【教学课件】第九章基因信息的传递.ppt
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1、第九章第九章 基因信息的传递基因信息的传递DNA的生物合成复制复制:以以DNADNA作为作为模板模板指导的指导的DNADNA合成,即合成,即将将DNADNA携带的信息传至子代携带的信息传至子代DNADNA DNADNA合成也可以合成也可以RNARNA为为模板模板指导合成,通常将其称作指导合成,通常将其称作反转录作用反转录作用,见于见于RNARNA病毒病毒 基因基因:生物活性产物编码的生物活性产物编码的DNADNA功能片段功能片段模 板模板模板作用:大量生产同一产品中心法则中心法则 Central DogmaCentral DogmaRNARNADNADNA蛋白质蛋白质转录翻译复制逆转录少数病毒
2、复制翻译翻译 蛋白质蛋白质(病毒)(病毒)第一节 半保留复制定义:定义:两个子代分子中各有一条链来两个子代分子中各有一条链来自亲代,各有另一条新合成的链,这自亲代,各有另一条新合成的链,这种复制方式叫半保留复制种复制方式叫半保留复制 父链父链子链子链 1958 Matthew Meselson 1958 Matthew Meselson和和Franklin StahlFranklin Stahl美国科学家美国科学家马修马修.梅塞尔梅塞尔(Matthew(Matthew Keelson)Keelson)福兰克林福兰克林.斯塔尔斯塔尔(Franklin(Franklin Stahl)Stahl)(
3、蓝蓝:1515N N)(棕棕:1414N N)DNADNA半保留复制的证据半保留复制的证据培养于普培养于普通培养液通培养液继续培养于继续培养于普通培养液普通培养液含含1515N-DNAN-DNA的细菌的细菌普通普通DNADNA重重DNADNA第一代第一代中等密度中等密度DNADNA第二代第二代普通普通DNADNA中等密度中等密度DNADNA 意义意义?新合成新合成 的链的链重重DNADNA普通普通DNADNA中等密度中等密度DNADNA全保留全保留混混 合合一代一代二代二代一代一代二代二代复制的起始点与方向复制的起始点与方向 亲代DNA开链,复制起始点呈叉型移动复制叉复制叉亲代亲代DNA DN
4、A 分子分子3535复制起始点(复制起始点(oriori):DNA复制要从DNA分子的特定部位开始,此部位称复制起始点复制起始点原核:一个起始点,约245bp,特殊的重复序列 真核:多个起始点orioriE.coliE.coli复制起始点复制起始点oriCoriC跨度为跨度为245bp245bp,有有3 3组组串联重复序列串联重复序列和和2 2对对反向重复序列反向重复序列 GATTNTTTATTTGATCTNTTNTATTGATCTCTTATTAG串联串联重复序列重复序列 反向反向重复序列重复序列TTTGGATAA.TTATCCACA AATAGGT-TTGTGGATTATTATACACA A
5、-TA-GTGT回文结构回文结构AGCTTCGA复制方向复制方向DNA合成的方向单向、双向?1个起始点双向复制双向复制oriori复制子复制子oriori 真核生物两个相真核生物两个相邻复制起始点之间邻复制起始点之间的的DNA片段片段 以起始点为中以起始点为中心,向两个方心,向两个方向进行复制向进行复制 多个起始点第二节第二节 DNA DNA复制的酶学复制的酶学1.1.模板:解开成单链的模板:解开成单链的DNADNA母链母链3.DNA3.DNA聚合酶,聚合酶,DNA-polDNA-pol2.2.底物底物dNTP dNTP:dATPdATP,dGTPdGTP,dCTPdCTP,dTTP dTTP
6、 4.4.引物(引物(primerprimer):):RNARNA引物引物5.5.其他酶和蛋白质因子其他酶和蛋白质因子一、复制的化学反应一、复制的化学反应生成磷酸二酯键生成磷酸二酯键N N1 1OHOH3355+d+dN N2 2TPTPN N1 1N N2 2-OH-OH3355+PPi+PPiDNA polDNA pol3TAGAAGACCTATTGGCC53TAGAAGACCTATTGGCC555ATCTTATCTTCTGGATAACCGGCTGGATAACCGG33二二、解链相关酶类解链相关酶类1.1.解旋酶解旋酶(helicase)(helicase)2.2.拓扑异构酶拓扑异构酶(t
7、opoisomerase Itopoisomerase I、IIII)3.3.单链单链DNADNA结合蛋白结合蛋白(SSB)(SSB)2.1 2.1 解旋酶解旋酶(helicase)(helicase)解螺旋酶解螺旋酶作用作用:断裂互补碱基间的氢键,使:断裂互补碱基间的氢键,使DNADNA成单链成单链dnaA、B、CDnaA、B、CATP2.2 2.2 拓扑异构酶拓扑异构酶(TopoTopo)拓扑拓扑(topology)(topology)与拓扑异构与拓扑异构DNADNA正超螺旋与负超螺旋正超螺旋与负超螺旋负超螺旋负超螺旋正超螺旋正超螺旋DNADNA双螺旋双螺旋拓扑异构酶拓扑异构酶超螺旋超螺旋
8、螺旋TopoTopo酶:酶:切割切割DNADNA链,使其松弛后再连接链,使其松弛后再连接HelicaseTopo(DNA Gyrase)HelicaseSupercoiled DNATOPOTOPOTOPOTOPOTOPOTOPOTOPOTOPOTOPO ATPTOPO2.3 2.3 单链单链DNADNA结合蛋白结合蛋白(SSBSSB)作用作用:防止单链防止单链DNADNA重重新形成双链,防止单新形成双链,防止单链链DNADNA被核酸酶水解被核酸酶水解SSBSSB三、三、DNADNA聚合酶(聚合酶(DNA-polDNA-pol)即依赖于即依赖于DNADNA的的DNADNA聚合酶(聚合酶(DDD
9、PDDDP)真核生物有多种:真核生物有多种:DNA-pol DNA-pol 、原核生物有原核生物有3 3种:种:DNA-polDNA-pol、DNA聚合酶功能5533聚合作用聚合作用5533外切酶外切酶3355外切酶活性5 u ucgagccgagcu uag-ag-OH OH 3 5 u ucgagccgagcu uagagDNA poldNTP5533聚合作用聚合作用3 agctcgatcgtagcctagcgtagcagtgcacgatc agctcgatcgtagcctagcgtagcagtgcacgatc 5 3 agctcgatcgtagcctagcgtagcagtgcacgatc
10、 agctcgatcgtagcctagcgtagcagtgcacgatc 5 catcggatcgcatcgtcacgtgctag catcggatcgcatcgtcacgtgctag 3 53内切酶内切酶外切酶外切酶外切酶与内切酶作用图解5533外切酶活性的功能外切酶活性的功能 切除引物,切除突变片段切除引物,切除突变片段5335 外切酶活性 校 读 错配碱基大肠杆菌三种大肠杆菌三种DNADNA聚合酶比较聚合酶比较DNADNA聚合酶聚合酶分子量分子量每个细胞的分子统计数每个细胞的分子统计数5-3 5-3 聚合酶作用聚合酶作用3-5 3-5 核酸外切酶作用核酸外切酶作用5-3 5-3 核酸外切
11、酶作用核酸外切酶作用转化率转化率主要功能主要功能活性(活性(nt/minnt/min)DNADNA聚合酶聚合酶DNADNA聚合酶聚合酶(复合物复合物)109109,000000400400+1 1校读校读,修复修复10001000120120,0000004040+-0.050.05400400,00000010-2010-20+5050复制复制100000100000特特 性性不清不清填补缺口填补缺口5050DNA聚合酶聚合酶全酶全酶 核心酶Pol IIIPol III延长因子DNADNA聚合酶聚合酶二聚体二聚体小片段小片段 大片段大片段(Klenow fragmentKlenow frag
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