12核酸的生物合成

5′
复制叉上DNA合成的三种可行性 合成的三种可行性 复制叉上
（2）冈崎片段的 ）冈崎片段的RNA引物 引物 利福酶素对RNA聚合酶有抑制作用。 利福酶素 氯霉素对蛋白质合成有抑制作用。 氯霉素 噬菌体M13 DNA复制的引物是RNA。由引物酶催化。 引物RNA在复制过程中暂时存在，最后通过PolⅠ 的5′→3′外切酶活力水解。 （3）DNA连接酶 ） 连接酶 催化一条DNA链的3′末端与相邻的另一条DNA 链的5′末端之间的磷酸二酯键的合成。 其它功能： 其它功能：（1）修补双螺旋DNA中单股的缺口； （2）连接线状双螺旋DNA以产生环状DNA；（3） 重组过程中将几段DNA链连接起来。
（4）母本 ）母本DNA双链的分离 双链的分离 DNA解螺旋酶（DNAhelicase） 拓扑异构酶Ⅱ（type Ⅱ topoisomerase） 聚合酶的“ （5）DNA聚合酶的“校对”作用 ） 聚合酶的 校对” DNA聚合酶的3′→5′外切酶活力是校对新生DNA链和改正 聚合酶活性所造成“错配”的一种手段。 4. 真核细胞 真核细胞DNA的复制 的复制 （1）真核细胞DNA复制有多个起始点。 （2）至少有5种DNA聚合酶，即α、β、γ、δ 、ε 。 （3）端粒由端粒酶催化复制。 生物细胞DNA复制分子机制的基本特点 生物细胞 复制分子机制的基本特点
平头末端
5′—G—A—A—T—T—C—3′ 3′—C—T—T—A—A—G—5′ EcoRⅠ 5′—G T—T—A—A—C—3′ 3′—C—A—A—T—T G—5′ 粘性末端
8. 基因重组与 基因重组与DNA“克隆” 克隆” 克隆 9. 聚合酶链式反应（PCR）技术与 聚合酶链式反应（ ）技术与DNA扩增 扩增
5′ 5′
1 热变性 2 退火
5′ 5′ 5′ 5′
PCR PCR 反 应 全 过 程
3 DNA聚合酶 聚合酶
5′ 5′ 5′ 5′
重复1， ， 重复 ，2，3
3. 双链 双链DNA复制的分子机制 复制的分子机制 （1）冈崎片段和半不连续复制 ）
5′ 3′ 5′ 3′ 5′ 3′
3′
5′
3′
5′
3′
第十二章 核酸的生物合成
一、DNA的生物合成 的生物合成
二、RNA的生物合成 的生物合成
一、DNA的生物合成 的生物合成
（一）DNA的半保留复制 的半保留复制
0 1 2 3 4
轻 居中 重
单链环状DNA主要采用滚环式 滚环式复制 滚环式
3′ 5′
3′ 5′ 5′
（二）DNA复制的起点和方向 复制的起点和方向 最早研究DNA复制起点和方向的是J.Cairns（1963年）。
二 RNA的生物合成 的生物合成
（一）转录 转录产物有mRNA、tRNA、rRNA。 原核细胞的mRNA为单顺反子或多顺反子。 真核细胞的mRNA为单顺反子。 有义链；反义链 1. 原核细胞的转录 E.coli 的RNA聚合酶中，α2ββ′称为核心酶。 σ因子辨认模板DNA的起始位点。
2. 真核细胞的转录 真核细胞RNA聚合酶有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三类。 3. 转录过程的选择性抑制 放线菌素D是原核和真核细胞RNA聚合酶的专一抑制剂。 放线菌素 利福平是原核细胞RNA聚合酶的抑制剂。 利福平 α-鹅膏蕈碱 鹅膏蕈碱是真核细胞RNA聚合酶的抑制剂。 鹅膏蕈碱 4. 转录产物的加工 （1）rRNA前体的转录后加工 ） 前体的转录后加工 17S 原核细胞 30S前体 25S 5 28S 5.8S （2）tRNA前体的加工 ） 前体的加工 （3）真核细胞 ）真核细胞mRNA的加工 的加工 真核细胞mRNA的三个特点。 转录后加工过程。
5. 反转录作用 1970年Temin和Baltimore同时从RNA病毒中发现反转录酶。 利用反转录酶可制造与任何RNA（mRNA、tRNA、rRNA） 的互补DNA（cDNA）。 6. DNA的损伤与修复 的损伤与修复 1）DNA损伤的各种结构变化 （1）DNA损伤的各种结构变化 ①碱基缺失或插入 ②碱基改变 ③形成TT二聚体
特点 （1）不能催化从无到有的聚合反应。 （2）催化的反应只能在引物的3′延伸。 （3）3′接上的核苷酸决定于模板链。 （4）具有5′→3′和3′→5′外切酶活性。
PPP
OH
+
PPP
OH
PPP
OH
PPP
OH
+
P
OH
DNA合成方向不可能是 合成方向不可能是3′→5′的解释 合成方向不可能是 的解释
2. PolⅡ和PolⅢ Ⅱ Ⅲ 三种聚合酶特性的比较 1985年A.K.Saiki等首先报道了PCR（多聚酶链式反应）
（2）修复机制 ） ①光复活 ②切除修复 ③重组修复 ④SOS修复 （3）修复缺陷和疾病 ） 癌症；着色性干皮病；贫血病。
重组修复
5′
重组 5′
修复 5′
7. 细菌的限制 修饰系统 细菌的限制—修饰系统 限制性核酸内切酶 限制性核酸内切酶识别的序列具有二次旋转对称性。 限制性核酸内切酶酶切产生平头末端或粘性末端。 5′—G—T—T—A—A—C—3′ 3′—C—A—A—T—T—G—5′ Hpa Ⅰ 5′—G—T—T 3′—C—A—A A—A—C—3′ T—T—G—5′
θ型 型
单向复制
i
双向复制
观察到的放射 自显影图象
真核生物DNA的多起点复制 的多起点复制 真核生物
单向复制
18%
质粒ColE1的单向复制示意图
（三）原核细胞的DNA复制 原核细胞的 复制 1. DNA聚合酶Ⅰ（PolⅠ） 聚合酶Ⅰ 聚合酶 Ⅰ （dNMP）n + dNTP
Mg2+
（dNMP）n+1 + PPi