页数：29页文件大小：9.94 MB来源： 动物生物化学ppt课件
本课件围绕DNA半保留复制与半不连续复制、参与复制的酶与蛋白因子、复制过程，以及DNA修复与反转录展开，按章节顺序组织图示与要点说明，配套完整文字版，便于对照课件图片理解概念、代谢途径与关键结论。
第13章DNA的生物合成-复制
DNA Biosynthesis--Repication
本章主要内容
现代生物化学
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。1.中心法则
2 半保留复制半保留复制
半保留复制半保留复制（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
2 半保留复制半保留复制实验依据1958年M
半保留复制半保留复制实验依据1958年M.Messelson 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。
4.引物酶（primase，DnaG），用于合成复制所必需的RNA引物3.DNA的复制过程3.1 与复制有关的酶和因子
7 topoisomerase）拓扑一词的含
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
合酶延伸多核苷酸链总是5’3’聚合酶催化
合酶延伸多核苷酸链总是5’3’聚合酶催化的链延长反应
大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的比较：下表列出相关数据。
| 比较项目 | DNA聚合酶Ⅰ | DNA聚合酶Ⅱ | DNA聚合酶Ⅲ |
|---|---|---|---|
| 亚基数目 | 1 | ≥7 | ≥10 |
| 相对分子质量 | 103 000 | 88 000 | 900 000 |
| 5′→3′核酸聚合酶活性 | + | + | + |
| 3′→5′核酸外切酶活性 | + | + | + |
| 5′→3′核酸外切酶活性 | + | - | - |
| 聚合速度（核苷酸/分） | 1 000~1 200 | 2 400 | 15 000~60 000 |
| 持续合成能力 | 3~200 | 1 500 | ≥500 000 |
| 分子数/细胞 | 400 | 100 | 10~20 |
| 功能 | 切除引物、修复 | 修复 | 复制 |
说明：原文以粘连文本呈现，此处按项目逐行还原；不同教材在亚基数目与分子数上略有差异。
真核的DNA聚合酶
真核DNA的复制至少涉及5种复制酶，其中α、δ、ε参与染色体DNA的复制，α有引物要求；β负责DNA的修复；γ的功能是线粒体DNA的复制
9 DNA连接酶（ligase）将不连续
DNA片段以磷酸二酯键连接起来，原核生物通过分解NAD为NMN和Pi提供能量，真核生物则消耗ATP
复制的起始在原核生物只有一个起始点
而在真核生物有多个起始点。
DnaB（解螺旋酶，rep蛋白），DnaA 和DnaC参与解链，形成复制叉（replication fork），SSB结合并稳定解开的单股DNA链；引物酶（DnaG）与上述因子、酶构成引发体（primosome），并合成RNA引物。
解链造成的超螺旋，由拓扑异构酶实现超螺旋的转型，即把正超螺旋转变为负超螺旋。3.DNA的复制过程3.2 DNA复制过程
这个过程由DNA聚合酶III
催化，它是主要的复制酶。领头链（leading chain）：为连续合成，合成方向与解链方向一致，它的模板DNA链是5’——3’链。
滞后链（lagging chain ）：不连续合成，在RNA引物基础上分段合成DNA小片段（冈崎片段），方向与解链方向相反，它的模板DNA链是3’——5’链。由此可见，整个DNA分子的复制是半不连续的
半不连续复制
半不连续复制示意图
复制叉上各种酶与蛋白因子的作用和作用部位
本页为图示页，说明DNA复制过程与相关酶的作用。
复制叉的结构
本页为图示页，说明DNA复制过程与相关酶的作用。
复制的终止由DNA聚合酶I
完成切除引物，并且填补空隙，由DNA连接酶将DNA片段连接起来。复制的全过程
端粒酶（telomerase）催化, 在
由端粒酶（telomerase）催化, 在真核线性DNA的末端形成一种特殊的结构并与蛋白质结合成端粒（telomere）。端粒由成百个6个核苷酸的重复序列所组成（人为TTAGGG，四膜虫为TTGGGG）。
端粒的功能为稳定染色体的末端结构，防止染色体间末端连接，并可补偿滞后链5′-末端在消除RNA引物后造成的空缺。
复制可使端粒5′末端缩短，而端粒酶（telomerase）可外加重复单位到5′-末端上，结果使端粒维持一定的长度
胸腺嘧啶二聚体DNA的突变(损伤)
光复活酶,普遍存在在生物机体中,可以把嘧
如光复活酶,普遍存在在生物机体中,可以把嘧啶二聚体恢复正常状态。切除修复：找出损伤位置并切除，进行修复合成并连接。重组修复：先复制再修复。
子代链在对应模板链的损伤处留下缺口，先将同源母链DNA上相应的核苷酸片段转移替补，然后再合成一段序列填充缺口。SOS系统：复杂的应急反应。既有避免差错的修复又有引起差错的修复，后者有高变异率但也增加了生存机会。
4.DNA的损伤与修复4.2 DNA损伤的修复
切除修复重组修复
本页为图示页，说明DNA复制过程与相关酶的作用。
逆转录也称反转录
是某些生物（如鸡的肉瘤病毒、HIV等）的特殊复制方式。它们的遗传信息载体是RNA 而不是DNA。因此，在感染细胞时，首先经过逆转录作用成为双链DNA，才能整合到宿主基因组中去。
这个过程由逆转录酶催化，它具有以RNA为模板合成DNA，水解杂交链上的RNA以及以DNA为模板合成DNA三种活性。
逆转录现象和逆转录酶（reverse transcriptase）（H. Temin，1970）是分子生物学研究中的重大发现，是对经典中心法则重要补充。5.逆转录作用—以RNA为模板合成DNA
反转录过程
本页为图示页，说明DNA复制过程与相关酶的作用。
本章结束
本页为图示页，说明DNA复制过程与相关酶的作用。
下载地址：{{downurl}}
{{{a}}}
{{#b}}{{{b}}}
{{/b}} {{/title}} {{#nolog}}登陆注册
{{/nolog}} {{#djsx}}点我刷新
{{/djsx}} {{#gocz}} {{/gocz}} {{#ffqr}} {{/ffqr}}