核酸的生物合成(I)

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1、第十章核酸的生物合成第一节DNA的生物合成第二节RNA的生物合成遗传信息传递的中心法则蛋白质翻译转录逆转录复制复制DNARNA生物的遗传信息以密码的形式储存在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序。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。在子代细胞的生长发育过程中，这些遗传信息通过转录传递给RNA，再由RNA通过翻译转变成相应的蛋白质多肽链上的氨基酸排列顺序，由蛋白质执行各种各样的生物学功能，使后代表现出与亲代相似的遗传特征。后来人们又发现，在宿主细胞中一些RNA病毒能以自己的RNA为模

2、板复制出新的病毒RNA，还有一些RNA病毒能以其RNA为模板合成DNA，称为逆转录这是中心法则的补充。中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。一、DNA半保留复制（semiconservativereplication）（一）概念1953年Watson和Crick在DNA双螺旋结构的基础上提出了DNA半保留复制假说。在复制过程中，双螺旋DNA分子的两条多核苷酸链首

3、先碱基间氢键断裂局部解开为单链，然后按碱基配对的方式以每条单链分别作为模板各自合成一条同自己有互补碱基的新链，这样形成了与亲代双链DNA遗传信息完全相同的两个子代新DNA分子。每个子代DNA分子的两条核苷酸链中，一条来自亲代DNA，另一条是新合成的。这种复制方式称为半保留复制。DNA的半保留复制的概念DNA在复制时，两条链解开分别作为模板，在DNA聚合酶的催化下按碱基互补的原则合成两条与模板链互补的新链，以组成新的DNA分子。这样新形成的两个DNA分子与亲代DNA分子的碱基顺序完全一样。由于子代DNA分子中一条链来自亲代，另一条链是

4、新合成的，这种复制方式称为半保留复制。DNA的半保留复制实验依据1958年Meselson&stahl用同位素示踪标记加密度梯度离心技术实验,证明了DNA是采取半保留的方式进行复制.[15N]DNA[14N-15N]DNA[14N]DNA[14N-15N]DNA复制中的大肠杆菌染色体放射自显影图(Caims实验)将3H-胸苷标记大肠杆菌DNA，经过近两代的时间，3H-胸苷掺入大肠杆菌DNA。用溶菌酶把细胞壁消化掉，使完整的大肠杆菌染色体DNA释放出来，放射自显影，得到上图。非复制部分（C）银粒子密度较低，由一股放射性链和一股非放射性

5、链构成。已复制部分站整个染色体的三分之二，其中一条双链（B）仅有一股链是标记的，另外一股双链（A）的两股链都是标记的，银粒子密度为前二者的两倍。染色体全长约为1100微米。ABC环状DNA的复制ABC（三）DNA的半不连续复制1968年ROkazaki提出。DNA在半保留复制过程中产生的两条子链，一条链连续合成的子链称前导链，另一条不连续合成的子链称后随链。两条链的合成方向都是5′→3′。实际上半不连续复制学说是半保留复制的补充。冈崎片段：DNA半不连续复制时，合成的一些短的不连续的DNA片

6、段称～。原核细胞约含1000-2000nt；真原核细胞约含100-200nt。（四）原核细胞DNA的复制过程-E.coli1.与复制有关的酶和蛋白质（1）DNA聚合酶Ⅰ1956年Kornberg等首先从E.coli分离出主要功能：①5′→3′方向聚合作用，需RNA引物，活力低。单链球状蛋白，含锌，每秒可聚合10个碱基。5′→3′方向聚合的5个特点。②具3′→5′外切酶（校正）和5′→3′外切酶（切除引物）的能力。对DNA损伤进行修复以及在DNA复制过程中填补引物RNA被切除后的空隙。（2）DNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ1969年PDelucia

7、与JCairns发现一株大肠杆菌变异株的DNA聚合酶Ⅰ活力极低，但能以仍能以正常速度合成DNA。因此，怀疑DNA聚合酶Ⅰ是否在体内负责DNA的复制。1970-1971年Kornberg和Gefter先后从大肠杆菌分离出另外两种DNA聚合酶，分别命名为DNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ。Ⅱ的主要功能：①5′→3′聚合作用，活力低，作用不清楚；②具3′→5′外切酶的能力，无5′→3′外切酶的能力。Ⅲ的主要功能：①5′→3′聚合作用，活力强，起主要作用。②具3′→5′外切酶的能力，无5′→3′外切酶的能力。（3）DNA连接酶DNA连接酶是指催化一个DNA

8、链的5′-磷酸根与另一个DNA链的3′-羟基形成磷酸二酯键的酶，但是这两条链必需都同—个互补链结合，而且必需是相邻的。反应需要供给能量，细菌连接酶以NAD+为能量来源，动物细胞和某些噬菌体以ATP为能量来源。作用特点：①连接缺口；②两