DNA的生物合成-(3).ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,生物化学,第十一章,DNA,的复制,遗传信息传递的中心法则,复制,DNA,转录,RNA,翻译,蛋白质,复制,RNA,翻译,逆转录,蛋白质,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,第一节 半保留复制,第二节,DNA,复制的酶学,第三节,DNA,生物合成过程,第四节,DNA,的突变（损伤）与修复,第五节 逆转录现象和逆转录酶,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,第一节 半保留复制,1,）半保留复制（,semiconservative replication,）,1953,年,Watson,和,Crick,在提出,DNA,双螺旋结构模型时，就设想在,DNA,复制过程中，,2,条多核苷酸链之间的氢键断裂，然后以每条单键作为模板，按照碱基互补的原则，合成新的互补链。这样新合成的,2,个子代,DNA,分子与原来的,DNA,分子的碱基排列顺序完全一样，每个子代,DNA,分子的一条链来自亲代,DNA,，另一条链是新合成的，这种复制方式称为半保留复制,。,复制的特点,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,半保留复制的证据,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,意义：,子代保留了亲代,DNA,的全部遗传信息,DNA,通过复制和基因表达决定生物特性,体现了遗传过程的相对保守性,保守性是相对的，不能忽视其变异性,2,）半不连续复制.,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,第二节 DNA复制的酶学,复制是在酶催化下进行的核苷酸的聚合反应。,(一),DNA,聚合酶,(二)真核生物的,DNA,聚合酶,(三),DNA,复制的保真性,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,一、,DNA,聚合酶,作用：以单链,DNA,作为模板催化,3,，,5,-,磷酸二酯键的生成，使,4,种脱氧核糖核苷酸,在引物或,DNA,片段的,3,-OH,上沿着53方向聚合。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,（,dNMP,）,n,+dNTP,或,n,1,dATP,n,2,dCTP,n,1,dTTP,+,DNA,n,2,dGTP,(,模板,),DNA,聚合酶,DNA,聚合酶,Mg,2+,引物,DNA,（,dNMP,）,dAMPdCMPdDMPdGMP,+2(n,1,+n,2,)PPi,+ppi,n+1,2(n,1,+n,2,),复制的化学反应,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,作用条件：,1,）以单链,DNA,作为模板,2,）,4,种,dNTP,作为原料：,dATP,，,dCTP,，,dCTP,，,dTTP,3,）需要引物：,DNA,聚合酶不能从头合成,DNA,，只,能以引物的,3-OH,作为合成新,DNA,的起点。,4,）只能催化引物或,DNA,片段与核苷酸之间生成,3，,5-,磷酸二酯键，使引物或,DNA,片段由,5 3,方,向延伸，因此,DNA,聚合酶作用具有方向性。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,（一）.原核生物的DNA聚合酶。,现在已知的原核生物,DNA,聚合酶有三种：,1.DNA,聚合酶,2.DNA,聚合酶,3.,DNA,聚合酶,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,1、DNA,聚合酶,作用：,1,）对复制中的错误进行校读.（,3 5,核,酸外切酶活性）,2,）切除引物和突变的片段（,5 3,核,酸外切酶活性）,3）填补空隙（,5 3,聚合活性）,DNA,聚合酶是单一肽链的大分子,，,其二级结构以,-,螺旋为主.,为主。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,E.coli DNA,聚合酶,H,O,N,M,L,K,P,J,R,I,E,D,F,C,G,B,Q,A,小片段,大片段,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,用特异的蛋白酶，可以把,DNA-pol I,水解为两个段段，小片段（,A,至,F,螺旋）具有,5 3,核酸外切酶活性，大片段（,G,至,R,螺旋区及,C,末端,）,又称,Klenow,片段，具,DNA,聚合酶和,3 5,核酸外切酶活性。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,2,、,DNA,聚合酶,只是在无,pol I,和,Pol,的情况下起作用，其真正的作用未完全清楚。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,3,、,DNA,聚合酶,是真正在原核生物细胞内参与复制作用的酶，是由,10,种亚基组成的不对称二聚体。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,、,、,亚基 组成核心酶。其中,亚基具有聚合酶活性;,亚基具有,3,5,核酸外切酶活性,并执行碱基选择功能;,亚基辩认引物,并起着夹住模板又能使酶沿模板链滑动的作用;,亚基可能起维持二聚体,的作用。其余的亚基统称为,-,复合物,作用不清楚.,（,E.coli DNA,聚合酶,不对称二聚体,）,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,大酶杆菌DNA聚合酶的性质,5,3,聚合 +,5,3,外切 +,-,3,5,外切 +,分子量（,kd,）,103 12 180,分子数,/,细胞,400 100 10,DNA,聚合酶,性质,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,核酸外切酶活性和校读,DNA,pol,I,、,II,两种方向,DNA,pol,I 3,5,活性强,DNA,pol,III,只有3,5,方向,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,(二)真核生物的,DNA,聚合酶,至少有五种：,DNA-pol,：只能延长数百个核苷酸，在随从链,合成中起作用。,DNA-pol：,只是在没有其他,DNA,聚合酶时才起,作用。,DNA-pol:,在线粒体内参与线粒体,DNA,的复制。,DNA-pol,：可延长很多的核苷酸，在领头链合,成中起作用。,DNA-pol,：起校读，修复和填补缺口的作用。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,(三)、,DNA,复制的保真性,DNA,复制的保真性至少依赖,三种机理。,1、,遵守严格的碱基配对规律。,2、DNA-pol,对碱基的选择功能。,3、,复制中出现错误时，,DNA-pol,有即时的校读功能。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,DNA,复制时，必须先有单链,DNA,生成，碱基暴露，这样,DNA,才能起模板作用。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,二、复制中解链和DNA分子的拓扑学变化,解螺旋酶（,helicase）、DNA,拓扑异构酶(,DNA topoisomerase),和单链,DNA,结合蛋白（,single strand DNA binding protein）,共同起解开双螺旋、理顺,DNA,链、维持,DNA,在一段时间内处于单链状态的作用。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,（一）解螺旋酶,（二）,DNA,拓扑异构酶,（,三）单链,DNA,结合蛋白（,SSB）,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,（一）解螺旋酶,在,DNA-pol,参与复制过程之前，首先起作用的起始物质有,DnaA、,DnaB、DnaC,蛋白。,DnaA,蛋白辨认,E.coli,上称为,oriC(origin C),的复制起始点，,DnaC,蛋白辅助解螺旋酶（,DnaB,），使其在起点上结合并打开双链。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,拓扑酶对,DNA,分子的作用是既能水解，又能形成磷酸二酯键，结果理顺了,DNA,链。,（二）DNA拓扑异构酶,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,A,B,C,拓扑酶,OH 3,P 5,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,首页,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,SSB,的作用是在复制中维持模板处于单链状态，并保护单链的完整。,（三）单链DNA结合蛋白（SSB）,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,三、引物酶和引发体,DnaB,蛋白、,DnaA,蛋白和,DnaC,蛋白及其他复制因子，一起形成复合体，结合引物酶形成较大的聚合体，再结合到模板,DNA,上，这种复合物称为引发体（,primosome）。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,四、DNA连接酶,DNA,连接酶（,DNA ligase）,在,碱基互补基础上,连接,DNA,链的 3-,OH,和相邻,DNA,链的5-,P,，使二者形成磷酸二酯键，从而把两段相邻的,DNA,链连成,完整的链。,不能连接单独存在的,DNA,或,RNA,单链。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,DNA,连接酶的作用方式,5,3,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,连接酶的作用,P HO,O,5,3,ATP,ADP,连接酶,DNA,连接酶,ATP,ADP,5,O,P,O,O,3,O,5,3,5,3,5,OH,+,O,P,O,O,3,5,3,把连接的缺口放大，示其化学反应。,第三节 DNA生物合成过程,1,、,DnaA,蛋白识别复制起点。,2,、,DnaA,蛋白和,DnaB、DnaC,蛋白，引物,酶结合到,DNA,链上形成引发体。,3,、,SSB,维持,DNA,链的单链状态，拓扑异,构酶理顺,DNA,链。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,6、,DNA,聚合酶切除引物并填补空隙。,7、连接酶连接,DNA,片断，完成随从链,的合成。,5、,DNA,聚合酶合成冈崎片断和前导链。,4、引物酶合成引物。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,E.coli,复制起始点,oriC,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,第四节,DNA,的突变（损伤）与修复,突变（,mutation）,是指一个或多个脱氧核糖核苷酸的构成、复制或表型功能的异常变化，也称为,DNA,损伤(,DNA damage)，,即遗传物质结构改变引起遗传信息的改变。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,一、突变的结果,（一）突变是进化、分化的分子基础。,（二）只改变基因型不改变表型的突变。,（三）致死性的突变。,（四）突变是某些疾病的发病基础。,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,二、引发突变的因素,引发突变的因素有物理和化学因素，物理因素主要指紫外线和各种辐射,化合物类别,作用点,（从原型配对至突变型）,碱基类似物 5-溴尿嘧啶(5-,BU)A,被5,BU G -A-G-G-,-T-T-C-,羟胺类,T C -T-C-C-,-A-A-G-,亚硝酸盐,C U -G-G-A-,-C-U-T-,烷化剂,G G,CH,3,DNA,缺失,G,常见的化学诱变剂,取代,分子改变,(G,碱基,N-7,位甲基化),首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,三、突变分子改变的类型,（一）,错配,（二）,缺失/插入和框移突变,（三）,重排,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,(,四,),SOS,修复,(,一,),光修复,(,二,),切除修复,(,三,),重组修复,四、,DNA,损伤的修复,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,切除修复,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,重组修复,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,第五节 逆转录现象和逆转录酶,反转录酶催化,cDNA,的合成,AAAA,AAAA,TTTT,B,DNA,聚合酶,RNA,模板,杂化双链,单链,DNA,双链,DNA,A,T,T,T,T,S,核酸酶,整合,反转录酶,反转录酶,RNaseH,（反转录酶）,首页,第一节,第二节,第四节,第三节,第五节,（细胞内）,（试管内）,单选题,37,、在,DNA,复制中,RNA,引物的作用是,A.,引导,DNA,聚合酶与,DNA,模板的结合,B.,提供,5-OH,末端,C.,提供四种三磷酸核苷附着的部位,D.,诱导,RNA,的合成,E.,提供,3-OH,末端,为合成新的,DNA,之起点,29、下列哪项描述对于DNA聚合酶是错误的,A.催化脱氧核苷酸连接到早期DNA的5OH末端,B.催化脱氧核苷酸连接到引物上,C.需要四种不同的5-三磷酸脱氧核苷,D.双链DNA的两条单链均可作模板,E.焦磷酸是反应的产物,31、将在14 NH4Cl作为唯一氮源的培养基中培养多代的大肠杆菌，转入含15NH4Cl的培养基中生长三代后，其各种状况的DNA分子比例应该是(LL代表两条轻链14N-DNA，HH代表两条重链15N-DNA，LH代表轻链，重链DNA)。,A.3LH/1HH B.6HH/2LH C.15LL/1LH,D.7HH/1LH E.1HH/7LH,33、DNA拓扑异构酶的作用是,A.解开DNA双链便于复制,B.使DNA断开旋转不致打结缠绕,C.把DNA异构为RNA,因为复制需要引物,D.辩认复制起始点,E.稳定复制叉,33、DNA拓扑异构酶的作用是,A.解开DNA双链便于复制,B.使DNA断开旋转不致打结缠绕,C.把DNA异构为RNA,因为复制需要引物,D.辩认复制起始点,E.稳定复制叉,13、DNA复制时下列哪一种酶是不需要的,A.DNA指导的DNA聚合酶 B.引物酶 C.连接酶,D.RNA指导的DNA聚合酶 E.解链酶,拓扑异构酶,31、DNA复制时,序列5-TAGA-3将合成下列哪种互补结构,A.5-TCTA-3 B.5-ATCT-3 C.5-UCUA-3,D.5-GCGA-3 E.3-TCTA-5,32、反转录过程中需要的酶是,A.DNA指导的DNA聚合酶 B.核酸酶 C.RNA指导的RNA聚合酶,D.DNA指导的RNA聚合酶 E.RNA指导的DNA聚合酶,33、岗崎片段,A.是因为DNA复制速度太快而产生的,B.由于复制中有缠绕打结而生成,C.因为有RNA引物，就有岗崎片段,D.由于复制与解链方向相反，在随从链生成,E.复制完成后，岗崎片段被水解,42、中心法则阐明的遗传信息传递方式是,A.蛋白质-RNA-DNA B.RNA-DNA-蛋白质,C.RNA-蛋白质-DNA D.DNA-RNA-蛋白质,E.DNA-蛋白质-RNA,A3至5,BC端至N端,C5至3,D一个点向两个方向同时进行,EN端至C端,51、双向复制从,A.DNA聚合酶,B.RNA聚合酶,C.逆转录酶,D.DNA聚合酶和逆转录酶,E.RNA聚合酶和逆转录酶,57、以NTP为底物的是,58、以RNA为模板的是,28、合成DNA的原料是,A.dAMP,dGMP,dCMP,dTMP B.dATP,dGTP,dCTP,dTTP,C.dADP,dGDP,dCDP,dTDP D.ATP,GTP,CTP,UTP,E.AMP,GMP,CMP,UMP,30、DNA连接酶,A.使DNA形成超螺旋结构,B.使DNA双链缺口的两个末端相连接,C.合成RNA引物,D.将双螺旋解链,E.去除引物，填补空缺,31、嘧啶二聚体解聚的方式靠,A.SOS修复 B.原核生物的切除修复,C.重组修复 D.光复活修复 E.真核生物的切除修复,29、原核生物的双向复制是指,A.在解开的DNA双链上进行复制，一链从5至3，另一链从3至5方向不同的复制,B.在一定的起始点向两个方向复制,C.质粒的滚环复制,D.只有两个引物同时在复制,E.在DNA聚合酶的两端同时复制,30、下列关于大肠杆菌DNA聚合酶的叙述哪一项是正确的?,A.具有35外切核酸酶的活性,B.具有53内切核酸酶的活性,C.是唯一参与大肠杆菌DNA复制的聚合酶,D.dUTP是它的一种作用物,E.以有缺口的双股DNA为模板,38、点突变(碱基错配)可引起,A.mRNA降解 B.DNA复制停顿 C.读码框移,D.氨基酸置换 E.氨基酸插入,1,、字体安装与设置,如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。,在,“,开始”,选,项卡,中,，点击“,替,换”按,钮右,侧箭,头,，,选,择“,替,换,字,体,”。（如下,图）,在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）,在“替换为”下拉列表中选择替换字体。,点击“替换”按钮，完成。,63,2,、替换模板中的图片,模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。,方法一：更改图片,选中模版中的图,片,（,有些图片与其他,对象,进行了组合，,选,择,时,一定要选中图,片 本身，而不是组合）。,单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）,注意：,为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。,63,赠送精美图标,