DNA的生物合成PPT课件.pptx

1、蛋白质蛋白质 亲代亲代DNA Parental DNA 子代子代DNADaughter DNAl复制复制（Replication）：以亲代：以亲代DNA为模板指导合为模板指导合成相同的子代成相同的子代DNA分子，使遗传信息从亲代传递分子，使遗传信息从亲代传递到子代的过程。到子代的过程。 DNA在复制时，以亲代在复制时，以亲代DNA的的每一股作模板，合成两个子代每一股作模板，合成两个子代DNA。每个子代。每个子代DNA中都含有中都含有一股亲代一股亲代DNA链，另一股则是链，另一股则是按碱基配对原则新合成的。按碱基配对原则新合成的。真核真核DNADNA的复制起始点与双向复制的复制起始点与双向复制l

2、在真核生物中，复制起始点有多个。在真核生物中，复制起始点有多个。l复制叉复制叉（Replication Fork)：DNA复制时，局部双螺旋解开复制时，局部双螺旋解开形成两条单链时形成的叉状结构。形成两条单链时形成的叉状结构。复制叉复制叉DNA的半不连续复制的半不连续复制(Semi-discontinuous Replication) 复制复制(replication)(replication) 以亲代以亲代DNADNA为模板指导合成相同的子代为模板指导合成相同的子代DNADNA分分子，使遗传信息从亲代传递到子代的过程。子，使遗传信息从亲代传递到子代的过程。 复制复制亲代亲代DNADNA子代子

3、代DNADNADNADNA的半不连续复制的半不连续复制(Semi-discontinuous Replication) （一）复制的起始（一）复制的起始需要解决两个问题：需要解决两个问题：1 1. . DNADNA解开成单链，提供模板。解开成单链，提供模板。2. 2. 合成引物，提供合成引物，提供3 3 -OH-OH末端。末端。一、原核生物的一、原核生物的DNADNA生物合成生物合成 （二）复制的延长（二）复制的延长复制的延长指在复制的延长指在DNA-polDNA-pol催化下，催化下，dNTPdNTP以以dNMPdNMP的方式的方式逐个加入引物或延长中的子链上，逐个加入引物或延长中的子链上，

4、其其化学本质化学本质是是磷酸二酯键磷酸二酯键的不断生成。的不断生成。 原核生物基因是环状原核生物基因是环状DNADNA，双向复制的复制片，双向复制的复制片段在复制的终止点段在复制的终止点(ter)(ter)处汇合。处汇合。orioriterterE.coliE.coli82823232oriori terterSV40SV4050500 0（三）复制的终止（三）复制的终止DNADNA复制的终止复制的终止（1 1）去除引物，填补缺口）去除引物，填补缺口（2 2）连接冈崎片段）连接冈崎片段DNADNA复制的特点复制的特点1.1.有一定的复制起始点：有一定的复制起始点：DNADNA在复制时，需在特定

5、的位在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段，点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段，即复制起始点（即复制起始点（oriori点）。在原核生物中，复制起始点）。在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在真核生物中则为多个。点通常为一个，而在真核生物中则为多个。2.2.双向复制：双向复制：DNADNA复制时，以复制起始点为中心，向两复制时，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。个方向进行复制。3.3.需要引物需要引物(primer)(primer)：4.4.半不连续复制：半不连续复制：5.5.引物合成及引物合成及DNADNA复制方向均为复制方向均为5 5 3 3逆

6、转录和其他复制方式逆转录和其他复制方式Reverse Transcription and Other DNA Replication Ways第五节第五节逆转录病毒细胞内的逆转录现象逆转录病毒细胞内的逆转录现象RNA RNA 模板模板逆转录酶逆转录酶 DNA DNA- -RNA RNA 杂化双链杂化双链逆转录酶逆转录酶单链单链DNADNA互补互补DNA(DNA(cDNA)逆转录酶逆转录酶双链双链DNADNAn逆转录逆转录：在逆转录酶催化下，以在逆转录酶催化下，以RNARNA为模为模板，板，4 4种种dNTPdNTP为原料，首先合成为原料，首先合成RNA-cDNA,RNA-cDNA,然后再以然后

7、再以cDNAcDNA为模板合成为模板合成DNADNA双链的过程。双链的过程。ncDNAcDNA（互补（互补DNA)DNA)：在逆转录酶催化下，在逆转录酶催化下，以以RNARNA为模板，为模板，4 4种种dNTPdNTP为原料，合成的为原料，合成的与之互补的与之互补的DNADNA。n逆转录酶有三种酶的活性：逆转录酶有三种酶的活性：RNARNA或或DNADNA作作模板的模板的dNTPdNTP聚合酶活性和聚合酶活性和RNaseRNase活性。活性。二、逆转录研究的意义二、逆转录研究的意义 逆转录酶和逆转录现象，是分子生物学研究中逆转录酶和逆转录现象，是分子生物学研究中的重大发现。的重大发现。 逆转录

8、现象说明：至少在某些生物，逆转录现象说明：至少在某些生物，RNARNA同样同样兼有遗传信息传代与表达功能。兼有遗传信息传代与表达功能。对逆转录病毒的研究，拓宽了对逆转录病毒的研究，拓宽了2020世纪初已注意世纪初已注意到的病毒致癌理论。到的病毒致癌理论。 DNA损伤（突变）与修复损伤（突变）与修复DNA Damage (Mutation) and Repair第六节第六节遗传物质的结构改变而引起的遗传信息遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变，均可称为改变，均可称为突变。突变。在复制过程中发生的在复制过程中发生的DNADNA突变称为突变称为DNADNA损伤损伤(DNA damage)(DNA

9、damage)。从分子水平来看，突变就是从分子水平来看，突变就是DNADNA分子上碱分子上碱基的改变。基的改变。 二、引发突变的因素二、引发突变的因素物理因素物理因素: :紫外线紫外线(ultra violet, UV)(ultra violet, UV)、各种辐射、各种辐射 UV紫外线照射可引起核酸链上相邻的两个胸腺紫外线照射可引起核酸链上相邻的两个胸腺嘧啶形成二聚体嘧啶形成二聚体TTTT（胸腺二聚体）。（胸腺二聚体）。化学因素化学因素常见的化学诱变剂常见的化学诱变剂化合物类别化合物类别作作 用用 点点分子改变分子改变碱基类似物碱基类似物如：如：5-BUA 5-BU G- A - T - G

10、 - C -羟胺类（羟胺类（NH2OH）T C- T - A - C - G -亚硝酸盐（亚硝酸盐（NO2）C U- G - C - A - T -烷化剂烷化剂如：氮芥类，如：氮芥类，NitrominsG mGG mGDNA缺失缺失G三、三、DNADNA损伤的修复损伤的修复 修复修复(repairing(repairing) ) 是对已发生分子改变的补偿措施，使其是对已发生分子改变的补偿措施，使其回复为原有的天然状态。回复为原有的天然状态。光修复光修复(light repairing)(light repairing)切除修复切除修复(excision repairing)(excision

11、repairing)重组修复重组修复(recombination (recombination repairing)repairing)SOSSOS修复修复 修复的主要类型修复的主要类型（一）光修复（一）光修复光修复酶光修复酶(photolyase)(photolyase) UVUV 光修复过程是通过光修复酶催化而完成的，需光修复过程是通过光修复酶催化而完成的，需300300600nm600nm波长照射激活波长照射激活UvrAUvrAUvrBUvrBUvrCUvrCOHOHP PDNADNA聚合酶聚合酶OHOHP P （二）切除修复（二）切除修复是细胞内最重要和是细胞内最重要和有效的修复机制，

12、主要有效的修复机制，主要由由DNA-polDNA-pol和连接酶完和连接酶完成。成。DNADNA连接酶连接酶ATPATPE.coliE.coli的切的切除修复机制除修复机制（三）重组修复（三）重组修复 这是这是DNADNA的复制过程中的复制过程中所采用的一种有差错的修复所采用的一种有差错的修复方式。方式。(recombination repairing)(recombination repairing) lDNADNA分子受到较大范围损伤分子受到较大范围损伤, ,使复制受到抑制时这使复制受到抑制时这种修复机制用种修复机制用SOSSOS借喻细胞处于危急状态借喻细胞处于危急状态。l 损伤诱导一种特异性较低的新的损伤诱导一种特异性较低的新的DNADNA聚合酶，以聚合酶，以及重组酶等的产生。继续催化损伤部位及重组酶等的产生。继续催化损伤部位DNADNA的复制。的复制。l 通过通过SOSSOS修复，复制如能继续，细胞是可存活的。修复，复制如能继续，细胞是可存活的。然而然而DNADNA保留的错误较多，导致较广泛、长期的突保留的错误较多，导致较广泛、长期的突变。变。 （四）（四）SOSSOS修复修复