1 / 66

第十章 基因信息的传递

第十章 基因信息的传递. DNA 的生物合成. 基因 ： 生物活性产物编码的 DNA 功能片段. 复制 ： 以 DNA 作为 模板 指导的 DNA 合成，即将 DNA 携带的信息传至子代 DNA DNA 合成也可以 RNA 为 模板 指导合成，通常将其称作反转录作用 , 见于 RNA 病毒. 模板 作用： 大量生 产同一产品. 模 板. 中心法则 Central Dogma. DNA. 复制. 逆 转录. 转录. RNA. 翻译. 蛋白质（病毒）. 少数病毒复制. 翻译. 蛋白质. 父链. 子链. 第一节 半保留复制.

leona
Download Presentation

第十章 基因信息的传递

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 第十章 基因信息的传递 DNA的生物合成

  2. 基因：生物活性产物编码的DNA功能片段 复制：以DNA作为模板指导的DNA合成，即将DNA携带的信息传至子代DNA DNA合成也可以RNA为模板指导合成，通常将其称作反转录作用,见于RNA病毒

  3. 模板作用：大量生产同一产品 模 板

  4. 中心法则Central Dogma DNA 复制 逆转录 转录 RNA 翻译 蛋白质（病毒） 少数病毒复制 翻译 蛋白质

  5. 父链 子链 第一节 半保留复制 定义：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，这种复制方式叫半保留复制

  6. 1958 – Matthew Meselson和Franklin Stahl 福兰克林.斯塔尔(Franklin Stahl) 美国科学家马修.梅塞尔(Matthew Keelson)

  7. 普通DNA 含15N-DNA的细菌 培养于普通培养液 重DNA 第一代 中等密度DNA 继续培养于 普通培养液 普通DNA 第二代 中等密度DNA 新合成 的链 (蓝: 15N) (棕: 14N) 意义？ DNA半保留复制的证据

  8. 全保留 普通DNA 二代 重DNA 混 合 一代 一代 二代 中等密度DNA

  9. 3’ 亲代DNA 分子 5’ 复制叉 3’ 5’ 复制的起始点与方向 亲代DNA开链，复制起始点呈叉型移动 ori 复制起始点（ori）：DNA复制要从DNA分子的特定部位开始，此部位称复制起始点 原核：一个起始点，约245bp,特殊的重复序列 真核：多个起始点

  10. E.coli复制起始点oriC跨度为245bp，有3组串联重复序列和2对反向重复序列E.coli复制起始点oriC跨度为245bp，有3组串联重复序列和2对反向重复序列

  11. AGCT TCGA 串联重复序列 GATTNTTTATTT…GATCTNTTNTATT…GATCTCTTATTAG 反向重复序列 回文结构 TGTGGATTA……TTATACACA… A--TA--GTGT …TTTGGATAA…..TTATCCACA AATAGGT--T

  12. 复制方向 • DNA合成的方向单向、双向？ 1个起始点

  13. ori ori ori ori 双向复制 以起始点为中心，向两个方向进行复制 复制子 真核生物两个相邻复制起始点之间的DNA片段

  14. 多个起始点

  15. 第二节 DNA复制的酶学 1. 模板：解开成单链的DNA母链 2. 底物dNTP ：dATP，dGTP，dCTP，dTTP 3. DNA聚合酶，DNA-pol 4. 引物（primer）：RNA引物 5. 其他酶和蛋白质因子

  16. N1OH N1N2-OH 5` 5` 3` 3` 一、复制的化学反应 生成磷酸二酯键 DNA pol +dN2TP +PPi 3’——TAGAAGACCTATTGGCC——5’ 5’——ATCTTCTGGATAACCGG——3’

  17. 二、 解链相关酶类 1. 解旋酶(helicase) 2. 拓扑异构酶（topoisomerase I、II） 3. 单链DNA结合蛋白(SSB)

  18. 解螺旋酶 2.1 解旋酶 (helicase) 作用：断裂互补碱基间的氢键，使DNA成单链 ATP DnaA、B、C… dnaA、B、C…

  19. 2.2 拓扑异构酶（Topo） 拓扑(topology)与拓扑异构 DNA正超螺旋与负超螺旋 螺旋 拓扑异构酶 超螺旋 正超螺旋 DNA双螺旋 负超螺旋

  20. Helicase Topo酶：切割DNA链，使其松弛后再连接 TopoⅡ（DNA Gyrase）

  21. Supercoiled DNA Helicase TOPOⅡ

  22. TOPOⅡ

  23. TOPOⅡ

  24. TOPOⅡ

  25. TOPOⅡ

  26. TOPOⅡ

  27. TOPOⅡ

  28. TOPOⅡ

  29. ATP TOPOⅡ

  30. TOPOⅡ

  31. 2.3 单链DNA结合蛋白（SSB） 作用：防止单链DNA重新形成双链，防止单链DNA被核酸酶水解 SSB

  32. 三、DNA聚合酶（DNA-pol） 即依赖于DNA的DNA聚合酶（DDDP） 原核生物有3种： DNA-polⅠ、 Ⅱ、 Ⅲ 真核生物有多种： DNA-pol、、、、…

  33. DNA聚合酶功能 • 5´3´聚合作用 • 5´3´外切酶 • 3´5´外切酶活性

  34. dNTP DNA pol 5´3´聚合作用 3 'agctcgatcgtagcctagcgtagcagtgcacgatc 5 ' 5'ucgagcuag-OH 3 ' 3 'agctcgatcgtagcctagcgtagcagtgcacgatc 5 ' 5 'ucgagcuag catcggatcgcatcgtcacgtgctag 3 '

  35. 5’ 3’ 外切酶与内切酶作用图解 内切酶 5’ 3’ 外切酶 5´3´外切酶活性的功能 切除引物，切除突变片段

  36. 错配碱基 校 读 3’5’外切酶活性

  37. 大肠杆菌三种DNA聚合酶比较 DNA 聚合酶Ⅰ DNA 聚合酶Ⅱ DNA聚合酶Ⅲ （复合物） 特 性 109，000 400 + + + 1 校读,修复1000 400，000 10-20 + + + 50 复制100000 分子量 每个细胞的分子统计数 5´-3 ´聚合酶作用 3´-5 ´核酸外切酶作用 5´-3 ´核酸外切酶作用 转化率 主要功能 活性（nt/min） 120，000 40 + + - 0 .05 不清 填补缺口 50

  38. 核心酶  延长因子     Pol III  DNA聚合酶Ⅲ二聚体    Pol III DNA聚合酶Ⅲ全酶

  39. DNA pol I 大片段 （Klenow fragment） 小片段 5 '→3 '聚合功能 3 '→5 '外切酶活性 5'→3'外切酶活性

  40. 5´ 3´ 5´ 3´ 5´ 5´ RNA引物 四、引物酶(Primase)和引发体 DNA合成需在RNA引物的基础上进行 催化RNA引物合成的酶叫引物酶，它是一种特殊的RNA聚合酶

  41. 5´ 3´ DnaC 解螺旋酶 引发体 3´ 5´ 引物酶 引发体（primosome）：包括解螺旋酶 、DnaC、引物酶及DNA复制的起始区域 DnaA

  42. 五、DNA连接酶(DNA ligase) 功能： 催化DNA双链的3’羟基和相邻的5’磷酸基团形成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链

  43. 小 结 主要成员 主要作用 DnaA 识别复制起始位点 解螺旋酶 解开DNA双链 SSB 维持已解开单链DNA的稳定 引物酶 合成RNA引物 TOPO 使打结、缠绕、正超螺旋的DNA松驰 DNA-pol Ⅲ DNA复制 DNA-polⅠ 水解引物、填补空隙、修复作用 DNA连接酶 催化双链DNA中单链缺口的连接

  44. 第三节 DNA生物合成过程 1.复制的起始 2.链的延长 3.复制的终止

  45. DNA合成期 哺乳动物的细胞周期

  46. 一 复制的起始 (一) DNA解成单链 由特定蛋白质识别复制起始位点（ori），在解螺旋酶、TOPO酶及单链DNA结合蛋白的共同作用下，DNA解链，解旋，形成复制叉  倒Y

  47. 5´ 3´ DnaC 解旋酶 引发体 3´ 5´ 引物酶 (二)引发体的生成 解旋酶解开双链后引物酶进入形成引发体

  48. 5´ 3´ 5´ 3´ 5´ 5´ RNA引物 （三） RNA引物的合成

  49. 参与复制起始的蛋白因子 功能 名称 DnaA蛋白 辨认起始点 解螺旋酶（DnaB，Rep） 解开DNA双链 DnaC 协助解螺旋酶 引物酶（DnaG） 催化RNA引物生成 SSB 稳定解开的单链 拓扑异构酶 理顺DNA链 OriC E.coli复制起始点

  50. 5’- DNA - O - P -N - OH 5’- DNA - OH +dNTPs + P P 二 复制的延长 引物合成后，由DNA polⅢ（在真核细胞为DNA聚合酶和)催化，按碱基配对原则，将dNTP逐一添加到引物3’末端，形成磷酸二酯键，使新合成的链不断延长 3’——AAGACCTATT——5’ 5’——TTCTGGATAA——3’ DNA Pol I, II and III

More Related