第十章核酸的生物合成.ppt

第十章 核酸的生物合成 第一节第一节 中心法则中心法则 第二节第二节 DNA的生物合成的生物合成 第三节第三节 DNA修复修复 第四节第四节 RNA生物合成生物合成 第一节第一节 中心法则中心法则复制复制揭示了生物体内遗传信息的传递方向。揭示了生物体内遗传信息的传递方向。第二节第二节 DNA生物合成生物合成一、半保留复制一、半保留复制二、逆转录二、逆转录一、半保留复制一、半保留复制第一代第一代第一代第一代第二代第二代第二代第二代（含（含（含（含1515N-DNA)N-DNA)普通培养基普通培养基普通培养基普通培养基普通培养基普通培养基普通培养基普通培养基细菌细菌细菌细菌同位素示踪同位素示踪同位素示踪同位素示踪密度梯度离心密度梯度离心密度梯度离心密度梯度离心定义：以DNA双链中的一条链为模板，按碱基互补配对原则，合成两条与亲代完全相同的子代双螺旋DNA。每一个双螺旋中，一条链来自亲代，另一条链是新合成的，把这种复制方式叫做半保留复制。（一）一）DNA复制体系复制体系1.模板：模板：2.dNTP：dATP,dGTP,dCTP,dTTP3.酶及蛋白质因子酶及蛋白质因子拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶解链酶解链酶解链酶解链酶单链结合蛋白单链结合蛋白单链结合蛋白单链结合蛋白DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶引物酶及引发体引物酶及引发体引物酶及引发体引物酶及引发体DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶引物引物引物引物领头链领头链领头链领头链随从链随从链随从链随从链冈崎片段冈崎片段冈崎片段冈崎片段5 5 5 5 3 3 3 3 5533第十章 核酸的生物合成 以模板以模板以模板以模板DNADNA为指导为指导为指导为指导 遵循碱基互补配对原则遵循碱基互补配对原则遵循碱基互补配对原则遵循碱基互补配对原则 DNADNA合成起始需引物（提供合成起始需引物（提供合成起始需引物（提供合成起始需引物（提供3-OH 3-OH）DNADNA合成方向是合成方向是合成方向是合成方向是5 5 33 n1dATP n2dGTP n3dCTP n4dTTP DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶DNA+DNA+（n n1 1+n+n2 2+n+n3 3+n+n4 4）PPiPPiMg2+（1 1）DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶355335UAGCACGU引物引物GCACGUOHOHAUAATTdTTP原核中：原核中：原核中：原核中：DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶（polpol）5 35 3聚合活性（选择）聚合活性（选择）聚合活性（选择）聚合活性（选择）大片段（大片段（大片段（大片段（KlenowKlenow片段片段片段片段）3 53 5外切活性（校对）外切活性（校对）外切活性（校对）外切活性（校对）5 35 3外切活性外切活性外切活性外切活性（切除引物）小片段切除引物）小片段切除引物）小片段切除引物）小片段 功能：切除功能：切除功能：切除功能：切除RNARNA引物，并填补缺口。引物，并填补缺口。引物，并填补缺口。引物，并填补缺口。主要用于修复。主要用于修复。主要用于修复。主要用于修复。3ATCGATCAG 5 3ATCGATCAG 5 55TAGCTAGTCAGTC 3 33ATCGATCAG 5 3ATCGATCAG 5 55UAGCUUAGCUAGTCAGTC 3 3 引物引物引物引物3ATCGATCAG 5 3ATCGATCAG 5 55 AGTCAGTC 3 3 引物引物引物引物3ATCGATCAG 5 3ATCGATCAG 5 5TAGCTAGTC 35TAGCTAGTC 3模板模板模板模板 DNApol II：5 35 3聚合活性聚合活性聚合活性聚合活性 3 53 5外切活性外切活性外切活性外切活性 用于修复用于修复用于修复用于修复 DNApol：5 35 3聚合活性（选择）聚合活性（选择）聚合活性（选择）聚合活性（选择）3 53 5外切活性（校对）外切活性（校对）外切活性（校对）外切活性（校对）真正的复制延长酶真正的复制延长酶真正的复制延长酶真正的复制延长酶 3A T C G A T C A G T A T G C T 5 3A T C G A T C A G T A T G C T 5 55U A G C UU A G C UA G T C A T A C G AA G T C A T A C G A 3 3 引物引物引物引物pol（2）引物酶：）引物酶：RNA聚合酶聚合酶 （5 3）引发体（辨认复制启始点，引发体（辨认复制启始点，RNA聚合酶聚合酶DnaB蛋白因子蛋白因子 ）（3）解旋酶：）解旋酶：rep蛋白，解链酶蛋白，解链酶II（4）拓扑异构酶：拓扑异构酶：（5）单链结合蛋白）单链结合蛋白SSB：（6）DNA连接酶：连接酶：（二）过程（原核（二）过程（原核E.coli）1.起始起始2.延伸延伸3.终止终止oriC1.起始起始53355 3复制叉复制叉复制叉复制叉复制叉复制叉复制叉复制叉AT5G引物引物引物引物5引物引物引物引物355 3复制叉复制叉复制叉复制叉AT5G引物引物引物引物52.延伸延伸前导链前导链前导链前导链后随链后随链后随链后随链半不连续复制半不连续复制冈崎片段冈崎片段冈崎片段冈崎片段领头链领头链领头链领头链随从链随从链随从链随从链冈崎片段冈崎片段冈崎片段冈崎片段5 5 5 5 3 3 3 3 5533第十章 核酸的生物合成DNApol IDNA连接酶连接酶3.终止终止 二、二、逆转录逆转录以以RNA为为模板合成模板合成DNA（RNA病毒中）病毒中）逆转录酶：逆转录酶：依赖依赖RNA 的的DNA聚合酶聚合酶第三节第三节 DNA修复修复一、突变因素一、突变因素自发突变自发突变人工诱变：理化、生物因素人工诱变：理化、生物因素二、突变类型二、突变类型置换、颠换：置换、颠换：点突变：点突变：插入、缺失插入、缺失：移码突变（致命）：移码突变（致命）：三、修复三、修复光光 修修 复：复：TT 解体解体切除修复：切除修复：重组修复：重组修复：SOS修复：修复：有差错修复有差错修复有差错修复有差错修复 例：例：例：例：1.DNA 1.DNA 复制时，如模板链为：复制时，如模板链为：复制时，如模板链为：复制时，如模板链为：5-TAGA-35-TAGA-3 将会合成哪种互补结构？将会合成哪种互补结构？将会合成哪种互补结构？将会合成哪种互补结构？A -TCTA-B -ATCT-A -TCTA-B -ATCT-C -UCUA-D -AUCU-C -UCUA-D -AUCU-A -TAGC-B -CGAT-A -TAGC-B -CGAT-C -UAGC-D -CGAU-C -UAGC-D -CGAU-2.2.逆转录时，合成的逆转录时，合成的逆转录时，合成的逆转录时，合成的DNADNA为：为：为：为：5-ATCG-35-ATCG-3 模板链的结构为？模板链的结构为？模板链的结构为？模板链的结构为？第四节第四节 RNA的生物合成的生物合成 一、不对称转录一、不对称转录二、二、RNA复制复制一、不对称转录一、不对称转录定义定义：以：以一条一条DNA链为模板，根据碱链为模板，根据碱基互补配对原则，合成出对应的基互补配对原则，合成出对应的RNA的过程的过程。产物：产物：mRNA、rRNA、tRNA等等（一）合成体系（一）合成体系 底底物物：NTP（ATP、GTP、CTP、UTP）DNA模板模板 全酶：全酶：2，其中其中2为核心酶，为核心酶，因因子识别转录起始位点。子识别转录起始位点。5 3聚合活性聚合活性 合成起始不需引物合成起始不需引物 n1ATP n2GTP n3CTP n4TTP 酶酶酶酶RNA+RNA+（n n1 1+n+n2 2+n+n3 3+n+n4 4）PPiPPi RNA聚合酶（聚合酶（E.coli）真核生物：真核生物：RNA聚合酶聚合酶I：rRNA前体前体.RNA聚合酶聚合酶II：mRNA前体前体.RNA聚合酶聚合酶III：tRNA前体和前体和5SrRNA。（二）转录过程（二）转录过程（E.coli）1、起始（启动子）、起始（启动子）2、延长、延长 3、终止（终止子）、终止（终止子）GTPATP17个剪接除去剪接除去内含子内含子、修饰修饰（三）真核生物（三）真核生物RNA的加工的加工内含子内含子外显子外显子1.mRNA1.mRNA前体加工：前体加工：前体加工：前体加工：hnhn RNA RNA（不均一不均一不均一不均一RNARNA）a.5a.5末端形成帽子（末端形成帽子（末端形成帽子（末端形成帽子（m7G5ppp5Nmm7G5ppp5Nm ）结构结构结构结构 b.3b.3末端切断并加上末端切断并加上末端切断并加上末端切断并加上polyApolyA（多聚腺苷酸）尾巴多聚腺苷酸）尾巴多聚腺苷酸）尾巴多聚腺苷酸）尾巴 c.c.剪接除去内含子剪接除去内含子剪接除去内含子剪接除去内含子2.2.rRNArRNA前体加工：前体加工：前体加工：前体加工：45SrRNA45SrRNA前体前体前体前体 3.3.tRNAtRNA前体加工：前体加工：前体加工：前体加工：二、二、RNA的复制的复制 以以RNA为模板合成为模板合成RNA的过程（的过程（RNA病病毒）。毒）。RNA复制酶：依赖复制酶：依赖RNA的的RNA聚合酶。聚合酶。