湖南农业大学：《生化与分子生物学》课程教学课件（PPT讲稿）第12章 复制

第十二章DNA的生物合成 ●DNA是由四种脱氧核糖核酸所组成的 长链大分子，是遗传信息的携带者。 ●生物体的遗传信息就贮存在DNA的四 种脱氧核糖核酸的排列顺序中

第十二章 DNA的生物合成 ⚫DNA是由四种脱氧核糖核酸所组成的 长链大分子，是遗传信息的携带者。 ⚫生物体的遗传信息就贮存在DNA的四 种脱氧核糖核酸的排列顺序中

●DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子 代；通过转录和翻译，将遗传信息传递 给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。 DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗 传学的中心法则。 ●在RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA分 子中。因此，在这些生物体中，遗传信 息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由 亲代传递给子代，通过反转录将遗传信 息传递给DNA,再由DNA通过转录和翻译 传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就 称为反中心法则

⚫DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子 代；通过转录和翻译，将遗传信息传递 给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。 DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗 传学的中心法则。 ⚫在RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA分 子中。因此，在这些生物体中，遗传信 息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由 亲代传递给子代，通过反转录将遗传信 息传递给DNA，再由DNA通过转录和翻译 传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就 称为反中心法则

DNA dependent DNA polymerase DDDP DNA dependent RNA polymerase DDRP RNA dependent RNA polymerase- RDRP RNA dependent DNA polymerase —RDDP 复制(DDDP) 转录(DDRP) 翻译 DNA RNA →蛋白质 反转录(RDDP) RNa 复制(RDRP)

DNA dependent DNA polymerase——DDDP DNA dependent RNA polymerase——DDRP RNA dependent RNA polymerase——RDRP RNA dependent DNA polymerase——RDDP 复制（DDDP） 转录（DDRP） 翻译 DNA RNA 蛋白质 反转录（RDDP） RNA 复制（RDRP）

复制 DNA 转录 逆转录 RNA复制 RNA 蛋白质 翻译 图12-1中心法则示意图

DNA复制的特点 半保留复制 ●DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模 板，合成完全相同的两个双链子代DNA, 每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链， 这种现象称为DNA的半保留复制

DNA复制的特点 一、半保留复制 ⚫DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模 板，合成完全相同的两个双链子代DNA， 每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链， 这种现象称为DNA的半保留复制

●DNA以半保留方式进行复制，是在1958年由M. Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。该实验 首先将大肠杆菌在含15N的培养基中培养约十五代，使 其DNA中的碱基氮均转变为5N。将大肠杆菌移至只含 1N的培养基中同步培养一代、二代、三代。分别提取 DNA,作密度梯度离心，可得到下列结果： 培养一代局 培养二代后 半保留复制研 究实验示意图 00NN入 闪@六 3 m闪八 ^入 八^ XK 培养液 培养液 中培养 中培养 沧0NO入 ISN ION N5N 14NN 暗NN

⚫ DNA 以半保留方式进行复制 ， 是 在 1958 年 由 M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明。该实验 首先将大肠杆菌在含15N的培养基中培养约十五代，使 其DNA中的碱基氮均转变为15N。将大肠杆菌移至只含 14N的培养基中同步培养一代、二代、三代。分别提取 DNA，作密度梯度离心，可得到下列结果：

二、有一定的复制起始点 ●DNA在复制时，需在特定的位点起始，这 是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段， 即复制起始点（复制子）。在原核生物 中，复制起始点通常为一个，而在真核 生物中则为多个。 (a)Bacterial replication origin 17 32 58 GATCTNTTTATTTGATCTNTTNTATTGATCTCTTATTAGH TGTGGATAA 166 201 240 TTATACACA TTTGGATAA TTATCCACA (b)Yeast replication origin(ARS1) 10 B3 56 82 B1 AATTTCGTCAAAAATGCT ATTTAAGTATTG TGAAAAGCAAGCA 115 A TAAACATAAAA

二、有一定的复制起始点 ⚫DNA在复制时，需在特定的位点起始，这 是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段， 即复制起始点（复制子）。在原核生物 中，复制起始点通常为一个，而在真核 生物中则为多个

三、需要引物 ●参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段 具有3端自由羟基(3？-OH)的RNA作为引 物(primer),才能开始聚合子代DNA链。 ●RNA引物的大小，在原核生物中通常为 50100个核苷酸，而在真核生物中约为 10个核苷酸。RNA引物的碱基顺序，与其 模板DNA的碱基顺序相配对

三、需要引物 ⚫参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段 具有3’端自由羟基（3’-OH）的RNA作为引 物(primer) ，才能开始聚合子代DNA链。 ⚫RNA引物的大小，在原核生物中通常为 50～100个核苷酸，而在真核生物中约为 10个核苷酸。RNA引物的碱基顺序，与其 模板DNA的碱基顺序相配对

四、双向复制 DNA复制时，以复制起始点为中心，向 两个方向进行复制。但在低等生物中， 也可进行单向复制（如滚环复制）

四、双向复制 DNA复制时，以复制起始点为中心，向 两个方向进行复制。但在低等生物中， 也可进行单向复制（如滚环复制）

五、半不连续复制 ●由于DNA聚合酶只能以5-→3'方向聚 合子代DNA链，即模板DNA链的方向必 须为3’→5’。因此，分别以两条亲代 DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方 式是不同的

五、半不连续复制 ⚫由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚 合子代DNA链，即模板DNA链的方向必 须为3'→5' 。因此，分别以两条亲代 DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方 式是不同的