生物化學(xué)與分子生物學(xué)：第八章 DNA生物合成

DNA生物合成第九章大綱要求：

DNA的半保留復(fù)制及復(fù)制的酶

DNA復(fù)制的基本過程逆轉(zhuǎn)錄的概念、逆轉(zhuǎn)錄酶、逆轉(zhuǎn)錄的過程、逆轉(zhuǎn)錄的意義

DNA的損傷（突變）及修復(fù)

（一）DNA復(fù)制1.[半保留復(fù)制]：概念:復(fù)制時雙鏈解開分別作為模板新合成2條DNA，一條來自親代，一條新合成。親代DNA復(fù)制子代DNA2001A-29．若將1個完全被放射性標記的DNA分子放于無放射性標記的環(huán)境中復(fù)制三代后，所產(chǎn)生的全部DNA分子中，無放射性標記的DNA分子有幾個?A．1個B．2個C．4個D．6個解析：第二代DNA分子經(jīng)復(fù)制產(chǎn)生8個DNA分子，只有2個DNA分子各帶母代DNA的各一條鏈，其余6個為無放射標記。解題公式：2的N次方-2。2．[雙向復(fù)制]：復(fù)制時DNA從起始點向兩個方向解鏈，形成兩個延伸相反的復(fù)制叉。復(fù)制時雙鏈打開形成的字形的結(jié)構(gòu)稱復(fù)制叉。兩個相鄰起始點之間的距離為一個復(fù)制子(replicon)。下列關(guān)于DNA復(fù)制的敘述錯誤的是？AA、DNA聚合酶從游離核苷酸開始直接合成DNAB、復(fù)制時DNA形成兩個延伸相反的復(fù)制叉C、新鏈的延長只可沿5→3

方向進行D、合成DNA的原料是dNTP答案：A解析：DNA合成必須有引物（類似糖原合成）3．[半不連續(xù)復(fù)制]：概念—領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制隨從鏈不連續(xù)復(fù)制

順著解鏈方向生成的子鏈復(fù)制連續(xù)進行，稱領(lǐng)頭鏈鏈復(fù)制方向與解鏈方向相反，不能連續(xù)延長，稱為隨從鏈復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段2006A-30、岡崎片段是指A.復(fù)制起始時，RNA聚合酶合成的片段B.兩個復(fù)制起始點之間的DNA片段C．DNA半不連續(xù)復(fù)制時出現(xiàn)的DNA片段

D.DNA連續(xù)復(fù)制時出現(xiàn)的DNA片段E．E.coli復(fù)制起始點oriC的跨度為245bp片段解析：領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制是DNA復(fù)制的半不連續(xù)性。隨從鏈上不連續(xù)的片段稱為岡崎片段。DNA復(fù)制酶學(xué)①DNA拓撲異構(gòu)酶—解開超螺旋

拓撲異構(gòu)酶作用特點：既水解又連接磷酸二酯鍵

局部解鏈Ⅰ切斷DNA一股鏈。反應(yīng)不需ATP。Ⅱ切斷DNA兩股鏈，利用ATP供能。2005X-133．拓撲異構(gòu)酶對DNA分子的作用有ABDA、解開DNA超螺旋

B．切斷單鏈DNAC、結(jié)合單鏈DNAD．連接磷酸二酯鍵解析：拓撲異構(gòu)酶作用①DNA復(fù)制過程中雙螺旋沿軸旋繞，造成DNA分子打結(jié)。拓撲異構(gòu)酶可解開超螺旋，改變分子拓撲構(gòu)象（A）。②切斷DNA雙鏈中的一股使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)，不致打結(jié)(B)。適時拓撲酶連接磷酸二酯健，封閉切口。結(jié)合單鏈DNA的是單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB)。②解螺旋酶（又稱解鏈酶或rep蛋白）利用ATP供能，作用于氫鍵，使DNA雙鏈解開成為兩條單鏈DnaB解鏈方向③單鏈DNA結(jié)合蛋白(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)作用：復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護單鏈完整

④引物酶(primase)

依賴DNA的RNA聚合酶催化游離NTP聚合dnaG基因產(chǎn)物:DnaG催化引物生成引物（primer）：引物酶催化合成短鏈RNA特殊的RNA聚合酶2005A-32．RNA引物在DNA復(fù)制過程中的作用是A．提供起始模板B．激活引物酶C．提供復(fù)制所需的5′磷酸D、提供復(fù)制所需的3′羥基解析：因DNA聚合酶沒有有聚合dNTP的能力，引物酶先利用游離NTP，形成一段RNA引物，提供3'-OH末端(答案為D)。⑤DNA連接酶：連接3

-OH和5

-P末端，生成磷酸二酯鍵。功能是接合缺口：1、不連續(xù)合成；2、DNA修復(fù)、重組及剪接

HOATPAMPDNA連接酶基因工程重要工具酶復(fù)制過程中具有催化3’，5’磷酸二酯鍵生成的酶有A．引物酶B．DNA聚合酶C．拓撲異構(gòu)酶D．DNA連接酶答案：ABCDDNA復(fù)制過程1、復(fù)制起始：①解鏈：拓撲異構(gòu)酶:松弛超螺旋解螺旋酶:解開SSB:穩(wěn)定②引物：引物酶合成短鏈RNA原來（原核）CBA（DnaC、B、A）夠（DnaG、拓撲異構(gòu)酶）傻逼（SSB）①A是字母表的開頭，是起始點；②B掰開→解螺旋酶；③G（gou）勾引→引物酶；2008A-35．下列復(fù)制起始相關(guān)蛋白質(zhì)中，具有合成RNA引物作用的是A．DnaAB．DnaBC．DnaCD．DnaG答案：DA、DnaA蛋白B、DnaB蛋白C、DnaC蛋白D、DnaG蛋白2009B-131、具有辨認復(fù)制起始點功能的蛋白是A2009B-132、具有解螺旋酶活性的蛋白是BA、DnaB蛋白B、SSBC、DnaC蛋白D、DnaG蛋白具有解開DNA雙鏈作用的蛋白是

A具有穩(wěn)定已解開單鏈作用的蛋白是B解析：DnaB蛋白即解螺旋酶。SSB單鏈結(jié)合蛋白。2006X-135．參與DNA復(fù)制起始的有A．Dna蛋白

B．SSBC．解螺旋酶

D．RNA酶答案：ABC解析：RNA酶參與的是復(fù)制終止，而不是復(fù)制起始。Okazakifragment：岡崎片段

SSB：單鏈結(jié)合蛋白

Helicase：解螺旋酶DnaBrep蛋白

Polymerase：聚合酶

Primase：引物酶DnaG

Ligase：DNA連接酶

2、復(fù)制延長在DNA-polIII催化下dNTP以dNMP形式加入，生成磷酸二酯鍵。原核生物DNA聚合酶如何記憶？I主任：監(jiān)督-糾錯、安排-填空、更改-切除

II二線：值班突發(fā)情況：應(yīng)急III住院醫(yī)：真正干活

polIpolIIpolIII53聚合酶活性+++

5外切酶活性++++－－53外切酶活性校讀、修復(fù)合成、切除引物填補空隙應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)催化DNA聚合核酸外切酶活性3

5

外切酶活性：辨認錯配堿基并水解。

5

3

外切酶活性：切除引物和突變DNA片段。功能：校讀，去除RNA引物，填補空隙，參與DNA損傷修復(fù)。DNA-polⅠ5→3切除引物、突變片段3→5切除錯配堿基對A．DNA聚合酶I

B．DNA聚合酶ⅢC．二者都是D．二者都不是

2001B-123．具有3’－5’外切酶及5’－3’外切酶活性的是

A

2001B-124．在DNA復(fù)制中鏈延長上起重要作用的B

2009X-158、下列有關(guān)DNA聚合酶III的敘述正確的有：ABCA、在復(fù)制延長中起主要催化作用的酶B、5'-3'聚合酶活性C、3'-5'外切酶活性D、5'-3'外切酶活性小片段5核酸外切酶活性大片段/Klenow片段

DNA聚合酶活性

5核酸外切酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNA-polⅠRNA聚合酶、逆轉(zhuǎn)錄酶無

5外切酶活性，無校對功能，錯誤率高Klenow片段是哪種DNA聚合酶的水解片段？A、DNA-polIB、DNA-polIIC、DNA-polIIID、DNA-polα答案：A解析：木瓜蛋白酶將DNA-polI水解成小片段和大片段，大片段即Klenow片段。真核生物DNA聚合酶DNA-polα引物酶α引導(dǎo)"A=G"DNA-polβ低保真度復(fù)制β-保

DNA-polγ線粒體γ-射線DNA-polδ主要催化作用解螺旋酶δ類似豆芽，要解放（解螺旋酶）才能生長；DNA-polε校對、修復(fù)和填補空隙ε兩個缺口需修復(fù)填補空隙所有的真核生物聚合酶都具有5'-3'外切酶活性。2007A-166真核細胞中主要的復(fù)制酶是A、DNA-polαB、DNA-polβC、DNA-polγD、DNA-polδ答案：D真核細胞中參與校對、修復(fù)和填補空隙酶是A、DNA-polαB、DNA-polγC、DNA-polδD、DNA-polε答案：D解析：ε本身有兩個缺口，當(dāng)然要修復(fù)填補空隙。3、復(fù)制終止原核環(huán)狀DNA：雙向復(fù)制在復(fù)制終止點匯合oriter真核DNA復(fù)制終止：1、岡崎片段連接2、端粒的合成去除RNA引物：RNA酶?填補空隙：DNA聚合酶I復(fù)制中岡崎片段的連接：連接酶5

5

5

RNA酶OHP5

DNA-polⅠ5

5

PATPADP+Pi5

5

DNA連接酶2003X-134、DNA復(fù)制過程中參與岡崎片段之間連接的酶有A、RNA酶B、DNA－polⅢ

C、DnaA蛋白

D、連接酶答案：AD解析：岡崎片段處理:①RNA酶水解:去掉RNA引物并換成DNA，把DNA片段連接完整。RNA水解由RNA酶成;②RNA水解后留下空隙由DNA-polⅠ填補;③DNA連接酶連接缺口。岡崎片段的處理所需酶為RNA酶、DNA-polⅠ、DNA連接酶。真核生物端粒：

端粒（telomere）是指真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)部分，通常膨大成粒狀。功能：維持染色體穩(wěn)定性維持DNA復(fù)制完整性結(jié)構(gòu)特點：?由末端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G、T堿基的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG…端粒酶(telomerase)

線性DNA復(fù)制完成后，末端由于引物RNA水解可能出現(xiàn)縮短。需要在端粒酶的催化下，進行延長反應(yīng)。端粒酶（RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體）以RNA為模板通過逆轉(zhuǎn)錄過程對末端DNA鏈進行延長。端粒酶—特殊逆轉(zhuǎn)錄酶①端粒酶RNA：提供DNA模板②端粒酶協(xié)同蛋白③端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶-蛋白質(zhì)老化與端粒酶活性下降有關(guān)；腫瘤的發(fā)生與端粒酶活性有關(guān)；A．核酶(ribozyme)

B．端粒酶C．二者都是D．二者都不是

2000B-123．一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的酶是B

2000B-124．屬于一種特殊的反轉(zhuǎn)錄酶的是

B解析：端粒酶是一種由RNA和蛋白質(zhì)組成的酶。復(fù)制終止時DNA末端可縮短，通過端粒不依賴模板的復(fù)制可補償。端粒酶以其自身攜帶的RNA為模板合成互補鏈，故端粒酶可看作一種特殊的逆轉(zhuǎn)錄酶（反轉(zhuǎn)錄酶）。

2004X-135.下列選項中含有RNA的酶有A.核酶B.端粒酶C.逆轉(zhuǎn)錄酶D.RNase答案：AB解析：含有RNA催化劑-核酶、端粒酶、snRNP。

原核和真核生物復(fù)制區(qū)別：原核真核起始點一個多個引物長度長短岡崎片段長短延長速度快慢終止端粒2000A-29．下列關(guān)于真核生物DNA復(fù)制特點描述錯誤的是E

A．RNA引物較小B．岡崎片段較短

C．片段連接時由ATP供給能量

D．在復(fù)制單位中，DNA鏈的延長短度較慢

E．僅有一個復(fù)制起點解析：真核生物的DNA合成有許多特點。如RNA引物和岡崎片段的長度小于原核生物。復(fù)制速度慢、僅為原核生物的1／10。

2011X-160.下列真核生物與原核生物復(fù)制特點的比較中正確的有ABDA.真核生物的復(fù)制可能需要端粒酶參與B.真核生物的岡崎片段短于原核生物

C.真核生物的復(fù)制起始點少于原核生物D.真核生物DNA聚合酶的催化速率低于原核生物逆轉(zhuǎn)錄：逆轉(zhuǎn)錄酶催化下以RNA為模板合成DNA的過程。

（三）逆轉(zhuǎn)錄病毒和逆轉(zhuǎn)錄酶

RNA模板逆轉(zhuǎn)錄酶雙鏈DNA2001A-31、下列有關(guān)反轉(zhuǎn)錄酶的敘述錯誤的是:C

A．反轉(zhuǎn)錄酶以mRNA為模板，催化合成cDNAB．催化的DNA合成反應(yīng)也是5'－3'合成方向

C．在催化DNA合成開始進行時不需要有引物

D．具有RNase活性

E．反轉(zhuǎn)錄酶無3'－5'核酸外切酶活性，無校對功能解析：DNA的合成方向是５'→3'，在催化DNA合成開始時需要有引物，逆轉(zhuǎn)錄酶特點：RNA指導(dǎo)DNA聚合活性RNaseH活性DNA指導(dǎo)DNA聚合活性RNA模板逆轉(zhuǎn)錄酶DNA-RNA雜化雙鏈RNA酶單鏈DNA逆轉(zhuǎn)錄酶雙鏈DNA下列對于逆轉(zhuǎn)錄酶的敘述中正確的是：A、屬于依賴RNA的DNA聚合酶B、具有RNA酶活性C、具有RNA聚合酶活性D、催化以dNTP為原料合成雙鏈DNA答案：ABD解析:逆轉(zhuǎn)錄酶的三個活性是重點。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。

以mRNA為模板，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄合成的與mRNA堿基序列互補的DNA鏈。cDNA(complementaryDNA)逆轉(zhuǎn)錄酶

AAAA

TTTTAAAASI核酸酶DNA聚合酶Ⅰ堿水解

TTTT2012X-159.逆轉(zhuǎn)錄酶的生物學(xué)意義有：ABDA.補充了中心法則B.進行基因操作制備cDNAC.細菌DNA復(fù)制所必需的酶D.加深了對RNA病毒致癌致病的認識（四）DNA損傷與修復(fù)[因素]：物理化學(xué)因素損傷DNA（1）紫外線:DNA鏈上相鄰嘧啶堿基發(fā)生共價結(jié)合生成嘧啶二聚體（2）化學(xué)誘變劑[突變]：錯配、缺失、插入、重組嘧啶二聚體1997A-31、紫外線對DNA的損傷主要是：EA.引起堿基置換B.導(dǎo)致堿基缺失C.發(fā)生堿基插入D.使磷酸二酯鍵斷裂E.形成嘧啶二聚物突變DNA分子改變類型：

（1）錯配：DNA分子堿基錯配稱點突變—鐮刀紅細胞貧血

N-val

·

his

·

leu

·

thr

·

pro·

glu

·

glu

·

·

·

·

·

·

C肽鏈CTCGAG基因N-val

·

his

·

leu

·

thr

·

pro·

val

·

glu

·

·

·

·

·

·

C肽鏈CACGTG基因鐮形紅細胞貧血病人Hb(HbS)β亞基2010A-34．鐮刀型紅細胞貧血的基因突變原因是：DA．DNA重排B．堿基缺失C．堿基插入D．堿基錯配解析：回憶一陣兇險的風(fēng)把谷子吹斜了。（2）缺失、插入—框移突變

谷酪蛋絲5’……GCA

GUA

CAU

GUC……丙纈組纈正常5’……GAG

UAC

AUG

UC……缺失C缺失：一個堿基或一段消失插入：一個堿基或一段插入缺失或插入都可導(dǎo)致框移突變A．氨基酸置換B．讀碼框移C．二者均有D．二者均無

2002B-125．點突變(堿基錯配)可導(dǎo)致

A2002B-126．缺失或插入突變可導(dǎo)致

B解析：DNA分子上堿基的缺失或插入，可導(dǎo)致三聯(lián)體密碼子閱讀方式的改變（即讀碼框移），造成蛋白質(zhì)氨基酸排列順序的改變，其后果是翻譯出來的蛋白質(zhì)可能完全不同。（3）重排DNA分子內(nèi)較大片段的交換，稱為重組或重排。地中海貧血2003A-27、下列不屬于DNA分子結(jié)構(gòu)改變的是CA、點突變B、DNA重排C、DNA甲基