DNA的生物合成-化药.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,转录,逆转录,翻译,RNA复制,RNA,复,制,分 子 生 物 学 中 心 法 则,DNA,Protein,RNA,生命是.,自我繁殖系统,繁衍后代,生殖细胞,DNA,13.1 DNA复制的概况,复制(,replication),是指遗传物质的传代，以母链,DNA,为模板合成子链,DNA,的过程。,复制,母链DNA,子链DNA,母链,全保留式,半保留式,混合式,子链,子链继承母链的遗传信息,三种可能的方式,13.1.1 DNA的半保留复制,亲代DNA分子,第一子代分子,第二子代分子,15,N-DNA,14,N-DNA,混合,123,重带,子一代,重带,轻带,全保留复制,子二代,重带,轻带,含,15,NDNA,的母体菌,普通,14,NH,4,Cl培养液,重带,子一代,中间带,子二代,中间带,混合式复制,普通,14,NH,4,Cl培养液,含,15,NDNA,的母体菌,密度梯度,离心结果,DNA半保留复制,1958 M.Messelson,F.W.Stahl,重带,子二代,轻带,中间带,子一代,中间带,普通,14,NH,4,Cl培养液,全保留复制,混合式复制,DNA半保留复制,半保留复制,（semiconservative replication),AGAACTTAG,TCTTGAATC,AGAACTTAG,TCTTGAATC,AGAACTTAG,TCTTGAATC,DNA半保留复制的原理：,复制时母链的双链DNA解开成各自 作为模板指导子代合成互补链。子代的两条链，一条来自亲代，另一条重新合成。由于碱基互补，子代DNA双链和 亲代DNA 碱基序列一致。,DNA半保留复制的意义,子代保留了亲代DNA的全部信息,DNA通过复制和基因表达决定生物特性,体现了遗传过程的相对保守性,13.1.2 DNA复制的起始点和方向,A 放射自显影图像,（原核生物DNA的双向复制）,复制子。DNA的复制开始于染色体上固定的起始点：,起始点是含100-200个碱基对的一段DNA.,B 复制示意图,（原核生物DNA的双向复制）,形,E.coli复制起始点,（1）DNA聚合酶,DNA-,pol III,：多种亚基组成的不对称二聚体,（5,3,DNA聚合酶活性）,核心酶,（3,5,核酸外切酶活性）,DNA-pol II,DNA-pol I：,切除RNA引物、校读、填补空隙。,Klenow 片段（DNA聚合酶活性和,3,5,核酸外切酶活性）,小片段（5,3,核酸外切酶活性）,13.2 原核生物DNA的复制,13.2.1 酶和蛋白,DNA复制所需原料：,底物：,dNTP (dATP dGTP dCTP dTTP),聚合酶（polymerase）：,DNA-pol,依赖DNA的DNA聚合酶,模板(template)：解开成单链的,DNA母链,引物(primer)：提供,3-OH末端,使dNTP聚合,其它酶类及蛋白因子,主要涉及的酶类：,DNA聚合酶,解螺旋酶 拓扑酶,引物酶,连接酶,（2）其它酶和蛋白质,解螺旋酶,helicase,DNA拓朴异构酶,DNA,topoisomerase,单链DNA结合蛋白,SSB,(single strand DNA,binding protein),解开,、,理顺,DNA链、维持DNA,单链,状态,RNA引物,3-OH末端,（2）冈崎片段的RNA引物,13.2.2 大肠杆菌DNA复制的起始：,复制是在一段RNA引物的基础上加进脱氧核苷酸的。一段RNA引物可以提供3-OH末端，供dNTP加入、延长之用。,引物为何是,RNA而不是,DNA,？,分析：,DNA聚合酶没有催化两个游离 dNTP,聚合的能力，而RNA聚合酶（引物酶primase）,可以催化两个游离的NTP聚合。,引物体（primosome）。,3.双链DNA复制的分子机制,13.2.3 延伸：,冈崎片段和半不连续复制,前导链(leading strand):,顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的。,后随链(lagging strand):,逆着解链方向生成的若干短片段（冈崎片段），再通过酶的作用连接的子链，复制是不连续进行的。,领头链,Leading strand,随从链,Lagging strand,DNA 连接酶(DNA ligase)：,冈崎片段通过 DNA 连接酶 形成后随链,连接DNA 链 3-OH 末段和相邻 DNA 链 5-P末段，,生成磷酸二酯键，消耗ATP。,连接碱基互补基础上双链中的单链缺口。,后随链的三个步骤：起始，延长，终止,领头链的合成,目 录,随从链的合成,目 录,13.2.4 复制的终止终止子,13.3 真核生物DNA的复制,多个起始点,5种聚合酶,复制过程：SV40DNA,酵母DNA,13.2.3 真核生物DNA复制特点：p350,（5）端粒的复制,13.4 逆转录作用,RNA-dependent DNA polymerase,reverse transcriptase(逆转录酶）,逆转录病毒（retrovirus),逆转录过程：体内 体外（cDNA),Acquired immuno-deficiency syndrom,AIDS,Human immuno-deficiency virus,HIV,13.5,DNA的损伤与修复,13.5.1,DNA的损伤的产生,紫外线、电离辐射、化学诱变剂,13.5.2 损伤的修复,（1）直接修复：光修复：光修复酶 使 T T 复原,（2）切除修复：紫外线损伤为例,原核生物用 Uvr A、Uvr B、,Uvr C,切除，,DNA-pol、DNA连接酶修复,DNA-pol,、,DNA-pol,、,DNA连接酶修复,着色性干皮病：DNA修复能力的缺陷,着色性干皮病着色性干皮病(XP)与共济失调毛细血管扩张症一样，属DNA修复缺陷所致的遗传性共济失调综合征。XP是常染色体隐性遗传病，具有遗传异质性。本病的主要特征是皮肤光敏和早发性肉瘤，初期表现为皮肤病症状，如光敏、雀斑、角化、毛细血管扩张、皮肤癌(黑素瘤、鳞状基底细胞瘤)。神经系统症状包括精神发育迟滞、痴呆、周围神经病、共济失调、舞蹈手足徐动症、癫痫发作、痉挛性四肢瘫、耳聋、头及身材矮小和性腺发育不足等。皮肤损伤于婴儿期出现，神经系统症状在30岁以前逐步发展，患者在1120岁时可因转移性肿瘤而死亡。病检可见大脑、小脑、脑干神经元变性缺失。病检基因 XP分7个互补组(A-G)，6个已被克隆，即XPA、ERCC-3、XPC、ERCC-2、ERCC-4、ERCC-5。,13.6 DNA重组和克隆,