生物化學(xué)基礎(chǔ)第9章2 核酸代謝課件

第九章核酸代謝MetabolismofNucleotides第九章核酸代謝MetabolismofNucleot第四節(jié)DNA的生物合成BiosynthesisofDNA第四節(jié)DNA的生物合成Biosynthesis重點(diǎn)內(nèi)容DNA的半保留復(fù)制DNA的合成過(guò)程岡崎片段相關(guān)概念重點(diǎn)內(nèi)容DNA的半保留復(fù)制基本知識(shí)體系基因：合成有功能蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA所必需的全部核苷酸序列。一般是DNA序列或RNA（RNA病毒）基因組：一種生物體中的整套遺傳信息，一般為一個(gè)受精卵或一個(gè)體細(xì)胞的細(xì)胞核中所有DNA分子的總和順反子（cistron)與基因相通，通常一個(gè)順反子即一個(gè)基因；定義為：編碼單條多肽鏈的一個(gè)遺傳功能單位，即轉(zhuǎn)錄單位。原核生物多順反子，一條mRNA鏈編碼幾種功能相關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)；（相反真核生物單順反子）基本知識(shí)體系基因：合成有功能蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA所必需的全部?jī)?nèi)含子與外顯子外顯子(exon)：編碼序列內(nèi)合子(intron)：插入外顯子之間非編碼序列5'-端和3'-端非翻譯區(qū)(UTR)內(nèi)含子與外顯子外顯子(exon)：編碼序列一、DNA的半保留復(fù)制半保留復(fù)制提出的實(shí)驗(yàn)依據(jù)：Meselson和Stahl（1958）15NH4Cl標(biāo)記EcoliDNA—同位素標(biāo)記技術(shù)（15N14N）DNA的密度梯度離心技術(shù)Cairna(1963)利用放射性自顯影，觀察到Ecoli染色體DNA復(fù)制中間過(guò)程細(xì)菌培養(yǎng)技術(shù)DNA提取技術(shù)等一、DNA的半保留復(fù)制半保留復(fù)制提出的實(shí)驗(yàn)依據(jù)：Chargaff（1950）提出DNA堿基組成的規(guī)律Watson和Crick（1953）提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并推測(cè)DNA的半保留復(fù)制半保留復(fù)制提出的理論依據(jù)Chargaff（1950）提出DNA堿基組成的規(guī)律半保留復(fù)TheReplicationofDNAinEscherichiacoli.MatthewMeselson&FranklinStahl

ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUSA.1958,44:671-682TheReplicationofDNAinEsch二、

DNA半保留復(fù)制的定義定義：

指遺傳物質(zhì)傳代過(guò)程中，以母鏈DNA為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則指導(dǎo)DNA新鏈的合成，子鏈DNA堿基序列與親代分子完全一樣，但一條鏈來(lái)自親代的DNA鏈，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻逆湣Ｏ鄬?duì)的遺傳保守絕對(duì)的遺傳變異二、DNA半保留復(fù)制的定義定義：指遺傳物質(zhì)傳代過(guò)程中，以DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)親代DNA兩條鏈均可為模板方向：5'到3'的方向合成新鏈復(fù)制過(guò)程是雙向進(jìn)行速度：非常迅速需DNA或RNA引物合成過(guò)程是半不連續(xù)的DNA由拓?fù)洚悩?gòu)酶催化局部解旋真核線性DNA末端（端粒）的復(fù)制需端粒酶參與DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)親代DNA兩條鏈均可為模板三、DNA的復(fù)制酶之一

聚合酶：以DNA為模板，催化新鏈3′,5′-磷酸二酯鍵的生成（1）原核生物DNA聚合酶有三類：DNA聚合酶I、聚合酶II、聚合酶III（polI、II、III）1955年，Kornberg

大腸肝菌

中發(fā)現(xiàn)DNApolymeraseI，

獲諾貝爾獎(jiǎng)。三、DNA的復(fù)制酶之一聚合酶：以DNA為模板，催化新鏈3′DNApolymeraseI功能5′-3′聚合酶、5′-3′外切酶、3′-5′外切酶DNA損傷的修復(fù)DNA復(fù)制過(guò)程中RNA引物切除后，空隙的填充結(jié)構(gòu)單鏈多肽、球蛋白分子量103×103Da含鋅原子DNApolymeraseI功能DNApolII與聚合酶I相似，確切作用不詳1970年，德國(guó)RolfKnippers發(fā)現(xiàn)DNApolIII結(jié)構(gòu)：10種不同亞基組成，呈不對(duì)稱二聚體分子量：900×103Da功能：與DNA復(fù)制有關(guān)DNApolIV和

polV（

1999)

DNA修復(fù)有關(guān)DNApolymerase家族DNApolII與聚合酶I相似，確切作用不詳DNA聚合酶活性中心鋅指模型DNAPolymeraseII藍(lán)色區(qū)域

聚合酶活性中心鋅指模型DNAPolymeraseIIDNApolymeraseIII的亞基DNApolymeraseIII的亞基DNAPolymeraseIIIα-SubunitDNAPolymeraseIIIDNAPolymeraseIII異二聚體結(jié)構(gòu)DNAPolymeraseIIIα-SubunitDN三、DNA的復(fù)制酶之二——

真核生物DNA聚合酶類別、細(xì)胞定位、性質(zhì)及功能DNA聚合酶PolαPolβPolγPolδPolεPolξ、Polη與Polι相對(duì)分子量KD>25036～38160～300170256細(xì)胞內(nèi)定位細(xì)胞核細(xì)胞核線粒體細(xì)胞核細(xì)胞核相關(guān)酶活性5′→3′聚合酶有有有有有3′→5′外切酶無(wú)無(wú)有有有引發(fā)酶有無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)功能引物合成堿基切除修復(fù)線粒體DNA合成DNA復(fù)制酶修復(fù)不清楚或損傷旁路修復(fù)三、DNA的復(fù)制酶之二——

真核生物三、DNA的復(fù)制酶之三——引物酶名稱：引發(fā)酶（引物酶）功能：負(fù)責(zé)合成約10個(gè)核苷酸的RNA引物。底物：核苷三磷酸結(jié)構(gòu)：引發(fā)酶與DNA聚合酶α

形成復(fù)合體。能量：NTP三、DNA的復(fù)制酶之三——引物酶名稱：引發(fā)酶（引物酶）三、DNA的復(fù)制酶之四——連接酶名稱：連接酶（DNAligase）1967年發(fā)現(xiàn)功能：將雙鏈DNA的單鏈切口形成3′′-5磷酸二酯鍵能量：消耗細(xì)菌連接酶以NADH為供能者；高等動(dòng)物和噬菌體以ATP為供能者三、DNA的復(fù)制酶之四——連接酶名稱：連接酶（DNAlig名稱：topoisomerase核酸拓?fù)湓颍篋NA復(fù)制過(guò)程，由于超螺旋的存在，結(jié)構(gòu)緊密；解鏈過(guò)程，產(chǎn)生過(guò)度擰緊、打結(jié)、纏繞、連環(huán)等功能：松弛超螺旋、克服復(fù)制、合成過(guò)程中產(chǎn)生的扭曲張力

類似核酸內(nèi)切酶和連接酶的聯(lián)合作用類型：Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶：切割DNA雙鏈中的一股，并適時(shí)連接，不需ATP，不形成超螺旋，參與復(fù)制和轉(zhuǎn)錄

Ⅱ型拓?fù)洚悩?gòu)酶（解旋酶）：切割DNA雙鏈，并適時(shí)連接，不需ATP時(shí)，松馳負(fù)超螺旋；需ATP時(shí)，引入負(fù)超三、DNA的復(fù)制酶之五——

拓?fù)洚悩?gòu)酶名稱：topoisomerase三、DNA的復(fù)制酶之五——拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)湓蛲負(fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ的作用拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)湓蛲負(fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ的作用拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的作用拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的作用三、DNA的復(fù)制酶之六——

解旋酶

名稱：解螺旋酶（helicase）功能：復(fù)制叉年解開小段雙鏈DNA形成單鏈，利于DNA合成能量：需要消耗三、DNA的復(fù)制酶之六——

三、DNA復(fù)制之七——

單鏈結(jié)合蛋白

名稱：?jiǎn)捂淒NA結(jié)合蛋白（single-strandDNAbindingprotein,SSB）功能：與單鏈DNA結(jié)合，阻止已解鏈DNA重新形成雙鏈，保護(hù)核酸不被降解結(jié)構(gòu)：四聚體蛋白三、DNA復(fù)制之七——

八、復(fù)制因子C（RFC）一種裝載因子，作為DNA聚合酶α和δ之間的連系物或紐帶，有助于前導(dǎo)鏈和后隨鏈的同時(shí)合成。九、核酸酶H（RNaseH）和蓋內(nèi)切核酸酶（FEN1）參與去除RNA引物的作用。RNaseH降解RNA引物，留下一個(gè)核苷酸連在岡崎片段的末端，由FEN1完成去除最后一個(gè)核苷酸。三、DNA復(fù)制之其他八、復(fù)制因子C（RFC）三、DNA復(fù)制之其他四、DNA復(fù)制有關(guān)酶及蛋白因子原核生物復(fù)制體系的組分模板親代雙鏈DNA，需解旋底物dATP、dGTP、dCTP、dTTP引物提供3’-OH多種酶拓?fù)洚悩?gòu)酶、引物酶、DNA聚合酶、解螺旋酶、DNA連接酶多種蛋白因子單鏈DNA結(jié)合蛋白、復(fù)制蛋白A、復(fù)制因子C及鎂離子四、DNA復(fù)制有關(guān)酶及蛋白因子原核生物復(fù)制體系的組分模板親代酶及有關(guān)蛋白因子功能DNA聚合酶α/引發(fā)酶引發(fā)及后隨鏈的部分合成DNA聚合酶δ主要的DNA復(fù)制酶拓?fù)洚悩?gòu)酶松弛DNA超螺旋，有利于復(fù)制解螺旋酶解開DNA雙螺旋單鏈DNA結(jié)合蛋白及復(fù)制蛋白A與單鏈DNA結(jié)合，防止再形成雙鏈復(fù)制因子C（RFC）參與滑動(dòng)夾子的裝配增殖細(xì)胞核抗原（PCNA）滑動(dòng)夾，與合成的連續(xù)性有關(guān)核酸酶H（RNaseH）去除RNA引物蓋內(nèi)切核酸酶I去除RNA引物的最后一個(gè)核苷酸DNA連接酶連接岡崎片段及參與修復(fù)真核生物DNA復(fù)制體系酶及有關(guān)蛋白因子功能DNA聚合酶α/引發(fā)酶引發(fā)及后隨鏈相關(guān)概念

雙向復(fù)制(bidirectionalreplication)：原核生物DNA復(fù)制是從一個(gè)起始點(diǎn)開始，同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行。

復(fù)制起點(diǎn)(origin)：含有100～200個(gè)堿基對(duì)的一段DNA。

原核生物只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)；真核生物染色體DNA有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。新鏈增長(zhǎng)的方向:5′→3′復(fù)制子(replicon)：兩個(gè)起始點(diǎn)之間的DNA片段。人的基因組可能有104~105個(gè)復(fù)制子

復(fù)制叉(replicationfork):復(fù)制時(shí)雙鏈打開，分開成兩股，新鏈沿著張開的模板生成，復(fù)制中形成的這種Y字形結(jié)構(gòu)相關(guān)概念雙向復(fù)制(bidirectionalr真核生物復(fù)制起點(diǎn)真核生物復(fù)制起點(diǎn)五、DNA復(fù)制過(guò)程三個(gè)階段:起始(Initiation）延伸（Elongation）終止（Termination）五、DNA復(fù)制過(guò)程三個(gè)階段:1起始過(guò)程DnaA蛋白辨認(rèn)并結(jié)合起始位點(diǎn)防止螺旋回復(fù)單鏈結(jié)合蛋白解鏈酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶引物合成引物酶DNA解鏈起始點(diǎn)oriC的確定復(fù)制體的形成連接酶1起始過(guò)程DnaA蛋白辨認(rèn)防止螺旋回復(fù)單鏈結(jié)合蛋白解鏈酶

DnaA識(shí)別起始點(diǎn)

DnaB和DnaC（協(xié)助解開DNA雙鏈）DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶引物酶SSB3’5’3’5’引發(fā)體和引物復(fù)制體DnaADnaB和Dna2

延伸過(guò)程過(guò)程描述：DNA聚合酶催化下，解開的DNA單鏈為模板，四種dNTP為原料，新進(jìn)入的dNTP與引物3′－OH形成磷酸二酯鍵，由5′向3′方向延長(zhǎng)子鏈。延伸過(guò)程：半不連續(xù)復(fù)制原因：

DNA兩條鏈為反向平行，分別稱為前導(dǎo)鏈（DNA鏈3′到5′）和隨從鏈，DNA聚合酶的合成方向5′--3′。

半不連接復(fù)制定義：隨從鏈的延伸方向與復(fù)制叉方向相反，先合成小片段然后再在連接酶的作用下連成完整DNA大分子。2延伸過(guò)程過(guò)程描述：DNA聚合酶催化下，解開的DNA單鏈領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制連續(xù)進(jìn)行，得到連續(xù)子鏈。引物隨從鏈(laggingstrand)

復(fù)制方向與解鏈方向相反，須解開足夠長(zhǎng)度模板鏈才能繼續(xù)復(fù)制，得到的子鏈由不連續(xù)的片段所組成。岡崎片段領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)順著解鏈方向生成岡崎片段（Okazakifragment）

1968年岡崎（日本）利用電鏡及放射自顯影技術(shù)，觀察到DNA復(fù)制中出現(xiàn)一些不連續(xù)的片段，將這些不連續(xù)的片段稱為岡崎片段。 原核生物的岡崎片段為1000－2000個(gè)核苷酸，相當(dāng)于一個(gè)順反子（cistron），即基因的大?。徽婧松镩L(zhǎng)度約100－200個(gè)核苷酸，相當(dāng)于一個(gè)核小體DNA大小。岡崎片段（Okazakifragment） 1968年岡崎（半不連續(xù)復(fù)制

（semidiscontinuousreplicaton)半不連續(xù)復(fù)制

（semidisc3

終止過(guò)程原核生物

環(huán)狀DNA雙向復(fù)制，復(fù)制片段在復(fù)制終止點(diǎn)匯合

岡崎片段由DNA聚合酶I切除引物，由DNA連接酶連接

真核生物

染色體DNA呈線性復(fù)制，多復(fù)制點(diǎn)，復(fù)制在末端停止。岡崎片段RNA引物水解：由RNaseH降解RNA引物，留下單個(gè)核糖由蓋內(nèi)切核酸酶除去DNA大分子的形成：DNA連接酶將相鄰DNA片段連接形成大分子DNA鏈3終止過(guò)程原核生物DNA復(fù)制特點(diǎn)及其他嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則復(fù)制具有高度保真性DNA聚合酶對(duì)堿基具有選擇性DNA聚合酶對(duì)復(fù)制過(guò)程具有校讀功能細(xì)胞自我修復(fù)系統(tǒng)（堿基錯(cuò)配概率10-10～10-8

）DNA復(fù)制特點(diǎn)及其他嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則真核與原核DNA復(fù)制比較真核DNA復(fù)制過(guò)程更加復(fù)雜多復(fù)制起點(diǎn)、多蛋白因子（增殖細(xì)胞核抗原等）ORC序列辨認(rèn)起始點(diǎn)：此序列含有11個(gè)核苷酸組成的保守序列：A（T）TTTATA（G）TTTA（T）RNA引物（約10個(gè)核苷酸）形成后，再形成15~30個(gè)核苷酸的DNA起始片段真核與原核DNA復(fù)制比較真核DNA復(fù)制過(guò)程更加復(fù)雜真核與原核DNA復(fù)制比較存在端粒(telomere)結(jié)構(gòu)

定義：真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)：由末端單鏈DNA序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成；末端DNA序列是多次重復(fù)的富含T、G堿基的短序列。

功能：維持染色體的穩(wěn)定性和DNA復(fù)制的完整性端粒酶(telomerase)催化的延伸——爬行過(guò)程

參與蛋白：端粒酶模板、端粒酶協(xié)同蛋白

端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶真核與原核DNA復(fù)制比較存在端粒(telomere)結(jié)構(gòu)端粒DNA結(jié)構(gòu)及復(fù)制端粒結(jié)構(gòu)端粒重復(fù)序列3′端端粒復(fù)制過(guò)程端粒DNA結(jié)構(gòu)及復(fù)制端粒結(jié)構(gòu)端粒重復(fù)序列3′端端粒復(fù)制過(guò)程端粒酶及復(fù)制過(guò)程功能：端粒酶含有與端粒DNA互補(bǔ)的序列，并具有逆轉(zhuǎn)錄酶的性質(zhì)。端粒酶負(fù)責(zé)端粒DNA合成。端粒酶及復(fù)制過(guò)程功能：端粒酶含有與端粒DNA互補(bǔ)的序列，并具六、線粒體DNA復(fù)制-D環(huán)復(fù)制線粒體DNA有兩個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。第二個(gè)復(fù)制起點(diǎn)開始復(fù)制時(shí)，第一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)已復(fù)制至全環(huán)DNA的2/3，并將外環(huán)取代出來(lái)，復(fù)制過(guò)程不對(duì)稱。電鏡下觀察此結(jié)構(gòu)似D形，稱D環(huán)復(fù)制。六、線粒體DNA復(fù)制-D環(huán)復(fù)制線粒體DNA有兩個(gè)復(fù)制起點(diǎn)七、逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程定義：以RNA為模板，按照RNA中的核苷酸順序，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成DNA的過(guò)程。

合成序列稱為cDNA（互補(bǔ)DNA）發(fā)現(xiàn)歷史：1970年，美國(guó)Temin與Baltimore在雞肉瘤和小鼠白血病病毒等RNA腫瘤病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，并發(fā)展了中心法則。于1975年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。七、逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程定義：以RNA為模板，按照RNA中的核苷酸順序逆轉(zhuǎn)錄酶功能：以RNA為模板或以DNA為模板的DNA聚合酶活性核糖核酸酶H（RNaseH）活性：水解模板RNADNA內(nèi)切酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶、解鏈酶和tRNA結(jié)合的活性需要引物：細(xì)胞內(nèi)合成時(shí)需宿主細(xì)胞多聚dT作為引物體外合成可人工合成引物逆轉(zhuǎn)錄酶功能：逆轉(zhuǎn)錄研究的意義

逆轉(zhuǎn)錄酶和機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，是分子生物學(xué)研究中的重大發(fā)現(xiàn)。

逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象說(shuō)明：至少在某些生物，RNA同樣兼有遺傳信息傳代與表達(dá)功能。

分子生物學(xué)研究可應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄酶，作為獲取基因工程目的基因的重要方法之一，此法稱為cDNA法。

逆轉(zhuǎn)錄研究的意義逆轉(zhuǎn)錄酶和機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，是分子生物學(xué)研究中的八、DNA的損傷與修復(fù)1、DNA損傷定義：

某些理化因素作用下，DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生的任何形式改變都

注意區(qū)別：突變、進(jìn)化、淘汰。2、DNA損傷的類型堿基對(duì)的更換、堿基的缺失、插入、DNA鏈的斷裂、鏈內(nèi)或鏈間的交聯(lián)、倒位等。3、造成損傷的因素外因：紫外線、電離、堿基類似物、修飾劑化學(xué)誘變劑等

內(nèi)因：自發(fā)脫堿基、自發(fā)脫氨基、復(fù)制錯(cuò)配等。八、DNA的損傷與修復(fù)1、DNA損傷定義：（一）突變是生物進(jìn)化與分化的分子基礎(chǔ)（二）突變導(dǎo)致基因型改變形成DNA多樣性（三）突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)（四）突變導(dǎo)致死亡DNA損傷突變的意義（一）突變是生物進(jìn)化與分化的分子基礎(chǔ)DNA損傷突變的意義射線與各種輻射化學(xué)因素造成DNA損傷的因素5-FU6-MP等堿基類似物；羥胺類；過(guò)氧化物、含巰基化合物等；脫氨劑和烷基化試劑：如亞硝酸類、硫酸二甲酯、

苯并芘、氮芥類等射線與各種輻射DNA損傷的修復(fù)一定條件下，損傷的DNA分子恢復(fù)正常的過(guò)程。修復(fù)方式：直接修復(fù)錯(cuò)配修復(fù)切除修復(fù)重組修復(fù)應(yīng)急反應(yīng)（SOS）和易錯(cuò)修復(fù)DNA損傷的修復(fù)一定條件下，損傷的DNA分子恢復(fù)正常的過(guò)程。利用外條件、酶簡(jiǎn)單地逆轉(zhuǎn)DNA的損傷光修復(fù)酶(photolyase)

UV直接修復(fù)300~600nm利用外條件、酶簡(jiǎn)單地逆轉(zhuǎn)DNA的損傷光修復(fù)酶(photoly切除修復(fù)—最普遍的修復(fù)方式需要DNA特異內(nèi)切酶、核酸外切酶、糖苷酶、DNA聚合酶和DNA連接酶等參與。包括單個(gè)核苷酸切除和核苷酸片段切除修復(fù)。切除修復(fù)—最普遍的修復(fù)方式需要DNA特異內(nèi)切酶、核酸外重組修復(fù)DNA-polⅠ3'5'5'5'5'5'3'RecA5'5'5'3'5'replication5'3'5'5'5'DNA-PolⅢDNA-ligase3'5'5'RecB、CRecA

第一次復(fù)制：DNA鏈損傷部位可能被切除，也可能未被切除。

第二次復(fù)制：如果損傷留在母鏈上，復(fù)制經(jīng)過(guò)損傷部位時(shí)所產(chǎn)生的缺口還需通過(guò)同樣的重組過(guò)程來(lái)彌補(bǔ)，直至損傷被切除修復(fù)所消除

多次復(fù)制：若干代后，即使損傷未從親代鏈中除去，在后代細(xì)胞中已被稀釋，消除了損傷的影響。重組修復(fù)DNA-polⅠ3'5'5'5'5'5'3'RecASOS修復(fù)—誘導(dǎo)修復(fù)定義：DNA損傷廣泛難復(fù)制，由此而誘發(fā)出一系列復(fù)雜的反應(yīng)。在E.coli，各種與修復(fù)有關(guān)的基因，組成一個(gè)稱為調(diào)節(jié)子(regulon)的網(wǎng)絡(luò)式調(diào)控系統(tǒng)。特點(diǎn)：修復(fù)特異性低，對(duì)堿基的識(shí)別、選擇能力差。通過(guò)SOS修復(fù)，復(fù)制如能繼續(xù)，細(xì)胞可存活。然而DNA保留的錯(cuò)誤較多，導(dǎo)致較廣泛、長(zhǎng)期的突變。SOS修復(fù)—誘導(dǎo)修復(fù)定義：DNA損傷廣泛難復(fù)制，由此而誘發(fā)出第五節(jié)RNA的生物合成

RNATranscription第五節(jié)RNA的生物合成RNATranscrip重點(diǎn)內(nèi)容DNA指導(dǎo)下RNA的合成（轉(zhuǎn)錄）RNA轉(zhuǎn)錄后加工RNA指導(dǎo)下RNA的合成(RNA的復(fù)制)核酸生物合成的抑制劑重點(diǎn)內(nèi)容DNA指導(dǎo)下RNA的合成（轉(zhuǎn)錄）一、DNA指導(dǎo)下RNA的合成一、又稱為轉(zhuǎn)錄：是指在DNA一條鏈為模板情況下，在RNA聚合酶催化下，按照堿基配對(duì)原則，以四種核糖核苷酸為原料合成一條與模板DNA互補(bǔ)的RNA的過(guò)程。轉(zhuǎn)錄單位：從DNA模板的特定位點(diǎn)開始，并在一定的位點(diǎn)終止的轉(zhuǎn)錄區(qū)域。一、DNA指導(dǎo)下RNA的合成一、又稱為轉(zhuǎn)錄：是指在DNA一相關(guān)知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)基因：DNA分子中可轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄：不同基因的模板鏈與編碼鏈，在DNA分子上并非固定在某一股鏈上。模板鏈：Watson(W)鏈、負(fù)鏈、反意義鏈編碼鏈：與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈，Crick(C)鏈、正鏈、有意義鏈

啟動(dòng)子（promoter)

終止子(terminator)模板鏈（templattestrand）反意義鏈(antisensestrand)有意義鏈(sensestrand)DNA5533相關(guān)知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)基因：DNA分子中可轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段二、參與轉(zhuǎn)錄的酶RNA聚合酶(RNApol)：依賴DNA的RNA聚合酶，亦稱為DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶原核生物

結(jié)構(gòu)：五種亞基α2ββ?σ組成，含2個(gè)Zn原子功能：催化mRNA、rRNA、tRNA等的合成真核生物結(jié)構(gòu):由4-6種亞基組成，含Zn2+分類：RNA聚合酶I（

催化rRNA前體的轉(zhuǎn)錄）；RNA聚合酶II（

催化mRNA前體的轉(zhuǎn)錄）；RNA聚合酶III（

催化小分子量RNA的轉(zhuǎn)錄）二、參與轉(zhuǎn)錄的酶RNA聚合酶(RNApol)：依賴DNA的大腸桿菌RNA聚合酶

E.coliRNAPolymerase2個(gè)α亞基，參與RNA核心酶的組裝；參與全酶和啟動(dòng)子的牢固結(jié)合β亞基RNA聚合酶的催化中心，可能含有兩個(gè)結(jié)構(gòu)域,分別負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)錄的起始和延伸。β?亞基RNA聚合酶的催化中心，負(fù)責(zé)核心酶與模板DNA的結(jié)合。σ因子啟動(dòng)子識(shí)別中起關(guān)鍵性的作用；數(shù)量只有核心酶的30%。大腸桿菌RNA聚合酶

E.coliRNAPolymer真核生物RNA聚合酶真核生物RNA聚合酶RNA聚合酶DNA聚合酶的比較RNA聚合酶DNA聚合酶的比較生物化學(xué)基礎(chǔ)第9章2核酸代謝課件三、轉(zhuǎn)錄過(guò)程1、過(guò)程分為起始、延伸和終止三個(gè)2、操縱子（轉(zhuǎn)錄單位）：從起始位點(diǎn)（啟動(dòng)子）至終止位點(diǎn)（終止子）的整個(gè)轉(zhuǎn)錄區(qū)段3、啟動(dòng)子（promoters）：可被RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合并啟動(dòng)RNA轉(zhuǎn)錄的特定DNA序列。

原核生物啟動(dòng)子約由40個(gè)核苷酸序列組成。分三個(gè)區(qū)：起始識(shí)別區(qū)（-35個(gè)核苷酸識(shí)別RNA聚合酶）、牢固結(jié)合區(qū)（-10個(gè)核苷酸DNA雙鏈局部解旋）、轉(zhuǎn)錄起始區(qū)三、轉(zhuǎn)錄過(guò)程1、過(guò)程分為起始、延伸和終止三個(gè)原核生物啟動(dòng)子上游下游原核生物啟動(dòng)子上游下游

存在兩個(gè)共同順序：

-25區(qū)TATA盒，又稱為Hogness盒，由A、T堿基所組成，其功能與聚合酶的定位有關(guān)，DNA雙鏈在此解開，并決定轉(zhuǎn)錄的起始位點(diǎn)。-75區(qū)CAAT盒，一致序列為GGTCAATCT，CAAT盒與轉(zhuǎn)錄的起始頻率有關(guān)。真核生物基因組中還有一個(gè)增強(qiáng)子（enhancer）序列，它能極大地促進(jìn)啟動(dòng)子的轉(zhuǎn)錄活性。真核生物的啟動(dòng)子存在兩個(gè)共同順序：真核生物的啟動(dòng)子真核生物啟動(dòng)子真核生物啟動(dòng)子轉(zhuǎn)錄過(guò)程（原核生物）過(guò)程一：識(shí)別σ因子識(shí)別轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)，酶與該區(qū)結(jié)合后，即滑動(dòng)至-10區(qū)，DNA雙鏈解開，啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄。

過(guò)程二：起始（啟動(dòng)物、全酶和核苷三磷酸三元復(fù)合物的形成）起始位點(diǎn)，全酶結(jié)合第一個(gè)核苷三磷酸GTP或ATP，并催化其與另外一個(gè)三磷酸核苷聚合，形成第一個(gè)3',5'-磷酸二酯鍵。

轉(zhuǎn)錄過(guò)程（原核生物）過(guò)程一：識(shí)別生物化學(xué)基礎(chǔ)第9章2核酸代謝課件過(guò)程三：延伸（RNA-DNA雜交）

RNA聚合酶繼續(xù)沿DNA鏈移動(dòng)，按照堿基互補(bǔ)原則，不斷聚合RNA。合成約10個(gè)堿基，σ解離，陸續(xù)形成RNA-DNA雜交區(qū)過(guò)程四：終止由終止因子(ρ因子)識(shí)別特異的終止信號(hào)，并促使RNA的釋放；或者不依賴ρ因子，轉(zhuǎn)錄終止點(diǎn)處存在相連的富含GC和AT的寡聚U及發(fā)夾形的二級(jí)結(jié)構(gòu)，引起RNA聚合酶變構(gòu)及移動(dòng)停止，導(dǎo)致RNA轉(zhuǎn)錄的終止。過(guò)程三：延伸（RNA-DNA雜交）終止因子及ρ因子協(xié)助RNA聚合酶識(shí)別終止信號(hào)的輔助因子（蛋白質(zhì)）稱為終止因子(terminationfactor)。

存在兩種終止機(jī)制：依賴ρ因子與不依賴ρ因子

ρ因子是RNA聚合酶的一種

重要的蛋白質(zhì)輔助因子。催化

解開DNA-DNA和RNA-DNA

雙螺旋結(jié)構(gòu)。終止因子及ρ因子協(xié)助RNA聚合酶識(shí)別終止信號(hào)的輔助因子（蛋白大腸桿菌兩類終止子結(jié)構(gòu)不依賴ρ因子依賴ρ因子G-C區(qū)U區(qū)大腸桿菌兩類終止子結(jié)構(gòu)不依賴ρ因子依賴ρ因子G-C區(qū)U區(qū)真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄的區(qū)別真核生物中轉(zhuǎn)錄與復(fù)制在不同的區(qū)域RNA聚合酶不相同啟動(dòng)子不同轉(zhuǎn)錄后RNA加工修飾不同真核生物和原核生物轉(zhuǎn)錄的區(qū)別真核生物中轉(zhuǎn)錄與復(fù)制在不同的區(qū)域四、RNA轉(zhuǎn)錄后的加工剪切：去除不需要的部位。如：除去內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄來(lái)的序列；剪接：將成簇排列的基因轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物切開。如：核內(nèi)不均一RNA的降解與修飾；修飾：核糖或堿在的修飾。如甲基化、羥基化等。四、RNA轉(zhuǎn)錄后的加工剪切：去除不需要的部位。如：除去內(nèi)含子真核細(xì)胞mRNA的加工5′

帽子PolyA

3′

AAAAAAA-OH剪接：剪去內(nèi)含子(intron)，拼接外顯子(extron)5′端接上帽子結(jié)構(gòu)3′端添加PolyA尾巴結(jié)構(gòu),由RNA末端核苷酸轉(zhuǎn)移酶催化真核細(xì)胞mRNA的加工5′帽子PolyA3′AAAAARNA的拼接RNA的拼接RNA轉(zhuǎn)錄的抑制作用RNA的轉(zhuǎn)錄抑制劑之一嘌呤和嘧啶類似物:RNA轉(zhuǎn)錄的抑制作用RNA的轉(zhuǎn)錄抑制劑之一嘌呤和嘧啶類似物RNA的轉(zhuǎn)錄抑制劑之二模板功能抑制物1）烷化劑：氮芥、磺酸酯、氮丙啶、乙撐亞胺等

2）放線菌素

3）嵌入染料：溴化乙錠等RNA的轉(zhuǎn)錄抑制劑之三RNA聚合酶的抑制物

1）利福平霉素：利福平

2）鏈霉素

3）α-鵝膏蕈堿

4）放線菌素RNA的轉(zhuǎn)錄抑制劑之二模板功能抑制物復(fù)習(xí)及作業(yè)名詞解釋基因，中心法則，半保留復(fù)制，半不連續(xù)復(fù)制復(fù)制子，雙向復(fù)制，岡崎片段，端粒酶，逆轉(zhuǎn)錄DNA復(fù)制有哪些特點(diǎn)？DNA的復(fù)制過(guò)程參與復(fù)制起始的各種酶及其功能簡(jiǎn)述DNA損傷的修復(fù)機(jī)制復(fù)習(xí)及作業(yè)名詞解釋DNA和RNA合成的比較DNA和RNA合成的比較名詞解釋轉(zhuǎn)錄、不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄、RNA聚合酶核心酶、轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子、外顯子、.內(nèi)含于、核酶復(fù)制與轉(zhuǎn)錄過(guò)程的異同點(diǎn)。原核生物RNA聚合酶各亞基在轉(zhuǎn)錄中的作用。為何說(shuō)RNA轉(zhuǎn)錄為不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄?比較真核生物RNA聚合酶的不同點(diǎn)。

復(fù)習(xí)與作業(yè)名詞解釋復(fù)習(xí)與作業(yè)第九章核酸代謝MetabolismofNucleotides第九章核酸代謝MetabolismofNucleot第四節(jié)DNA的生物合成BiosynthesisofDNA第四節(jié)DNA的生物合成Biosynthesis重點(diǎn)內(nèi)容DNA的半保留復(fù)制DNA的合成過(guò)程岡崎片段相關(guān)概念重點(diǎn)內(nèi)容DNA的半保留復(fù)制基本知識(shí)體系基因：合成有功能蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA所必需的全部核苷酸序列。一般是DNA序列或RNA（RNA病毒）基因組：一種生物體中的整套遺傳信息，一般為一個(gè)受精卵或一個(gè)體細(xì)胞的細(xì)胞核中所有DNA分子的總和順反子（cistron)與基因相通，通常一個(gè)順反子即一個(gè)基因；定義為：編碼單條多肽鏈的一個(gè)遺傳功能單位，即轉(zhuǎn)錄單位。原核生物多順反子，一條mRNA鏈編碼幾種功能相關(guān)聯(lián)的蛋白質(zhì)；（相反真核生物單順反子）基本知識(shí)體系基因：合成有功能蛋白質(zhì)多肽鏈或RNA所必需的全部?jī)?nèi)含子與外顯子外顯子(exon)：編碼序列內(nèi)合子(intron)：插入外顯子之間非編碼序列5'-端和3'-端非翻譯區(qū)(UTR)內(nèi)含子與外顯子外顯子(exon)：編碼序列一、DNA的半保留復(fù)制半保留復(fù)制提出的實(shí)驗(yàn)依據(jù)：Meselson和Stahl（1958）15NH4Cl標(biāo)記EcoliDNA—同位素標(biāo)記技術(shù)（15N14N）DNA的密度梯度離心技術(shù)Cairna(1963)利用放射性自顯影，觀察到Ecoli染色體DNA復(fù)制中間過(guò)程細(xì)菌培養(yǎng)技術(shù)DNA提取技術(shù)等一、DNA的半保留復(fù)制半保留復(fù)制提出的實(shí)驗(yàn)依據(jù)：Chargaff（1950）提出DNA堿基組成的規(guī)律Watson和Crick（1953）提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并推測(cè)DNA的半保留復(fù)制半保留復(fù)制提出的理論依據(jù)Chargaff（1950）提出DNA堿基組成的規(guī)律半保留復(fù)TheReplicationofDNAinEscherichiacoli.MatthewMeselson&FranklinStahl

ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUSA.1958,44:671-682TheReplicationofDNAinEsch二、

DNA半保留復(fù)制的定義定義：

指遺傳物質(zhì)傳代過(guò)程中，以母鏈DNA為模板，按堿基互補(bǔ)配對(duì)原則指導(dǎo)DNA新鏈的合成，子鏈DNA堿基序列與親代分子完全一樣，但一條鏈來(lái)自親代的DNA鏈，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻逆?。相?duì)的遺傳保守絕對(duì)的遺傳變異二、DNA半保留復(fù)制的定義定義：指遺傳物質(zhì)傳代過(guò)程中，以DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)親代DNA兩條鏈均可為模板方向：5'到3'的方向合成新鏈復(fù)制過(guò)程是雙向進(jìn)行速度：非常迅速需DNA或RNA引物合成過(guò)程是半不連續(xù)的DNA由拓?fù)洚悩?gòu)酶催化局部解旋真核線性DNA末端（端粒）的復(fù)制需端粒酶參與DNA半保留復(fù)制的特點(diǎn)親代DNA兩條鏈均可為模板三、DNA的復(fù)制酶之一

聚合酶：以DNA為模板，催化新鏈3′,5′-磷酸二酯鍵的生成（1）原核生物DNA聚合酶有三類：DNA聚合酶I、聚合酶II、聚合酶III（polI、II、III）1955年，Kornberg

大腸肝菌

中發(fā)現(xiàn)DNApolymeraseI，

獲諾貝爾獎(jiǎng)。三、DNA的復(fù)制酶之一聚合酶：以DNA為模板，催化新鏈3′DNApolymeraseI功能5′-3′聚合酶、5′-3′外切酶、3′-5′外切酶DNA損傷的修復(fù)DNA復(fù)制過(guò)程中RNA引物切除后，空隙的填充結(jié)構(gòu)單鏈多肽、球蛋白分子量103×103Da含鋅原子DNApolymeraseI功能DNApolII與聚合酶I相似，確切作用不詳1970年，德國(guó)RolfKnippers發(fā)現(xiàn)DNApolIII結(jié)構(gòu)：10種不同亞基組成，呈不對(duì)稱二聚體分子量：900×103Da功能：與DNA復(fù)制有關(guān)DNApolIV和

polV（

1999)

DNA修復(fù)有關(guān)DNApolymerase家族DNApolII與聚合酶I相似，確切作用不詳DNA聚合酶活性中心鋅指模型DNAPolymeraseII藍(lán)色區(qū)域

聚合酶活性中心鋅指模型DNAPolymeraseIIDNApolymeraseIII的亞基DNApolymeraseIII的亞基DNAPolymeraseIIIα-SubunitDNAPolymeraseIIIDNAPolymeraseIII異二聚體結(jié)構(gòu)DNAPolymeraseIIIα-SubunitDN三、DNA的復(fù)制酶之二——

真核生物DNA聚合酶類別、細(xì)胞定位、性質(zhì)及功能DNA聚合酶PolαPolβPolγPolδPolεPolξ、Polη與Polι相對(duì)分子量KD>25036～38160～300170256細(xì)胞內(nèi)定位細(xì)胞核細(xì)胞核線粒體細(xì)胞核細(xì)胞核相關(guān)酶活性5′→3′聚合酶有有有有有3′→5′外切酶無(wú)無(wú)有有有引發(fā)酶有無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)功能引物合成堿基切除修復(fù)線粒體DNA合成DNA復(fù)制酶修復(fù)不清楚或損傷旁路修復(fù)三、DNA的復(fù)制酶之二——

真核生物三、DNA的復(fù)制酶之三——引物酶名稱：引發(fā)酶（引物酶）功能：負(fù)責(zé)合成約10個(gè)核苷酸的RNA引物。底物：核苷三磷酸結(jié)構(gòu)：引發(fā)酶與DNA聚合酶α

形成復(fù)合體。能量：NTP三、DNA的復(fù)制酶之三——引物酶名稱：引發(fā)酶（引物酶）三、DNA的復(fù)制酶之四——連接酶名稱：連接酶（DNAligase）1967年發(fā)現(xiàn)功能：將雙鏈DNA的單鏈切口形成3′′-5磷酸二酯鍵能量：消耗細(xì)菌連接酶以NADH為供能者；高等動(dòng)物和噬菌體以ATP為供能者三、DNA的復(fù)制酶之四——連接酶名稱：連接酶（DNAlig名稱：topoisomerase核酸拓?fù)湓颍篋NA復(fù)制過(guò)程，由于超螺旋的存在，結(jié)構(gòu)緊密；解鏈過(guò)程，產(chǎn)生過(guò)度擰緊、打結(jié)、纏繞、連環(huán)等功能：松弛超螺旋、克服復(fù)制、合成過(guò)程中產(chǎn)生的扭曲張力

類似核酸內(nèi)切酶和連接酶的聯(lián)合作用類型：Ⅰ型拓?fù)洚悩?gòu)酶：切割DNA雙鏈中的一股，并適時(shí)連接，不需ATP，不形成超螺旋，參與復(fù)制和轉(zhuǎn)錄

Ⅱ型拓?fù)洚悩?gòu)酶（解旋酶）：切割DNA雙鏈，并適時(shí)連接，不需ATP時(shí)，松馳負(fù)超螺旋；需ATP時(shí)，引入負(fù)超三、DNA的復(fù)制酶之五——

拓?fù)洚悩?gòu)酶名稱：topoisomerase三、DNA的復(fù)制酶之五——拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)湓蛲負(fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ的作用拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)湓蛲負(fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ的作用拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的作用拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ的作用三、DNA的復(fù)制酶之六——

解旋酶

名稱：解螺旋酶（helicase）功能：復(fù)制叉年解開小段雙鏈DNA形成單鏈，利于DNA合成能量：需要消耗三、DNA的復(fù)制酶之六——

三、DNA復(fù)制之七——

單鏈結(jié)合蛋白

名稱：?jiǎn)捂淒NA結(jié)合蛋白（single-strandDNAbindingprotein,SSB）功能：與單鏈DNA結(jié)合，阻止已解鏈DNA重新形成雙鏈，保護(hù)核酸不被降解結(jié)構(gòu)：四聚體蛋白三、DNA復(fù)制之七——

八、復(fù)制因子C（RFC）一種裝載因子，作為DNA聚合酶α和δ之間的連系物或紐帶，有助于前導(dǎo)鏈和后隨鏈的同時(shí)合成。九、核酸酶H（RNaseH）和蓋內(nèi)切核酸酶（FEN1）參與去除RNA引物的作用。RNaseH降解RNA引物，留下一個(gè)核苷酸連在岡崎片段的末端，由FEN1完成去除最后一個(gè)核苷酸。三、DNA復(fù)制之其他八、復(fù)制因子C（RFC）三、DNA復(fù)制之其他四、DNA復(fù)制有關(guān)酶及蛋白因子原核生物復(fù)制體系的組分模板親代雙鏈DNA，需解旋底物dATP、dGTP、dCTP、dTTP引物提供3’-OH多種酶拓?fù)洚悩?gòu)酶、引物酶、DNA聚合酶、解螺旋酶、DNA連接酶多種蛋白因子單鏈DNA結(jié)合蛋白、復(fù)制蛋白A、復(fù)制因子C及鎂離子四、DNA復(fù)制有關(guān)酶及蛋白因子原核生物復(fù)制體系的組分模板親代酶及有關(guān)蛋白因子功能DNA聚合酶α/引發(fā)酶引發(fā)及后隨鏈的部分合成DNA聚合酶δ主要的DNA復(fù)制酶拓?fù)洚悩?gòu)酶松弛DNA超螺旋，有利于復(fù)制解螺旋酶解開DNA雙螺旋單鏈DNA結(jié)合蛋白及復(fù)制蛋白A與單鏈DNA結(jié)合，防止再形成雙鏈復(fù)制因子C（RFC）參與滑動(dòng)夾子的裝配增殖細(xì)胞核抗原（PCNA）滑動(dòng)夾，與合成的連續(xù)性有關(guān)核酸酶H（RNaseH）去除RNA引物蓋內(nèi)切核酸酶I去除RNA引物的最后一個(gè)核苷酸DNA連接酶連接岡崎片段及參與修復(fù)真核生物DNA復(fù)制體系酶及有關(guān)蛋白因子功能DNA聚合酶α/引發(fā)酶引發(fā)及后隨鏈相關(guān)概念

雙向復(fù)制(bidirectionalreplication)：原核生物DNA復(fù)制是從一個(gè)起始點(diǎn)開始，同時(shí)向兩個(gè)方向進(jìn)行。

復(fù)制起點(diǎn)(origin)：含有100～200個(gè)堿基對(duì)的一段DNA。

原核生物只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)；真核生物染色體DNA有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。新鏈增長(zhǎng)的方向:5′→3′復(fù)制子(replicon)：兩個(gè)起始點(diǎn)之間的DNA片段。人的基因組可能有104~105個(gè)復(fù)制子

復(fù)制叉(replicationfork):復(fù)制時(shí)雙鏈打開，分開成兩股，新鏈沿著張開的模板生成，復(fù)制中形成的這種Y字形結(jié)構(gòu)相關(guān)概念雙向復(fù)制(bidirectionalr真核生物復(fù)制起點(diǎn)真核生物復(fù)制起點(diǎn)五、DNA復(fù)制過(guò)程三個(gè)階段:起始(Initiation）延伸（Elongation）終止（Termination）五、DNA復(fù)制過(guò)程三個(gè)階段:1起始過(guò)程DnaA蛋白辨認(rèn)并結(jié)合起始位點(diǎn)防止螺旋回復(fù)單鏈結(jié)合蛋白解鏈酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶引物合成引物酶DNA解鏈起始點(diǎn)oriC的確定復(fù)制體的形成連接酶1起始過(guò)程DnaA蛋白辨認(rèn)防止螺旋回復(fù)單鏈結(jié)合蛋白解鏈酶

DnaA識(shí)別起始點(diǎn)

DnaB和DnaC（協(xié)助解開DNA雙鏈）DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶引物酶SSB3’5’3’5’引發(fā)體和引物復(fù)制體DnaADnaB和Dna2

延伸過(guò)程過(guò)程描述：DNA聚合酶催化下，解開的DNA單鏈為模板，四種dNTP為原料，新進(jìn)入的dNTP與引物3′－OH形成磷酸二酯鍵，由5′向3′方向延長(zhǎng)子鏈。延伸過(guò)程：半不連續(xù)復(fù)制原因：

DNA兩條鏈為反向平行，分別稱為前導(dǎo)鏈（DNA鏈3′到5′）和隨從鏈，DNA聚合酶的合成方向5′--3′。

半不連接復(fù)制定義：隨從鏈的延伸方向與復(fù)制叉方向相反，先合成小片段然后再在連接酶的作用下連成完整DNA大分子。2延伸過(guò)程過(guò)程描述：DNA聚合酶催化下，解開的DNA單鏈領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制連續(xù)進(jìn)行，得到連續(xù)子鏈。引物隨從鏈(laggingstrand)

復(fù)制方向與解鏈方向相反，須解開足夠長(zhǎng)度模板鏈才能繼續(xù)復(fù)制，得到的子鏈由不連續(xù)的片段所組成。岡崎片段領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)順著解鏈方向生成岡崎片段（Okazakifragment）

1968年岡崎（日本）利用電鏡及放射自顯影技術(shù)，觀察到DNA復(fù)制中出現(xiàn)一些不連續(xù)的片段，將這些不連續(xù)的片段稱為岡崎片段。 原核生物的岡崎片段為1000－2000個(gè)核苷酸，相當(dāng)于一個(gè)順反子（cistron），即基因的大?。徽婧松镩L(zhǎng)度約100－200個(gè)核苷酸，相當(dāng)于一個(gè)核小體DNA大小。岡崎片段（Okazakifragment） 1968年岡崎（半不連續(xù)復(fù)制

（semidiscontinuousreplicaton)半不連續(xù)復(fù)制

（semidisc3

終止過(guò)程原核生物

環(huán)狀DNA雙向復(fù)制，復(fù)制片段在復(fù)制終止點(diǎn)匯合

岡崎片段由DNA聚合酶I切除引物，由DNA連接酶連接

真核生物

染色體DNA呈線性復(fù)制，多復(fù)制點(diǎn)，復(fù)制在末端停止。岡崎片段RNA引物水解：由RNaseH降解RNA引物，留下單個(gè)核糖由蓋內(nèi)切核酸酶除去DNA大分子的形成：DNA連接酶將相鄰DNA片段連接形成大分子DNA鏈3終止過(guò)程原核生物DNA復(fù)制特點(diǎn)及其他嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則復(fù)制具有高度保真性DNA聚合酶對(duì)堿基具有選擇性DNA聚合酶對(duì)復(fù)制過(guò)程具有校讀功能細(xì)胞自我修復(fù)系統(tǒng)（堿基錯(cuò)配概率10-10～10-8

）DNA復(fù)制特點(diǎn)及其他嚴(yán)格遵守堿基配對(duì)原則真核與原核DNA復(fù)制比較真核DNA復(fù)制過(guò)程更加復(fù)雜多復(fù)制起點(diǎn)、多蛋白因子（增殖細(xì)胞核抗原等）ORC序列辨認(rèn)起始點(diǎn)：此序列含有11個(gè)核苷酸組成的保守序列：A（T）TTTATA（G）TTTA（T）RNA引物（約10個(gè)核苷酸）形成后，再形成15~30個(gè)核苷酸的DNA起始片段真核與原核DNA復(fù)制比較真核DNA復(fù)制過(guò)程更加復(fù)雜真核與原核DNA復(fù)制比較存在端粒(telomere)結(jié)構(gòu)

定義：真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)：由末端單鏈DNA序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成；末端DNA序列是多次重復(fù)的富含T、G堿基的短序列。

功能：維持染色體的穩(wěn)定性和DNA復(fù)制的完整性端粒酶(telomerase)催化的延伸——爬行過(guò)程

參與蛋白：端粒酶模板、端粒酶協(xié)同蛋白

端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶真核與原核DNA復(fù)制比較存在端粒(telomere)結(jié)構(gòu)端粒DNA結(jié)構(gòu)及復(fù)制端粒結(jié)構(gòu)端粒重復(fù)序列3′端端粒復(fù)制過(guò)程端粒DNA結(jié)構(gòu)及復(fù)制端粒結(jié)構(gòu)端粒重復(fù)序列3′端端粒復(fù)制過(guò)程端粒酶及復(fù)制過(guò)程功能：端粒酶含有與端粒DNA互補(bǔ)的序列，并具有逆轉(zhuǎn)錄酶的性質(zhì)。端粒酶負(fù)責(zé)端粒DNA合成。端粒酶及復(fù)制過(guò)程功能：端粒酶含有與端粒DNA互補(bǔ)的序列，并具六、線粒體DNA復(fù)制-D環(huán)復(fù)制線粒體DNA有兩個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。第二個(gè)復(fù)制起點(diǎn)開始復(fù)制時(shí)，第一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)已復(fù)制至全環(huán)DNA的2/3，并將外環(huán)取代出來(lái)，復(fù)制過(guò)程不對(duì)稱。電鏡下觀察此結(jié)構(gòu)似D形，稱D環(huán)復(fù)制。六、線粒體DNA復(fù)制-D環(huán)復(fù)制線粒體DNA有兩個(gè)復(fù)制起點(diǎn)七、逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程定義：以RNA為模板，按照RNA中的核苷酸順序，在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下合成DNA的過(guò)程。

合成序列稱為cDNA（互補(bǔ)DNA）發(fā)現(xiàn)歷史：1970年，美國(guó)Temin與Baltimore在雞肉瘤和小鼠白血病病毒等RNA腫瘤病毒中發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，并發(fā)展了中心法則。于1975年獲得諾貝爾獎(jiǎng)。七、逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程定義：以RNA為模板，按照RNA中的核苷酸順序逆轉(zhuǎn)錄酶功能：以RNA為模板或以DNA為模板的DNA聚合酶活性核糖核酸酶H（RNaseH）活性：水解模板RNADNA內(nèi)切酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶、解鏈酶和tRNA結(jié)合的活性需要引物：細(xì)胞內(nèi)合成時(shí)需宿主細(xì)胞多聚dT作為引物體外合成可人工合成引物逆轉(zhuǎn)錄酶功能：逆轉(zhuǎn)錄研究的意義

逆轉(zhuǎn)錄酶和機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，是分子生物學(xué)研究中的重大發(fā)現(xiàn)。

逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象說(shuō)明：至少在某些生物，RNA同樣兼有遺傳信息傳代與表達(dá)功能。

分子生物學(xué)研究可應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄酶，作為獲取基因工程目的基因的重要方法之一，此法稱為cDNA法。

逆轉(zhuǎn)錄研究的意義逆轉(zhuǎn)錄酶和機(jī)制的發(fā)現(xiàn)，是分子生物學(xué)研究中的八、DNA的損傷與修復(fù)1、DNA損傷定義：

某些理化因素作用下，DNA結(jié)構(gòu)發(fā)生的任何形式改變都

注意區(qū)別：突變、進(jìn)化、淘汰。2、DNA損傷的類型堿基對(duì)的更換、堿基的缺失、插入、DNA鏈的斷裂、鏈內(nèi)或鏈間的交聯(lián)、倒位等。3、造成損傷的因素外因：紫外線、電離、堿基類似物、修飾劑化學(xué)誘變劑等

內(nèi)因：自發(fā)脫堿基、自發(fā)脫氨基、復(fù)制錯(cuò)配等。八、DNA的損傷與修復(fù)1、DNA損傷定義：（一）突變是生物進(jìn)化與分化的分子基礎(chǔ)（二）突變導(dǎo)致基因型改變形成DNA多樣性（三）突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)（四）突變導(dǎo)致死亡DNA損傷突變的意義（一）突變是生物進(jìn)化與分化的分子基礎(chǔ)DNA損傷突變的意義射線與各種輻射化學(xué)因素造成DNA損傷的因素5-FU6-MP等堿基類似物；羥胺類；過(guò)氧化物、含巰基化合物等；脫氨劑和烷基化試劑：如亞硝酸類、硫酸二甲酯、

苯并芘、氮芥類等射線與各種輻射DNA損傷的修復(fù)一定條件下，損傷的DNA分子恢復(fù)正常的過(guò)程。修復(fù)方式：直接修復(fù)錯(cuò)配修復(fù)切除修復(fù)重組修復(fù)應(yīng)急反應(yīng)（SOS）和易錯(cuò)修復(fù)DNA損傷的修復(fù)一定條件下，損傷的DNA分子恢復(fù)正常的過(guò)程。利用外條件、酶簡(jiǎn)單地逆轉(zhuǎn)DNA的損傷光修復(fù)酶(photolyase)

UV直接修復(fù)300~600nm利用外條件、酶簡(jiǎn)單地逆轉(zhuǎn)DNA的損傷光修復(fù)酶(photoly切除修復(fù)—最普遍的修復(fù)方式需要DNA特異內(nèi)切酶、核酸外切酶、糖苷酶、DNA聚合酶和DNA連接酶等參與。包括單個(gè)核苷酸切除和核苷酸片段切除修復(fù)。切除修復(fù)—最普遍的修復(fù)方式需要DNA特異內(nèi)切酶、核酸外重組修復(fù)DNA-polⅠ3'5'5'5'5'5'3'RecA5'5'5'3'5'replication5'3'5'5'5'DNA-PolⅢDNA-ligase3'5'5'RecB、CRecA

第一次復(fù)制：DNA鏈損傷部位可能被切除，也可能未被切除。

第二次復(fù)制：如果損傷留在母鏈上，復(fù)制經(jīng)過(guò)損傷部位時(shí)所產(chǎn)生的缺口還需通過(guò)同樣的重組過(guò)程來(lái)彌補(bǔ)，直至損傷被切除修復(fù)所消除

多次復(fù)制：若干代后，即使損傷未從親代鏈中除去，在后代細(xì)胞中已被稀釋，消除了損傷的影響。重組修復(fù)DNA-polⅠ3'5'5'5'5'5'3'RecASOS修復(fù)—誘導(dǎo)修復(fù)定義：DNA損傷廣泛難復(fù)制，由此而誘發(fā)出一系列復(fù)雜的反應(yīng)。在E.coli，各種與修復(fù)有關(guān)的基因，組成一個(gè)稱為調(diào)節(jié)子(regulon)的網(wǎng)絡(luò)式調(diào)控系統(tǒng)。特點(diǎn)：修復(fù)特異性低，對(duì)堿基的識(shí)別、選擇能力差。通過(guò)SOS修復(fù)，復(fù)制如能繼續(xù)，細(xì)胞可存活。然而DNA保留的錯(cuò)誤較多，導(dǎo)致較廣泛、長(zhǎng)期的突變。SOS修復(fù)—誘導(dǎo)修復(fù)定義：DNA損傷廣泛難復(fù)制，由此而誘發(fā)出第五節(jié)RNA的生物合成

RNATranscription第五節(jié)RNA的生物合成RNATranscrip重點(diǎn)內(nèi)容DNA指導(dǎo)下RNA的合成（轉(zhuǎn)錄）RNA轉(zhuǎn)錄后加工RNA指導(dǎo)下RNA的合成(RNA的復(fù)制)核酸生物合成的抑制劑重點(diǎn)內(nèi)容DNA指導(dǎo)下RNA的合成（轉(zhuǎn)錄）一、DNA指導(dǎo)下RNA的合成一、又稱為轉(zhuǎn)錄：是指在DNA一條鏈為模板情況下，在RNA聚合酶催化下，按照堿基配對(duì)原則，以四種核糖核苷酸為原料合成一條與模板DNA互補(bǔ)的RNA的過(guò)程。轉(zhuǎn)錄單位：從DNA模板的特定位點(diǎn)開始，并在一定的位點(diǎn)終止的轉(zhuǎn)錄區(qū)域。一、DNA指導(dǎo)下RNA的合成一、又稱為轉(zhuǎn)錄：是指在DNA一相關(guān)知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)基因：DNA分子中可轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄：不同基因的模板鏈與編碼鏈，在DNA分子上并非固定在某一股鏈上。模板鏈：Watson(W)鏈、負(fù)鏈、反意義鏈編碼鏈：與模板鏈互補(bǔ)的DNA鏈，Crick(C)鏈、正鏈、有意義鏈

啟動(dòng)子（promoter)

終止子(terminator)模板鏈（templattestrand）反意義鏈(antisensestrand)有意義鏈(sensestrand)DNA5533相關(guān)知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)基因：DNA分子中可轉(zhuǎn)錄出RNA的區(qū)段二、參與轉(zhuǎn)錄的酶RNA聚合酶(RNApol)：依賴DNA的RNA聚合酶，亦稱為DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶原核生物

結(jié)構(gòu)：五種亞基α2ββ?σ組成，含2個(gè)Zn原子功能：催化mRNA、rRNA、tRNA等的合成真核生物結(jié)構(gòu):由4-6種亞基組成，含Zn2+分類：RNA聚合酶I（

催化rRNA前體的轉(zhuǎn)錄）；RNA聚合酶II（

催化mRNA前體的轉(zhuǎn)錄）；RNA聚合酶III（

催化小分子量RNA的轉(zhuǎn)錄）二、參與轉(zhuǎn)錄的酶RNA聚合酶(RNApol)：依賴DNA的大腸桿菌RNA聚合酶

E.coliRNAPolymerase2個(gè)α亞基，參與RNA核心酶的組裝；參與全酶和啟動(dòng)子的牢固結(jié)合β亞基RNA聚合酶的催化中心，可能含有