生物化学第14章DNA的生物合成
53页1、Putian University,12级临本,1,第14章,DNA的生物合成 DNA Biosynthesis ( Replication ),Putian University,12级临本,2,复制 (replication):是指由亲代DNA为模板合成两个相同的子代DNA的过程。,DNA的生物合成的方式:, DNA自我复制, DNA修复合成, 逆转录合成,Putian University,12级临本,3,DNA复制的基本特性 characteristics of DNA Replication,第 一 节,Putian University,12级临本,4,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,Putian University,12级临本,5,一、半保留复制,半保留复制:指DNA复制时,母链DNA双螺旋结构解开为两条单链,并各自作为模板,以四种dNTP为原料,按照碱基互补配对原则
2、合成与之互补的新链。使在子代DNA双链中一条来自于亲代,另一条是新合成 。这种复制方式称半保留复制。,1、半保留复制概念,3、半保留复制的意义,体现了遗传的保守性。,2、半保留复制的实验证据,Meselson和Stahl密度梯度实验,Putian University,12级临本,6,Meselson和Stahl密度梯度实验,实验结果支持半保留复制的设想。,含重氮N15-DNA的细菌,第一代,第二代,梯度离心结果,半保留复制证据,Putian University,12级临本,7,二、DNA复制的方向和方式,1、DNA复制的方向:,由5 3方向合成,以双向复制为主。,2、DNA复制的方式:,大多数原核和真核生物复制时,DNA都是从固定起始点(原核一个起点,真核多个起点)开始向两个方向解链,形成两个延伸方向相反的复制方式,即为双向复制。,复制叉,Putian University,12级临本,8,通常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。,复制子(replicon),Putian University,12级临本,9,因为催化DN
3、A合成的DNA聚合酶只能以53方向 合成子代DNA链决定模板DNA链的方向必须是35。,三 、半不连续复制,半不连续复制是指DNA复制时,以35方向为 模板合成新链时是连续合成的。而以5 3 方向为模板合成新链时是不连续合成的。,Putian University,12级临本,10,领头链与随从链,领头链(leading strand):以35方向的亲代DNA链为模板连续合成的子代链称为领头链。,随从链(lagging strand):以53方向的亲代DNA链为模板不连续合成的子代链称为随从链。随从链由不连续片段组成。不连续片段称冈崎片段( Okazaki fragment),Putian University,12级临本,11,DNA复制的酶学 和拓扑学变化,第 二 节,The Enzymology and Topology of DNA Replication,Putian University,12级临本,12,DNA复制的反应体系组成:,底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP; 聚合酶(polymerase): 依赖DNA的DNA聚合酶,简写
4、 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(解螺旋酶、拓扑异构酶、引物酶、DNA连接酶)和蛋白质因子(单链DNA结合蛋白)。,Putian University,12级临本,13,一、DNA聚合酶,聚合的功能:催化3,5磷酸二酯键的形成,核酸外切水解酶的功能,全称:依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase)。简称:DNA-pol,1、聚合反应具有方向性: 53,2、聚合反应具有模板依赖性,DNA聚合酶聚合反应特点,3、DNA聚合酶不能催化两个游离的dNTP聚合, DNA新链生成需引物参与,Putian University,12级临本,14,DNA聚合酶的5至3的聚合活性,dTTP,3,(dNMP) n + dNTP (dNMP) n+1 + ppi,dTTP,Putian University,12级临本,15,35外切酶活性,53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,DNA聚合酶的核酸外切酶活性,?,
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