13 DNA的生物合成-【竞赛帮】全国高中生物竞赛之《生物化学简明教程》名师精讲课件

高中生物竞赛 《生物化学简明教程》 魏民、张丽萍、杨建雄 13/16，DNA的生物合成 复制：以DNA作为模板指导的DNA合成，即将DNA携带的信息传至子代DNA。 反转录：DNA合成也可以RNA为模扳指导合成作用，见于RNA病毒。 修复合成：当各种因素引起DNA损伤时，损伤DNA可修复合成，校正错误，完成正确合成，以保持DNA结构 的稳定性和遗传信息的准确性。 DNA的重组与克隆 13/16.DNA的生物合成 细胞、个体及物种的遗传特性要在代代相传中得到维持，有赖于遗传物质的完整、准确的复制并分配至子代细胞。 现代生物化学和分子生物学的一个最基本的观点—— 在生命有机体中，基因是唯一能够复制，并且能永远存在的单位， 而其意义最终须通过蛋白质才体现出来。 从DNA到蛋白质，遗传信息的流动遵循着中心法则 亲本DNA双螺旋解开，两条链分别作为模板，合成子代DNA分子的过程 DNA复制过程的研究一般采用三类系统 ΦX174 DNA或质粒DNA及其完成复制所必需的酶、蛋白质及其因子构成的体外系统 以E.coli为模式生物，研究原核生物的复制 以酵母和动物病毒为模式生物研究真核生物的DNA复制 13/16.DNA的生物合成 13.1 DNA复制的概况 即新的双链DNA中，一股链来自模板，一股链为新合成的 复制的这种方式可保证亲代的遗传特征完整无误的传递给子代，体现了遗传的保守性 1958年Meselson和Stahl用同位素15N标记大肠杆菌DNA,首先证明了DNA的半保留复制 13/16.DNA的生物合成 13.1 DNA复制的概况 13.1.1 DNA的半保留复制 ‖‖‖ 13/16.DNA的生物合成 13.1 DNA复制的概况 13.1.1 DNA的半保留复制 13/16.DNA的生物合成 13.1 DNA复制的概况 13.1.1 DNA的半保留复制 基因组能独立进行复制的单位称为复制子，每个复制子都含有控制复制起始的起点，可能还有终止复制的终点 大多数原核生物染色体DNA的复制是双向，形成复制眼，单向复制的特殊形式，称为滚动环式 真核生物染色体DNA是线形双链分子，含有许多复制起点，因此是多复制子。 13/16.DNA的生物合成 13.1 DNA复制的概况 13.1.2 DNA复制的起点和方向 ‖‖‖ 13/16.DNA的生物合成 13.1 DNA复制的概况 13.1.2 DNA复制的起点和方向 DNA复制的特点与条件 （1）半保留复制 （2）有一定的复制起始点 （3）需要引物 （4）双向复制 （5）半不连续复制 （6）复制方向5´→3´ 13/16.DNA的生物合成 13.1 DNA复制的概况 13.1.2 DNA复制的起点和方向 A. 环状双链DNA及复制起始点 B. 复制中的两个复制叉 C. 复制接近终止点（termination,，ter） ori ter A B C 13/16.DNA的生物合成 13.1 DNA复制的概况 13.1.2 DNA复制的起点和方向 原料： dNTP，Mg2+ ，双链DNA模板 引物：小片段的DNA或RNA，常是RNA，有游离的 3´-OH。 引物酶：用于合成复制所必需的RNA引物 解螺旋酶： DnaB, 由DnaA和DnaC协助在复制的起始点（Ori C）上解开双螺旋。 单链结合蛋白：稳定已经解开成两股的DNA单链。 拓扑异构酶：解DNA 分子中存在打结，缠绕、连环的超螺旋现象。 DNA连接酶：连接DNA双链中的单链缺口 DNA聚合酶：复制酶，兼有校读、纠错 13/16.DNA的生物合成 13.2 原核生物DNA的复制 13/16.DNA的生物合成 13.2 原核生物DNA的复制 13.2.1 参与原核DNA复制的酶和蛋白质 1.原核生物的DNA聚合酶 pol I pol II pol III 不同种类亚基数目 1 ≥7 ≥ 10 每个细胞的分子数 400 20 生物学活性 1 0.05 15 5´→3´聚合酶活性 ＋ ＋ ＋ 3´→5´外切酶活性 ＋ ＋ ＋ 5´→3´外切酶活性 ＋ － － 聚合速度（核苷酸/S） 16~20 40 250~1000 连续合成能力（核苷酸） 3~200 1500 ≥ 5000 功能 校正，去除RNA引物 应急修复 主要酶 13/16