生物化學(xué)-dna復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯(已修改)
2025-01-28 12:13 本頁(yè)面
【正文】 遺傳信息的傳遞 — DNA、 RNA、 蛋白質(zhì) 的生物合成 復(fù)制 轉(zhuǎn)錄 翻譯 逆轉(zhuǎn)錄 復(fù)制 DNA RNA 蛋白質(zhì) 中心法則 第一節(jié) DNA的生物合成 — DNA的復(fù)制 概念 ： 時(shí)期 ： 以 親代 DNA分子 為模板，合成 子代 DNA分子 的過(guò)程。 場(chǎng)所 ： 有絲分裂間期 、 減數(shù)第一次分裂間期 細(xì)胞核 (主要 )、 葉綠體、線粒體 堿基互補(bǔ)配對(duì)原則 ： A＝ T G≡C 第一節(jié) DNA的生物合成 — DNA的復(fù)制 原料： 四種 dNTP： dATP 、 dTTP、 dGTP、 dCTP （ dNMP） n＋ dNTP→ （ dNMP） n+l ＋ ppi 3’, 5’磷酸二酯鍵 3’ 5’ 一、 DNA復(fù)制的 特點(diǎn) 半保留 復(fù)制 半不連續(xù) 復(fù)制 DNA復(fù)制的 起點(diǎn) 和 方向 DNA的 半保留復(fù)制 親代 DNA 子代 子代 (1)“半保留復(fù)制假說(shuō) ” 的 提出 ： 1953年， Watson amp。 Crick在 DNA雙螺旋基礎(chǔ)上提出。 科學(xué)家提出的三種 DNA復(fù)制模型 (2) “半保留復(fù)制假說(shuō) ” 的 實(shí)驗(yàn)證明 ： ? 將 15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)； ? 提取其 DNA 進(jìn)行 密度梯度離心 。 ? 再移至 14N培養(yǎng)基中生長(zhǎng)； ? 在不同時(shí)期提取 DNA，進(jìn)行 密度梯度離心 。 Meselson和 Stahl 實(shí)驗(yàn) Meselson和 Stahl 實(shí)驗(yàn) DNA復(fù)制的 起點(diǎn) 和 方向 ?復(fù)制的起始點(diǎn) ： DNA復(fù)制要從 DNA分子的特定部位開(kāi)始。 ?原核生物 中 DNA(環(huán)形 )的復(fù)制只有 一個(gè) 起始點(diǎn)。 ?真核生物 染色體 DNA(線形 )的復(fù)制有 多個(gè) 起始點(diǎn)。 ?DNA的雙向復(fù)制 ： DNA從起始點(diǎn)向兩個(gè)方向解鏈，形成兩個(gè)延伸方向相反的復(fù)制叉。 原核生物 的雙向復(fù)制 真核生物 的雙向復(fù)制 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’ 3’ 前導(dǎo)鏈 隨從鏈 崗崎片段 半不連續(xù) 復(fù)制 ?體內(nèi)僅存在 5’ →3 ’的 DNA聚合酶； ?新鏈延伸的方向只能是 5’→3 ’ 。 前導(dǎo)鏈 ： 以 3’→ 5’方向的母鏈作為模板，新合成的以 5’→ 3’為方向 連續(xù)合成 的鏈。 （復(fù)制方向與解鏈方向一致） 隨從鏈 (滯后鏈 ): 以 5’→ 3’方向的母鏈作為模板，沿 5’→ 3’方向合成一些 1000— 2022個(gè)核苷酸不連續(xù)的小片段，由小片段連接成隨從鏈。 （復(fù)制方向與解鏈方向相反 ) 岡崎片段 ： 以 5’→ 3’方向的母鏈作為模板，沿5’→ 3’方向合成的一些 1000— 2022個(gè)核苷酸不連續(xù)的小片段。 半不連續(xù)復(fù)制 ： 領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制 。 3? 5? 3? 5? 解鏈方向 隨從鏈 前導(dǎo)鏈 岡崎片段 二、參與 DNA復(fù)制的 酶和蛋白質(zhì) 原核生物的 DNA聚合酶 真核生物的 DNA聚合酶 解鏈、解旋酶類 DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶 引發(fā)體 DNA連接酶 DNA聚合酶 Ⅰ ? 5’ 3’ 外切酶 3’ 5’ 外切酶 5’ 3’ 聚合酶 DNA聚合酶 Ⅱ 與 Ⅲ ? 5’ 3’ 聚合酶 3’ 5’ 外切酶 原核生物的 DNA聚合酶 DNA聚合酶 Ⅲ DNA 復(fù)制的主要酶。 DNA聚合酶 Ⅰ 用于 切除 RNA引物， 損傷后修復(fù)。 DNA聚合酶 Ⅱ 只是在無(wú) pol I及 pol Ⅲ 的情況下才起作用 。 3’ 5’ 5’ 3’ 外切酶 聚合酶 N C 5’ 3’外切酶 小片段 大片段（ klenow片段） （ 常用的工具酶） DNA聚合酶 Ⅰ DNA聚合酶的校對(duì)作用 ? 依賴于 3個(gè)聚合酶的 3’ 末端外切酶活性，進(jìn)行校對(duì)和糾錯(cuò)。 ? 多種蛋白質(zhì)參與，從而保證了復(fù)制的準(zhǔn)確性。 真核細(xì)胞的 DNA聚合酶 DNA－ pol α ， β ， γ ， δ ， ε DNA－ po1δ： 延長(zhǎng)領(lǐng)頭鏈和隨從鏈； DNA—poIα： 合成 RNA引物； DNA－ polε： 校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口。 DNA—polβ： 在沒(méi)有其他 DNA－ pol時(shí)發(fā)揮催化功能。 DNA—po1γ： 催化線粒體 DNA的合成。 解鏈、解旋酶類 ? DNA解鏈酶 ? 單 DNA結(jié)合蛋白(SSB） ? 解開(kāi) DNA雙鏈 每個(gè) bp消耗 2個(gè) ATP ? 與單鏈 DNA結(jié)合 ,維持單鏈狀態(tài) (“鎮(zhèn)紙 ” ) ? 使其不受核酸酶水解，保持完整性。 ? 拓?fù)洚悩?gòu)酶 Ⅰ 轉(zhuǎn)軸酶 ? 拓?fù)洚悩?gòu)酶 Ⅱ 旋轉(zhuǎn)酶 ? 切斷 DNA雙螺旋中的 一股 ，張力下降后封閉。 ? 切斷 DNA雙鏈 ，使另一雙鏈經(jīng)過(guò)此缺口，再封閉。 DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶 改變 DNA分子構(gòu)象，理順 DNA鏈，使復(fù)制能順利進(jìn)行。 引發(fā)體 ? 蛋白質(zhì)
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