《基因信息的传递》PPT课件

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1、第十二章基因信息的传递第一节DNA的生物合成*第二节RNA的转录*第三节翻译—蛋白质的生物合成*1、DNA半保留复制半保留复制：在复制过程中，首先亲代双链解开，然后以每条链作为模板，在其上合成互补的子代链，结果每个子代DNA分子中有一条链完全来自亲代DNA，另一条是新合成的。1953年，Watson和Crick在提出DNA双螺旋结构模型时就推测DNA可能按照半保留机制进行自我复制。第一节DNA的生物合成一、DNA指导的DNA的生物合成——DNA复制（一）DNA复制的机制15N标记的E.coli.DNA密度梯度离心试验Meselson和Stahl，1958年2、半不连续复制DNA聚合酶催化的方

2、向是5，→3，。前导链：滞后链：1968年，发现冈崎片段（二）参与DNA复制的有关物质1、DNA聚合酶（1）聚合作用（2）3‘→5’外切酶活性（3）5’→3‘外切酶活性2、解螺旋酶大肠杆菌的解螺旋酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ与rep蛋白共同作用，将DNA两条链解开。解螺旋酶I、II、III沿着模板链的5’→3’方向随着复制叉的前进而移动，而rep蛋白则在另一条模板链上沿3’→5’方向移动。3、单链DNA结合蛋白（SSB）复制叉上的解螺旋酶，沿双链DNA前进，产生单链区，大量的单链DNA结合蛋白与单链区结合，阻止复性和保护单链DNA不被核酸酶降解。4、拓扑异构酶（或称旋转酶）属DNA拓扑异构酶Ⅱ，可引入负超螺

3、旋，消除复制叉前进时带来的扭曲张力。拓扑异构酶分两类：I和II，广泛存在于原核生物和真核生物。(1)拓扑异构酶I使DNA的一条链发生断裂和再连接，反应无须供给能量，主要集中在活性转录区，与转录有关。(2)拓扑异构酶Ⅱ使DNA的两条链同时断裂和再连接，当它引入超螺旋时需要由ATP供给能量。分布在染色质骨架蛋白和核基质部，与复制有关。5、DNA连接酶连接双链DNA上的切口。大肠杆菌连接酶只能在模板上连接DNA缺口。T4DNA连接酶即可连接粘性末端的DNA，又可连接平齐末端的双链DNA。E.coli.和其它细菌的DNA连接酶以NAD为能源，动物细胞和噬菌体DNA连接酶以ATP为能源。6、RNA引物

4、和引发酶细胞内，DNA的复制需要引物（DNA或RNA），引物酶或RNA聚合酶可合成6-10个碱基的RNA引物。DNA复制为什么要用RNA引物？（为什么DNA聚合酶要用引物，RNA聚合酶不需要引物？）⑴从模板复制最初几个核酸时，碱基堆集力和氢键都较弱，易发生错配⑵新复制的最初几个核苷酸，没有与模板形成稳定双链，DNA聚合酶的5，→3，校对功能难发挥作用。（三）DNA复制过程1、起始（1）复制的起始点和方向复制起点是以一条链为模板起始DNA合成的一段序列。有时，两条链的复制起点并不在同一点上（不对称复制，如D环复制）。多数生物的复制起点，都是DNA呼吸作用强烈的区段，即经常开放的区段，富含A.T

5、，而且可能含有大量的反向重复和保守序列。环状DNA复制起点（2）DNA复制的起始引发：当DNA的双螺旋解开后，合成RNA引物的过程。引发体：引物合成酶与各种蛋白质因子（dnaB、dnaC、n、n＇n＇＇I）构成的复合体，负责RNA引物的合成。引发体沿着模板链5’→3’方向移动（与冈崎片段合成的方向正好相反，而与复制叉移动的方向相同），移到一定位置上即可引发RNA引物的合成。E.coli.DNA复制原点oriC，由245bp组成，三组13bp重复序列（近5’端处），四组9bp重复序列（另一端处）。2、复制的延长前导链只需要一个RNA引物，后随链的每一个冈崎片段都需要一个RNA引物，链的延长反应

6、由DNApol.Ⅲ催化。复制体：在DNA合成的生长点（既复制叉上）分布着许多与复制有关的酶和辅助因子，它们在DNA的模板链形成离散的复合物，彼此配合进行高度精确的复制，称为复制体。复制体沿着复制叉方向前进就合成DNA。3、复制的终止RNA引物的切除及缺口补齐：DNApolⅠ的5，→3，外切活力，切除RNA引物。DNApolⅠ的5，→3，合成活性补齐缺口。DNA切口的连接：DNAligase，动物、真核由ATP供能，原核由NAD供能。DNA合成的终止：环状DNA、线性DNA，复制叉相遇即终止。（四）真核生物DNA复制的特殊规律1、复制起点和单位真核生物染色体DNA是多复制子，有多个复制起点，可

7、以多点起始，分段进行复制。每个复制子大多在100-200bp之间，比细菌染色体DNA（单复制子）小得多。试验证据：5-氟脱氧胞苷标记真核生物DNA复制叉移动的速度此原核的慢，如哺乳动物复制叉移动的速度每分钟1-3Kb，细菌每分钟5Kb。真核生物染色体全部复制完成前，起点不再从新开始复制。而在快速生长的原核生物中，起点可以连续发动复制。真核生物在快速生长时，可采用更多的复制起点同时复制。如黑腹果蝇，早期胚胎细胞