南京农业大学：《动物生物化学 Animal Biochemistry》精品课程教学资源（PPT课件讲稿）第13章 DNA的生物合成-复制

rand 第13章DNA的生物合成复 制 DNA Biosynthesis--Repicatian

第13章 DNA的生物合成-复 制 DNA Biosynthesis--Repication

本章主要内容: 旬中心法则 旬DNA复制的半保留性 旬DNA的复制过程 旬DNA的损伤和修复 旬反转录

本章主要内容：  中心法则  DNA复制的半保留性  DNA的复制过程  DNA的损伤和修复  反转录

NATURE Ne as April 25, 1953 pat mast be a punte ahd the weher a pyr midine for bonding bo MOLECULAR STRUCTURE OF ee pytutmdine ponton I: purine outen b te pyrane NUCLEIC ACIDS A structure for Deoxyribose Nucleic Acid is advance of publicae. Their mdel commit of thtee aned chains, wh the phosphates near the fibre akis. formed. it follow that if the sequence of bases on one chain Watson and hydroges atom it is tot ciear what force would hold the acda H has bccn found experimentally that the ratio of the a Crick, 1953 如“均如如 = Sructure as descnbed is fatber id-defineu and for this rease d are tnf fien for a ng comment on it wc can tcil. It s roughly comgwnble with the eperimental data we wish to put forward a radically dif. mot some of these deuils et the tells 人类科学发展历 nacic and This wtructure has two hele 史上的伟大里程碑。 o reade ith.5 linkages, The hee chains t Lated by a dya Full detaib of the structure, including the condtions as bn bu kng it, toge perpendicular to the fibre aus Boe sollow rig handed gelace, but owing to 出间 wm the Natonal Foundation for Infantile paralysIs C. Crick There i a residue e ss对C如 we he assumed as angle of )" between ad acent read 邮由A fibre au is 1o A As the phosphates lo them Paw I. wM Core. R.B. Mnr, 171346(1953). Phr t. Nar he struture could becae ℃ura.、和 The plan Auryw I Symp s tp Bot ), NKk Ac t Cene sngle base fromm ame chain be the tao le side by side with ideaal :-co-ofdinases One of m“11

Watson and Crick， 1953 人类科学发展历 史上的伟大里程碑

1中心法则 现代生物化学和分子生物学的一个最基本的观点一在生命有 机体中,基因是唯一能够复制,并且能永远存在的单位,而其意 义最终须通过蛋白质才体现出来。 从DNA到蛋白质,遗传信息的流动遵循着中心法则 反转录 翻译 DNA一转录 RNA 蛋白质 复制 ·RNA复制

现代生物化学和分子生物学的一个最基本的观点—— 在生命有 机体中，基因是唯一能够复制，并且能永远存在的单位， 而其意 义最终须通过蛋白质才体现出来。 从DNA到蛋白质，遗传信息的流动遵循着中心法则。 1.中心法则

2DNA的半保留复制 半保留复制( semiconservative replication) 即新的双链DNA中,一股链来自模板 一股链为新合成的 半保留复制的意义 复制的这种方式可保证亲代的遗 传特征完整无误的传递给子代,体 现了遗传的保守性 old Now strand 1 strand 2 strand 1 strand 2

2.DNA的半保留复制 半保留复制（semiconservative replication） 即新的双链DNA中，一股链来自模板， 一股链为新合成的。 半保留复制的意义 复制的这种方式可保证亲代的遗 传特征完整无误的传递给子代，体 现了遗传的保守性

2DNA的半保留复制 半保留复制实验依据 DM氯化铯密度梯度离心 1958年 M. Meselson等用实验加 亲代DNA分子 以证实 DNA(N) 第一代DA分子 DNA (N/N) 双螺旋结构是半保留复制的分子基 础 DNA (N) DNA (N/N) 深 第二代DNA分子

2.DNA的半保留复制 半保留复制实验依据 1958年M.Messelson 等用实验加 以证实 双螺旋结构是半保留复制的分子基 础

3.DNA的复制过程 3.1与复制有关的酶和因子 (以原核生物大肠杆菌为例 1.原料:dNTP,Mg+ 2.双链DNA模板 3.引物( primer),小片段的DNA或RNA,常是 RNA,有游离的30H。 4.引物酶( primase,DnaG),用于合成复制所必 需的RNA引物

（以原核生物 大肠杆菌为例） 1. 原料： dNTP，Mg++ 2. 双链DNA模板 3. 引物（primer），小片段的DNA或RNA，常是 RNA，有游离的 3’OH。 4. 引物酶（primase，DnaG），用于合成复制所必 需的RNA引物 3.DNA的复制过程 3.1 与复制有关的酶和因子

5.解螺旋酶( helicase),DnaB,由DnaA和DnaC协助在 复制的起始点(OriC)上解开双螺旋。 Tanden array Binding sites for dnaA protein of 13-mer sequences GATCINTINTTT 6.单链结合蛋白(SSB, single stranded binding protein) 稳定已经解开成两股的DNA单链,防止其退火复性

5. 解螺旋酶 ( helicase ) , DnaB, 由DnaA和DnaC协助在 复制的起始点（Ori C）上解开双螺旋。 6. 单链结合蛋白（SSB，single stranded binding protein） 稳定已经解开成两股的DNA单链，防止其退火复性

7.拓扑异构酶( DNA topoisomerase) 拓扑一词的含义是指物体或图象做弹性移位而又保持物体不 变的性质 DNA分子中存在打结,缠绕、连环的现象。 I型酶:切开双链中的一股,使DNA不致打结,切口的3端可 通过自由转动一周再与5端磷酸连接, 不需ATP。 I型酶:切断处于超螺旋状态中双股链中的某个部位,通过切口 使超螺旋松弛,利用ATP使DNA恢复复制所要求的负超螺旋 状态

7. 拓扑异构酶（DNA topoisomerase） 拓扑一词的含义是指物体或图象做弹性移位而又保持物体不 变的性质。 DNA 分子中存在打结，缠绕、连环的现象。 I 型酶： 切开双链中的一股，使DNA不致打结，切口的3’端可 通过自由转动一周再与5’端磷酸连接， 不需ATP。 II 型酶：切断处于超螺旋状态中双股链中的某个部位，通过切口 使超螺旋松弛，利用ATP使DNA恢复复制所要求的负超螺旋 状态

8.DNA聚合酶( DNApolymerase) 聚合酶Ⅲ主要的复制酶,并有校读、纠错的功能 武是息贴的转课息帮静幢的件瘦 时释出一个 3——5’外切酶切除可能错配的核苷酸 聚合酶I用于切除引物RNA并填补留下的空隙 5-—3延伸多核苷酸链, 3——5外切酶的作用,切除可能错配的核苷酸 5—3外切酶的作用是切除引物 聚合酶I活性弱 5·—3’延伸多核苷酸链 3—5外切酶

8. DNA聚合酶（DNApolymerase） 聚合酶III 主要的复制酶，并有校读、纠错的功能 5’——3’ 延伸多核苷酸链，活性很强,有模板依赖性，其延伸的方 式是依据碱基互补配对的原则，将原料dNTP与游离的3’ OH上连接， 同时释出一个PPi 。 3’——5’ 外切酶切除可能错配的核苷酸 聚合酶 I 用于切除引物RNA,并填补留下的空隙 5’——3’延伸多核苷酸链, 3’——5’ 外切酶的作用，切除可能错配的核苷酸 5’——3’ 外切酶的作用是切除引物 聚合酶II 活性弱 5’——3’延伸多核苷酸链 3’——5’ 外切酶