生化··DNA的生物合成

DNA以堿基排列順序的方式貯存生物體內所有遺傳信息，以親代DNA分子為模板，按堿基配對原則合成子代DNA時，遺傳信息從親代DNA分子上準確地傳遞到子代DNA分子上，此過程稱為DNA的復制.只有當細胞處在有絲分裂過程中，才進行DNA復制。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是1頁\一共有66頁\編輯于星期三遺傳信息傳遞的中心法則復制DNA轉錄RNA翻譯蛋白質復制RNA翻譯逆轉錄蛋白質首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是2頁\一共有66頁\編輯于星期三第一節(jié)半保留復制第二節(jié)DNA復制的酶學第三節(jié)DNA生物合成過程第四節(jié)DNA的突變（損傷）與修復

第五節(jié)逆轉錄現(xiàn)象和逆轉錄酶首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是3頁\一共有66頁\編輯于星期三第一節(jié)半保留復制1）半保留復制（semiconservativereplication）

1953年Watson和Crick在提出DNA雙螺旋結構模型時，就設想在DNA復制過程中，2條多核苷酸鏈之間的氫鍵斷裂，然后以每條單鍵作為模板，按照堿基互補的原則，合成新的互補鏈。這樣新合成的2個子代DNA分子與原來的DNA分子的堿基排列順序完全一樣，每個子代DNA分子的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈是新合成的，這種復制方式稱為半保留復制。復制的特點首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是4頁\一共有66頁\編輯于星期三半保留復制的證據(jù)

首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是5頁\一共有66頁\編輯于星期三意義：

子代保留了親代DNA的全部遺傳信息

DNA通過復制和基因表達決定生物特性體現(xiàn)了遺傳過程的相對保守性保守性是相對的，不能忽視其變異性2）半不連續(xù)復制.首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是6頁\一共有66頁\編輯于星期三第二節(jié)DNA復制的酶學復制是在酶催化下進行的核苷酸的聚合反應。(一)DNA聚合酶(二)真核生物的DNA聚合酶(三)DNA復制的保真性

首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是7頁\一共有66頁\編輯于星期三一、DNA聚合酶作用：以單鏈DNA作為模板催化3'，5'-

磷酸二酯鍵的生成，使4種脫氧核糖核苷酸,在引物或DNA片段的3'-OH上沿著5'→3'方向聚合。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是8頁\一共有66頁\編輯于星期三

（dNMP）n+dNTP

或n1dATPn2dCTPn1dTTP+DNAn2dGTP(模板)DNA聚合酶DNA聚合酶Mg2+,引物DNA（dNMP）dAMPdCMPdDMPdGMP+2(n1+n2)PPi+ppin+12(n1+n2)復制的化學反應首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是9頁\一共有66頁\編輯于星期三作用條件：1）以單鏈DNA作為模板2）4種dNTP作為原料：dATP，dCTP，dCTP，dTTP3）需要引物：DNA聚合酶不能從頭合成DNA，只能以引物的3'-OH作為合成新DNA的起點。4）只能催化引物或DNA片段與核苷酸之間生成3'，

5'-磷酸二酯鍵，使引物或DNA片段由5'→3'方向延伸，因此DNA聚合酶作用具有方向性。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是10頁\一共有66頁\編輯于星期三（一）.原核生物的DNA聚合酶?，F(xiàn)在已知的原核生物DNA聚合酶有三種：

1.DNA聚合酶Ⅰ2.DNA聚合酶Ⅱ3.DNA聚合酶Ⅲ首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是11頁\一共有66頁\編輯于星期三

1、DNA聚合酶Ⅰ作用：1）對復制中的錯誤進行校讀.（3'→5'核酸外切酶活性）2）切除引物和突變的片段（5'→3'核酸外切酶活性）3）填補空隙（5'→3'聚合活性）DNA聚合酶Ⅰ是單一肽鏈的大分子，其二級結構以α-螺旋為主.

為主。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是12頁\一共有66頁\編輯于星期三E.coliDNA聚合酶ⅠHONMLKPJRIEDFCGBQA小片段大片段首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是13頁\一共有66頁\編輯于星期三用特異的蛋白酶，可以把DNA-polI水解為兩個段段，小片段（A至F螺旋）具有5'→3'核酸外切酶活性，大片段（G至R螺旋區(qū)及C末端）又稱Klenow片段，具DNA聚合酶和3'→5'核酸外切酶活性。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是14頁\一共有66頁\編輯于星期三2、

DNA聚合酶Ⅱ只是在無polI和PolⅢ的情況下起作用，其真正的作用未完全清楚。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是15頁\一共有66頁\編輯于星期三3、DNA聚合酶Ⅲ是真正在原核生物細胞內參與復制作用的酶，是由10種亞基組成的不對稱二聚體。

首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是16頁\一共有66頁\編輯于星期三α、ε、

亞基組成核心酶。其中α亞基具有聚合酶活性;ε亞基具有3'→5'核酸外切酶活性,并執(zhí)行堿基選擇功能;亞基辯認引物,并起著夾住模板又能使酶沿模板鏈滑動的作用;θ亞基可能起維持二聚體

的作用。其余的亞基統(tǒng)稱為γ-復合物,作用不清楚.

（E.coliDNA聚合酶Ⅲ不對稱二聚體）ε''''ε首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是17頁\一共有66頁\編輯于星期三大酶桿菌DNA聚合酶的性質

??????

5'3'聚合+++5'3'外切++-

3'5'

外切+++分子量（kd）10312180分子數(shù)/細胞40010010DNA聚合酶性質首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是18頁\一共有66頁\編輯于星期三核酸外切酶活性和校讀

DNApolI、II兩種方向

DNApolI3'5'活性強DNApolIII只有3'5'方向

首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是19頁\一共有66頁\編輯于星期三(二)真核生物的DNA聚合酶至少有五種：DNA-polα：只能延長數(shù)百個核苷酸，在隨從鏈合成中起作用。DNA-polβ：只是在沒有其他DNA聚合酶時才起作用。DNA-polγ:在線粒體內參與線粒體DNA的復制。DNA-polδ：可延長很多的核苷酸，在領頭鏈合成中起作用。DNA-polε：起校讀，修復和填補缺口的作用。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是20頁\一共有66頁\編輯于星期三(三)、DNA復制的保真性

DNA復制的保真性至少依賴三種機理。1、遵守嚴格的堿基配對規(guī)律。2、DNA-polⅢ對堿基的選擇功能。

3、復制中出現(xiàn)錯誤時，DNA-polⅠ有即時的校讀功能。

首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是21頁\一共有66頁\編輯于星期三DNA復制時，必須先有單鏈DNA生成，堿基暴露，這樣DNA才能起模板作用。

首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是22頁\一共有66頁\編輯于星期三二、復制中解鏈和DNA分子的拓撲學變化解螺旋酶（helicase）、DNA拓撲異構酶(DNAtopoisomerase)和單鏈DNA結合蛋白（singlestrandDNAbindingprotein）共同起解開雙螺旋、理順DNA鏈、維持DNA在一段時間內處于單鏈狀態(tài)的作用。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是23頁\一共有66頁\編輯于星期三（一）解螺旋酶（二）DNA拓撲異構酶（三）單鏈DNA結合蛋白（SSB）首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是24頁\一共有66頁\編輯于星期三（一）解螺旋酶在DNA-pol參與復制過程之前，首先起作用的起始物質有DnaA、

DnaB、DnaC蛋白。DnaA蛋白辨認E.coli上稱為oriC(originC)的復制起始點，DnaC蛋白輔助解螺旋酶（DnaB），使其在起點上結合并打開雙鏈。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是25頁\一共有66頁\編輯于星期三拓撲酶對DNA分子的作用是既能水解，又能形成磷酸二酯鍵，結果理順了DNA鏈。（二）DNA拓撲異構酶首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)ABC拓撲酶ⅠOH3'P5'現(xiàn)在是26頁\一共有66頁\編輯于星期三首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是27頁\一共有66頁\編輯于星期三首頁首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是28頁\一共有66頁\編輯于星期三SSB的作用是在復制中維持模板處于單鏈狀態(tài)，并保護單鏈的完整。（三）單鏈DNA結合蛋白（SSB）首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是29頁\一共有66頁\編輯于星期三三、引物酶和引發(fā)體DnaB蛋白、DnaA蛋白和DnaC蛋白及其他復制因子，一起形成復合體，結合引物酶形成較大的聚合體，再結合到模板DNA上，這種復合物稱為引發(fā)體（primosome）。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是30頁\一共有66頁\編輯于星期三四、DNA連接酶DNA連接酶（DNAligase）在堿基互補基礎上連接DNA鏈的3′-OH和相鄰DNA鏈的5′-P，使二者形成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的DNA鏈連成完整的鏈。不能連接單獨存在的DNA或RNA單鏈。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是31頁\一共有66頁\編輯于星期三DNA連接酶的作用方式5'3'首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)連接酶的作用PHO–O5'3'ATPADP連接酶DNA連接酶ATPADP5'

O

P

O–O3'O5'3'5'3'5'

OH+

Oˉ

P

OO3'5'3'把連接的缺口放大，示其化學反應。現(xiàn)在是32頁\一共有66頁\編輯于星期三第三節(jié)DNA生物合成過程1

、DnaA蛋白識別復制起點。2

、DnaA蛋白和DnaB、DnaC蛋白，引物酶結合到DNA鏈上形成引發(fā)體。3

、SSB維持DNA鏈的單鏈狀態(tài)，拓撲異構酶理順DNA鏈。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是33頁\一共有66頁\編輯于星期三6、DNA聚合酶Ⅰ切除引物并填補空隙。7、連接酶連接DNA片斷，完成隨從鏈的合成。

5、DNA聚合酶Ⅲ合成岡崎片斷和前導鏈。4、引物酶合成引物。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是34頁\一共有66頁\編輯于星期三E.coli復制起始點oriC首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是35頁\一共有66頁\編輯于星期三首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是36頁\一共有66頁\編輯于星期三第四節(jié)DNA的突變（損傷）與修復突變（mutation）是指一個或多個脫氧核糖核苷酸的構成、復制或表型功能的異常變化，也稱為DNA損傷(DNAdamage)，即遺傳物質結構改變引起遺傳信息的改變。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是37頁\一共有66頁\編輯于星期三一、突變的結果（一）突變是進化、分化的分子基礎。（二）只改變基因型不改變表型的突變。（三）致死性的突變。（四）突變是某些疾病的發(fā)病基礎。首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是38頁\一共有66頁\編輯于星期三二、引發(fā)突變的因素引發(fā)突變的因素有物理和化學因素，物理因素主要指紫外線和各種輻射

化合物類別作用點（從原型配對至突變型）堿基類似物5-溴尿嘧啶(5-BU)A被5BUG-A--G--G--T--T--C-羥胺類TC-T--C--C--A--A--G-亞硝酸鹽CU-G--G--A--C--U--T-烷化劑GGCH3DNA缺失G

常見的化學誘變劑取代分子改變(G堿基N-7位甲基化)首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是39頁\一共有66頁\編輯于星期三三、突變分子改變的類型（一）

錯配（二）

缺失/插入和框移突變（三）

重排首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是40頁\一共有66頁\編輯于星期三(四)

SOS修復(一)光修復(二)切除修復(三)重組修復四、DNA損傷的修復首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是41頁\一共有66頁\編輯于星期三切除修復首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是42頁\一共有66頁\編輯于星期三重組修復首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)現(xiàn)在是43頁\一共有66頁\編輯于星期三第五節(jié)逆轉錄現(xiàn)象和逆轉錄酶反轉錄酶催化cDNA的合成AAAAAAAATTTTBDNA聚合酶ⅠRNA模板雜化雙鏈單鏈DNA雙鏈DNAATTTTSⅠ核酸酶整合反轉錄酶反轉錄酶RNaseH（反轉錄酶）首頁第一節(jié)第二節(jié)第四節(jié)第三節(jié)第五節(jié)（細胞內）（試管內）現(xiàn)在是44頁\一共有66頁\編輯于星期三現(xiàn)在是45頁\一共有66頁\編輯于星期三單選題37、在DNA復制中RNA引物的作用是A.引導DNA聚合酶與DNA模板的結合B.提供5`-OH末端

C.提供四種三磷酸核苷附著的部位D.誘導RNA的合成

E.提供3`-OH末端,為合成新的DNA之起點現(xiàn)在是46頁\一共有66頁\編輯于星期三29、下列哪項描述對于DNA聚合酶是錯誤的A.催化脫氧核苷酸連接到早期DNA的5`OH末端B.催化脫氧核苷酸連接到引物上C.需要四種不同的5`-三磷酸脫氧核苷D.雙鏈DNA的兩條單鏈均可作模板E.焦磷酸是反應的產物現(xiàn)在是47頁\一共有66頁\編輯于星期三31、將在14NH4Cl作為唯一氮源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)多代的大腸桿菌，轉入含15NH4Cl的培養(yǎng)基中生長三代后，其各種狀況的DNA分子比例應該是(LL代表兩條輕鏈14N-DNA，HH代表兩條重鏈15N-DNA，LH代表輕鏈，重鏈DNA)。A.3LH/1HHB.6HH/2LHC.15LL/1LHD.7HH/1LHE.1HH/7LH現(xiàn)在是48頁\一共有66頁\編輯于星期三33、DNA拓撲異構酶的作用是A.解開DNA雙鏈便于復制B.使DNA斷開旋轉不致打結纏繞C.把DNA異構為RNA,因為復制需要引物D.辯認復制起始點E.穩(wěn)定復制叉現(xiàn)在是49頁\一共有66頁\編輯于星期三33、DNA拓撲異構酶的作用是A.解開DNA雙鏈便于復制B.使DNA斷開旋轉不致打結纏繞C.把DNA異構為RNA,因為復制需要引物D.辯認復制起始點E.穩(wěn)定復制叉現(xiàn)在是50頁\一共有66頁\編輯于星期三13、DNA復制時下列哪一種酶是不需要的A.DNA指導的DNA聚合酶B.引物酶C.連接酶D.RNA指導的DNA聚合酶E.解鏈酶,拓撲異構酶現(xiàn)在是51頁\一共有66頁\編輯于星期三31、DNA復制時,序列5`-TAGA-3`將合成下列哪種互補結構A.5′-TCTA-3′B.5′-ATCT-3′C.5′-UCUA-3′D.5′-GCGA-3′E.3′-TCTA-5′現(xiàn)在是52頁\一共有66頁\編輯于星期三32、反轉錄過程中需要的酶是A.DNA指導的DNA聚合酶B.核酸酶C.RNA指導的RNA聚合酶D.DNA指導的RNA聚合酶E.RNA指導的DNA聚合酶現(xiàn)在是53頁\一共有66頁\編輯于星期三33、崗崎片段A.是因為DNA復制速度太快而產生的B.由于復制中有纏繞打結而生成C.因為有RNA引物，就有崗崎片段D.由于復制與解鏈方向相反，在隨從鏈生成E.復制完成后，崗崎片段被水解現(xiàn)在是54頁\一共有66頁\編輯于星期三42、中心法則闡明的遺傳信息傳遞方式是A.蛋白質-RNA-DNAB.RNA-DNA-蛋白質C.RNA-蛋白質-DNAD.DNA-RNA-蛋白質E.DNA-蛋白質-RNA現(xiàn)在是55頁\一共有66頁\編輯于星期三A．3＇至5＇B．C端至N端C．5＇至3＇D．一個點向兩個方向同時進行E．N端至C端51、雙向復制從現(xiàn)在是56頁\一共有66頁\編輯于星期三A.DNA聚合酶B.RNA聚合酶C.逆轉錄酶D.DNA聚合酶和逆轉錄酶E.RNA聚合酶和逆轉錄酶57、以NTP為底物的是58、以RNA為模板的是現(xiàn)在是57頁\一共有66頁\編輯于星期三28、合成DNA的原料是A.dAMP,dGMP,dCMP,dTMPB.dATP,dGTP,dCTP,dTTPC.dADP,dGDP,dCDP,dTDPD.ATP,GTP,CTP,