生化课件DNA的生物合成
80页1、,中心法则 (The Central Dogma) 遗传信息从DNA到蛋白质的传递规律,DNA,RNA,蛋白质,RNA,蛋白质,翻译,复制,第十四章,DNA的生物合成 DNA Biosynthesis ( Replication ),复制(replication) 是以DNA为模板的DNA合成,是基因组的复制过程。在这个过程中,亲代DNA作为合成模板,按照碱基配对原则合成子代分子,其化学本质是酶促脱氧核苷酸聚合反应。,DNA复制的基本特征 Basic Rules of DNA Replication,第 一 节,半保留复制(semi-conservative replication) 双向复制(bidirectional replication) 半不连续复制(semi-discontinuous replication),DNA复制的主要特征,一、 DNA以半保留方式进行复制,DNA生物合成时,母链DNA解开为两股单链,各自作为模板(template)按碱基配对规律,合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA,一股单链从亲代完整地接受过来,另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和
2、亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。,半保留复制的概念:,A G G T A C T G C C A C T G G,T C C A T G A C G G T G A C C,C C A C T G G,G G T G A C C,A G G T A C T G,T C C A T G A C,T C C A T G A C,A G G T A C T G,A G G T A C T G C C A C T G G,T C C A T G A C G G T G A C C,A G G T A C T G C C A C T G G,T C C A T G A C G G T G A C C,+,母链DNA,复制过程中形成的复制叉,子代DNA,子链继承母链遗传信息的几种可能方式:,全保留式 半保留式 混合式,密度梯度实验:,实验结果支持半保留复制的设想。,含15N-DNA的细菌,第一代,第二代,梯度离心结果,按半保留复制方式,子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致,即子代保留了亲代的全部遗传信息,体现了遗传的保守性。,半保留复制的意义:,遗传的保守性,是物种稳定性的分子
3、基础,但不是绝对的。,原核生物基因组是环状DNA,只有一个复制起点(origin)。复制从起点开始,向两个方向进行解链,进行的是单点起始双向复制。,二、DNA复制从起点向两个方向延伸,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),真核生物每个染色体有多个起始点,是多复制子的复制。习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子(replicon) 。复制子是独立完成复制的功能单位。,三、DNA复制反应呈半不连续特征,领头链 (leading strand),后随链 (lagging strand),顺着解链方向生成的子链,复制是连续进行的,这股链称为领头链(leading strand) 。 另一股链因为复制的方向与解链方向相反,不能顺着解链方向连续延长,这股不连续复制的链称为后随链(lagging strand) 。复制中的不连续片段称为岡崎片段(okazaki fragment)。 领头链连续复制而随从链不连续复制,就是复制的半不连续性。,DNA复制的酶学和拓扑学变化,第 二 节,The Enzymology a
4、nd Topology of DNA Replication,参与DNA复制的物质:,底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP; 聚合酶(polymerase): 依赖DNA的DNA聚合酶,简写为 DNA-pol; 模板(template): 解开成单链的DNA母链; 引物(primer): 提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合; 其他的酶和蛋白质因子。,(dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 + PPi,RNA引物,RNA引物,子代DNA,聚合反应的特点:,DNA 新链生成需RNA引物和模板; 新链的延长只可沿5 3方向进行。,一、DNA聚合酶催化脱氧核苷酸间的聚合,全称:依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 简称:DNA-pol,活性:,1. 53 的聚合活性 2. 核酸外切酶活性,3 5外切酶活性:,5 3外切酶活性:,?,能切除突变的 DNA片段。,能辨认错配的碱基对,并将其水解。,核酸外切酶活性:,(一)原核生物有3种DNA聚合酶,DNA-pol DNA-pol DNA-pol ,
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