13 DNA的生物合成—复制.ppt

第13章 DNA的生物合成-复制DNA Biosynthesis--Repication
本章主要内容:
中心法则
DNA复制的半保留性
DNA的复制过程
   DNA的损伤和修复
反转录
Watson and Crick, 1953
人类科学发展历史上的伟大里程碑。
现代生物化学和分子生物学的一个最基本的观点——在生命有机体中,基因是唯一能够复制,并且能永远存在的单位, 而其意义最终须通过蛋白质才体现出来。
从DNA到蛋白质,遗传信息的流动遵循着中心法则。


半保留复制(semiconservative replication)
即新的双链DNA中,一股链来自模板,一股链为新合成的。
半保留复制的意义
复制的这种方式可保证亲代的遗传特征完整无误的传递给子代,体现了遗传的保守性。

半保留复制实验依据
等用实验加以证实

双螺旋结构是半保留复制的分子基础
(以原核生物大肠杆菌为例)
1. 原料: dNTP,Mg++
2. 双链DNA模板
3. 引物(primer),小片段的DNA或RNA,常是RNA,有游离的 3’OH。
引物酶(primase,DnaG),用于合成复制所必需的RNA引物

与复制有关的酶和因子
5. 解螺旋酶( helicase ) , DnaB, 由DnaA和DnaC协助在复制的起始点(Ori C)上解开双螺旋。
6. 单链结合蛋白(SSB,single stranded binding protein)稳定已经解开成两股的DNA单链,防止其退火复性。
7. 拓扑异构酶(DNA topoisomerase)
拓扑一词的含义是指物体或图象做弹性移位而又保持物体不变的性质。
DNA 分子中存在打结,缠绕、连环的现象。
I 型酶: 切开双链中的一股,使DNA不致打结,切口的3’端可通过自由转动一周再与5’端磷酸连接,
不需ATP。
II 型酶:切断处于超螺旋状态中双股链中的某个部位,通过切口使超螺旋松弛,利用ATP使DNA恢复复制所要求的负超螺旋状态。
8. DNA聚合酶(DNApolymerase)
聚合酶III 主要的复制酶,并有校读、纠错的功能
5’——3’延伸多核苷酸链,活性很强,有模板依赖性,其延伸的方式是依据碱基互补配对的原则,将原料dNTP与游离的3’ OH上连接,同时释出一个PPi 。
3’——5’外切酶切除可能错配的核苷酸
聚合酶 I 用于切除引物RNA,并填补留下的空隙
5’——3’延伸多核苷酸链,
3’——5’外切酶的作用,切除可能错配的核苷酸
5’——3’外切酶的作用是切除引物
聚合酶II 活性弱
5’——3’延伸多核苷酸链
3’——5’外切酶