核酸與蛋白質(zhì)的生物合成講義

《核酸與蛋白質(zhì)的生物合成講義》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第十章DNA的生物合成復(fù)制（replication）：以DNA為模板，合成兩個完全相同的雙鏈子代DNA的過程。轉(zhuǎn)錄（transcription）：在DNA分子上合成出與其核苷酸順序相對應(yīng)的RNA的過程。翻譯（translation）：在RNA控制下，根據(jù)核酸鏈上每三個核苷酸決定一個AA的三聯(lián)體密碼規(guī)則，合成出具有特定順序的蛋白肽鏈過程。遺傳學(xué)的中心法則：DNA通過復(fù)制將遺傳信息由親代傳遞給子代；通過轉(zhuǎn)錄和翻譯，將遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)分子，從而決定生物的表現(xiàn)型。DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯過程就構(gòu)成了遺傳學(xué)的中心法則。在RNA病毒中，其遺傳信息貯存在RNA分子中。它們的遺傳信息的流

2、向是RNA通過復(fù)制，將遺傳信息由親代傳遞給子代；通過反轉(zhuǎn)錄將遺傳信息傳遞給DNA，再由DNA通過轉(zhuǎn)錄和翻譯傳遞給蛋白質(zhì)，這種遺傳信息的流向就稱為反中心法則。第一節(jié)DNA復(fù)制的特點一、半保留復(fù)制4071958年由M.Meselson和F.Stahl證明DNA的半保留復(fù)制。l半保留復(fù)制:l以DNA為模板，合成兩個完全相同的雙鏈子代DNA的過程。其中,每個子代分子的一條鏈來自于親代DNA,另一條鏈為新合成的二、有復(fù)制起始點l復(fù)制子（replicon)：基因組能獨立進(jìn)行復(fù)制的單位。含有控制復(fù)制起始的起點，也可能含有一個復(fù)制終點。l起始位點（原點origin）：具有特定核苷酸排列順序的

3、片段l原核生物的復(fù)制子通常為一個；l真核生物則為多個復(fù)制子。三、復(fù)制方向多數(shù)：雙向復(fù)制低等生物：單向復(fù)制（滾環(huán)復(fù)制）四、需要RNA引物lDNA聚合酶以一段具有3’端自由羥基（3’-OH）的RNA作為引物(primer)，聚合子代DNA鏈。lRNA引物的大小:原核生物通常為50～100個核苷酸，真核生物約為10個核苷酸。lRNA引物的堿基順序，與模板DNA的堿基順序相配對。五、半不連續(xù)復(fù)制418lDNA聚合酶只能以5‘→3’方向聚合子代DNA鏈，即模板DNA鏈的方向必須為3‘→5’。l因此，分別以兩條反平行的DNA鏈作為模板聚合子代DNA時的方式是不同的。l以3‘→5’方向的親

4、代DNA鏈作模板時，子代鏈的聚合方向為5‘→3’,復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的，該鏈稱為領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)。l親代DNA雙鏈復(fù)制時是逐步解開的，以5‘→3’方向的親代DNA鏈為模板時,子鏈的合成是不連續(xù)的，該鏈稱為隨從鏈(laggingstrand)。l復(fù)制時，由隨從鏈所形成的一些子代DNA短鏈稱為岡崎片段(Okazakifragment)。l岡崎片段的大小原核生物中約為1000～2000bp(basepair)，真核生物約為100bp。六、DNA復(fù)制的酶學(xué)410(一)、拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase)419生物體內(nèi)的DNA分子常處于負(fù)超螺旋態(tài)（三級結(jié)構(gòu)）。復(fù)制

5、前，需改變DNA分子拓?fù)錁?gòu)象，避免DNA分子打結(jié)、纏繞、連環(huán)。1、拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰl最初是從大腸桿菌中分離到的w-蛋白；l先將雙鏈中的一條鏈切斷，松開雙螺旋后再將DNA鏈連接起來，從而避免出現(xiàn)鏈的纏繞。l反應(yīng)不需ATP供能2、拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱl又稱DNA旋轉(zhuǎn)酶（DNAgyrase)，l可切斷DNA雙鏈，使DNA的超螺旋松解后，再將其連接起來。l需ATP供能。（二）解螺旋酶helicase：421大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的解螺旋酶為DnaB?？梢詫NA雙鏈解開成為單鏈。每解開一對堿基，需消耗兩分子ATP。（三）、單鏈DNA結(jié)合蛋白421lsinglestrandbindingprotein,S

6、SB，又稱螺旋去穩(wěn)蛋白（HDP），為與單鏈DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因子l作用：①穩(wěn)定DNA解開的單鏈；②阻止復(fù)性、保護(hù)單鏈DNA，避免核酸酶的降解。（四）引物酶primase：一種RNA聚合酶，在復(fù)制起點處以DNA為模板，催化合成一小段互補的RNA。引物酶能直接在單鏈DNA模板上催化游離的NTP合成一小段RNA。作用：提供3’-OH，以用于DNA聚合酶催化鏈的延伸。（五）DNA聚合酶4101、DNA聚合酶的反應(yīng)特點（1）、底物：dNTP,N=A,T,C,G（2）、模板：DNA（3）、引物：提供3￠-OH末端（4）、子鏈的延伸方向：5`?3`：2、DNA聚合酶的活性：5?￠3￠的聚合

7、活性5?￠3￠核酸外切酶活性3?￠5￠核酸外切酶活性復(fù)制修復(fù)切除引物、修復(fù)功能2040400分子數(shù)/細(xì)胞1011亞基數(shù)--+5￠?3￠外切酶活性+++3￠?5￠外切酶活性+++5￠?3￠聚合酶活性polIIIpolIIpolIpolⅠ為單一肽鏈的大分子蛋白質(zhì),可被特異的蛋白酶水解為兩個片段polⅡ多亞基酶。它參與DNA損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。polⅢ由十種亞基組成，α亞基：具有5‘→3’聚合DNA（復(fù)制）功能；ε亞基：3‘→5’外切酶（校正）功能功能：是原核生物復(fù)制延長中真正起催化作用的酶。4.真核生物的D