新合成的子代DNA分子中一条链来自亲代DNA ,另一条链是新合成的,这种复制方式为半保留复制。 v 发生部位:细胞核、线粒体、叶绿体。 v 参与DNA复制的酶:DNA聚合酶、引物酶、DNA连接酶。 絮 足 丈 九 颂 企 澡 极 姿 垛 识 民 轮 码 原 颊 医 铭 焚 佬 品 显 下 刹 腰 驼 顽 抠 拉 宦 肿 掠 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第
5、8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 DNA的半保留复制 二 摆 郝 阅 厕 登 柳 勃 曰 助 挎 歇 怎 脓 鸡 劈 戏 侩 饯 晕 裁 抹 三 段 渤 拎 妊 肚 恩 搪 疡 病 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 (二)DNA的复制过程 v 复制的过程 v 1.复制的起始 v 2.RNA引物的合成 v 3.DNA链的合成 v 4.复制的终止 窗 沙 藕 昔 就 樱 圭 明 庭 撰 锐 竟 除 热 街 食 幌 炙 菌 朱 猎 集 痊 渡 狸 汝 淫 抗 心 丛 闪 齐 第 8 章 核 酸 的
6、 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 1.复制起始 v 复制起始点:DNA的复制都是从某一特定位置开始的,这 一位置叫复制起始点。该区域一般富含A、T两种碱基。 v 复制眼:由能识别起始点的单链结合蛋白与复制起始点相 结合,然后DNA双链被解开所形成的“眼”状结构。 v 复制叉:在复制眼的两端出现的两个叉状生长点。 v 双向复制:即原核生物从一个固定的起始点上开始,向两 个相反方向进行复制。 v 区别:原核生物复制起始点只有一个,真核生物复制起始 点有多个。 锈 玩 膝 齐 吵 甩 糯 牲 谐 籽 煮 搅 粹 升 哑 订 紫 进 可 赡 疙 诉
7、嚎 唾 铜 褪 健 样 侥 瑟 镭 蔗 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 复制起始 壁 并 毅 桥 欺 江 丰 酬 郑 广 输 妄 似 恰 嫌 舟 隐 容 恒 亭 评 渝 抒 芜 火 的 蕉 翱 舀 酵 粗 洽 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 2.RNA引物的合成 v 引物:在每一个复制起始点,DNA的合成必须要一段RNA作 为引物,即以亲代DNA的单链为模板,在引物酶(RNA聚合 酶)的催化下,合成一段含有50100个核苷酸的RNA短链 ,方向
8、为53,与亲代DNA单链成逆向平行。 输 翰 菜 鸥 淮 道 癣 键 慎 铁 镭 狠 谆 伪 抗 轧 万 产 林 蕊 俭 钞 翅 民 温 汛 衍 圈 鳞 歌 寺 遥 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 3.DNA链的合成 v 连续复制: v 不连续复制: v 冈崎片段:在以53链为模板时,在DNA聚合酶催化 下所合成的不连续的DNA小片段(长度约1000-2000个核苷 酸),这些片段根据发现者命名为冈崎片段。 v 前导链:在以35链为模板时,新生的DNA以 53方向连续合成,这条新生DNA链称为前导链。 v 后随链:在以
9、53链为模板时,新生的DNA以 35方向不连续合成,这条新生DNA链称为后随链。 化 躯 章 浓 剪 捎 沫 萍 绪 溃 零 东 孩 念 攫 耳 哎 银 秤 云 谚 愈 拽 凭 谗 骤 震 秦 姿 锁 砚 掏 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 DNA的不连续复制 歪 盘 痕 饭 注 粪 写 床 麓 问 优 隘 潞 折 瑶 骗 比 附 农 彼 题 硒 树 详 拘 萝 栈 橇 誓 啊 酥 馈 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 4.复制终止 v DNA链
10、的中断:当新形成的冈崎片段延长至一定长度,其上 的RNA引物在核酸酶的催化下,先后被水解切除掉。 v DNA链的连接:引物脱落后所留下的缺口,在DNA聚合酶催化 下,用脱氧核苷酸配对填补上,再由DNA连接酶催化,把各 短片段连接起来,并修复掺入DNA链的错配碱基。 v 这样以两条亲代DNA链为模板,各自形成了一条新的DNA互补 链,构成了两个DNA双螺旋分子,每个分子中一条链来自亲 代DNA,另一条链则是新合成的。 员 秉 翠 霜 枝 亨 扎 碟 崎 士 颊 寸 旋 囊 觅 沦 败 推 祝 饺 阔 悟 渊 搀 毋 蓬 渝 涣 布 董 腐 让 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章
11、核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 二、逆转录作用二、逆转录作用 1.逆向转录 2.逆转录酶:催化逆转录反应的酶。 3.病毒逆转录的过程: 以病毒RNA为模板,在逆转录酶和tRNA引物的作用下, 合成RNA-DNA杂合链,随后以新合成的DNA链为模板形成 DNA-DNA双链,同时降解释放出RNA链; 新合成的DNA双链转入细胞核内,进入宿主细胞,并随 寄主DNA一起复制传递至子代细胞。 以RNA为模板合成DNA, 这与通常转录过程中遗传 信息从DNA到RNA的方向相 反,故称为逆转录作用。 青 屎 告 忠 粮 源 细 焰 攒 坞 曹 碳 侥 解 硬 腹 钠 焊 离 盛 巍
12、哭 雪 祈 虑 缸 款 畸 置 诊 拦 筛 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 三、突变三、突变 v 突变:DNA分子中的核苷酸序列发生突然而稳定的改变,从 而导致DNA的复制以及后来的转录和翻译产物随之发生变化 ,表现出异常的遗传特性,称为DNA的突变。 v 突变的方式: 1.碱基置换突变:由一个错误的碱基对替代一个正确的碱基 对的突变叫碱基置换突变。 2.插入突变:基因中插入一个或几个碱基对,会使DNA的阅 读框架(读码框)发生改变,导致插入之后的所有密码子都 跟着发生变化,结果产生一种异常的多肽链。 3.缺失突变:基
13、因中缺失一个或几个碱基对,会使DNA的阅 读框架(读码框)发生改变,导致缺失部位之后的所有密码 子都跟着发生变化,结果产生一种异常的多肽链。 陛 膛 肿 辑 昼 抱 亥 赂 醒 固 棕 裔 唇 沪 翼 认 粳 炔 堪 阳 敞 容 隙 眺 遭 棒 安 磺 危 秽 还 化 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 三、突变三、突变 v自发突变:在自然条件下发生的,由生物体内固 有的诱变剂引发的突变叫自发突变。 v诱发突变:由人工利用物理因素或化学药剂诱发 的突变叫诱发突变。 v诱变剂:凡能提高突变率的任何理化因子都可称 为诱变剂。
14、v常见的诱变剂:碱基类似物、亚硝酸、羟胺、紫 外线、 X 射线、射线、热处理等,还有一些 来自于其他微生物的 DNA 片段、转座子等生物因 子等都可诱发突变。 翟 态 粱 疫 事 觉 岸 郁 敲 栋 绣 卤 殉 缆 颖 秋 纤 梅 呢 蜜 崖 高 心 坑 蹬 厨 船 救 灿 悍 倚 涡 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 DNA突变 的类型 -T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C- 转换 -T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-C-G-A-
15、C-A-T-G-C- 插入 A -T-C-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-G-A-C-A-T-G-C- 缺失 T 野生型基因 -T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C- -T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C- 颠换 碱基对的置换移码突变 我 粗 娃 峻 佑 剿 撵 咎 畜 赶 侈 瓦 敞 洱 挤 尉 倾 约 活 型 癌 敝 硝 院 缝 窿 换 阔 仙 罗 门 溯 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 四
16、、DNA的损伤与修复 v DNA分子的损伤:由于复制差错或某些理化因子,如紫外线 、电离辐射和化学诱变剂等,引起生物突变和致死的作用, 造成DNA分子结构和功能的破坏,称为DNA分子的损伤。 v 紫外线对DNA分子损伤机理:紫外线主要作用在DNA上,因为 用波长260nm紫外线照射细菌时,杀菌率和诱变率都有最强, 而这个波长正是DNA的吸收峰。紫外线照射后使同一链上的 两个邻接嘧啶核苷酸的共价联结,形成胸嘧啶二聚体(TT) 、胞嘧啶二聚体腺(CC)以及胞嘧啶和胸嘧啶二聚体(CT) 。这些嘧啶二聚体使双螺的两链的键减弱,使DNA结构局部 变形,严重影响照射后DNA的复制和转录。 搂 膳 组 拭
17、毒 滩 嫂 靡 茂 豪 坯 风 羊 莎 常 委 虹 仑 慌 嫌 药 萝 破 套 油 囊 缉 糜 郁 片 废 划 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 DNA损伤修复的途径 v (1)光修复:在损伤部位就地修复; v (2)切除修复:取代损伤部位; v (3)重组修复:越过损伤部位而进行修复 。 耪 泽 撒 公 惧 蒙 略 飞 顶 悔 母 冶 壶 唐 燕 铰 芯 尝 蔑 贮 骨 吨 去 怖 态 之 膏 杉 替 柔 佛 横 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系
18、 光修复 v 细菌经紫外线照射后,细胞内的光复合酶与紫外线照射所形 成的嘧啶二聚体结合,形成酶和DNA 的复合物,但不能解开 二聚体。 v 修复机理:这时用可见光照射,使光复活酶激活,并利用可 见光提供的能量,使二聚体解开成为单体,同时酶从复合物 中释放出来,使DNA恢复正常。 v 局限性:是一种高度专一的修复形式,只分解由于UV照射而 形成的嘧啶二聚体。 楷 僧 卤 挚 辰 揩 臣 频 夷 算 檀 惮 遂 兼 富 吓 低 肺 励 右 盾 馋 佳 溉 杜 许 吨 妆 中 罗 掖 错 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 切除
19、修复(暗修复) v 这是一种比较普遍的修复机制,该修复过程具有更重要的 意义,它并不表示修复过程只在黑暗中进行,而只是说, 光不起任何作用。 v 切除修复:即在一系列酶的作用下,将DNA分子中受损伤 的含 有二聚体的DNA 部分切除掉,然后通过新的核苷酸 链的再合成切去的部分,所以又叫做切除修复 。 v 切除修复方式:一是先补后切,一是先切后补。 宁 鬃 穿 哮 陌 浓 抖 斜 囚 秋 曼 怪 摸 镊 枚 墅 欧 烤 刨 绩 囚 件 滨 版 撕 颤 珊 居 稳 传 企 禄 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 重组修复(复制
20、后修复) v 重组修复:受损伤的DNA在进行复制时,跳过损伤部位, 在子代DNA链与损伤相对应部位出现缺口。通过分子间重 组,从完整的母链上将相应的碱基顺序片段移至子链的缺 口处,然后再用DNA聚合酶和连接酶作用修复母链的空缺 ,此过程即重组修复。 弥 坯 研 升 窍 怪 史 刨 族 勾 垛 焦 玉 偏 贸 匿 粒 盟 将 员 扫 凯 标 乙 有 奠 筛 措 够 秉 钟 门 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 知识点 v 1.突变的方式 v 2.DNA修复的方式 v 3.转录与逆转录 v 4.复制及其过程 v 5.复制眼、
21、复制叉 v 6.连续复制、不连续复制 v 7.前导链、后随链 v 8.冈崎片断 息 异 应 俘 茬 谩 劝 映 孵 行 需 苯 茧 酿 警 棕 榔 详 豹 粳 仁 杂 星 蜜 坪 仑 前 癣 子 锚 帕 肾 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 第二节 RNA的生物合成 v 一、RNA的转录 v 二、转录后加工 v 三、RNA的复制 孜 递 通 候 咬 屁 汲 躬 祝 过 层 巢 糟 抚 厨 釜 渠 笛 识 响 汗 罩 摔 氓 兵 左 夹 蓟 砾 亭 也 嚣 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生
22、 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 一、RNA的转录 v 转录:在生物细胞内以DNA为模板合成与DNA某段核苷酸顺序 相对应的RNA分子,将遗传信息传递到RNA分子的过程,称为 转录。 v 转录的不对称性:在转录过程中,DNA的二条链中仅有一条 链可作为转录的模板,这称为转录的不对称性。 v 模板链:在转录过程中,DNA的二条链中用作模板的链称为 模板链或反意义链。 v 编码链:模板链互补的另一条链称为编码链或有意义链。 v 转录方向:即RNA延伸方向53(见图8-8) v 转录部位: 原核生物在含有DNA的拟核区 真核生物在细胞核(mRNA和tRNA在核质中,rRNA在核仁中) 淹 镁
23、 变 羚 荷 挽 我 捏 拱 隘 占 熄 蓑 充 面 乍 漫 坛 暖 捉 梅 黍 闲 孽 榴 锈 盾 霸 巳 刹 慑 盒 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 第 8 章 核 酸 的 生 物 合 成 杨凌职业技术学院生物工程系 v 编码链5-CCAGCCCGCCTAATGAGCGGGCTTTTTTTTGAACAAAA-3 v 模板链3-GGTCGGGCGGATTACTCGCCCGAAAAAAAACTTGTTTT-5 v RNA链 5-CCAGCCCGCCUAAUGAGCGGGCUUUUUUUUOH3 务 堑 开 定 培 用 严 敏 剪 花 似 备 崎 刑 群 坪 小 销 泻 固 磁 馋 和
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- 核酸 生物 合成
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