11.DNA的生物合成
DNA的生物合成,生物化学习题与答案
第十三章DNA的生物合成一、A型题1.下列分子结构中，可携带遗传信息的是（）P.257A.氨基酸的R基B.核酸的核苷酸序列C.脂蛋白的脂质组成D.胆固醇的侧链碳原子E.多不饱和脂肪酸双键的位置2.基因组代表一个细胞或生物体的（）P.257A.非转录序列B.可转录序列C.部分遗传信息D.全部遗传信息E.一套遗传物质3.将脱氧核苷酸序列信息转化为互补脱氧核苷酸序列信息的过程是（）P.257A.翻译B.复制C.转录D.逆转录E.复制和转录4.下列选项符合复制特点的是（）P.257A.DNA→RNAB.RNA→DNAC.DNA→DNAD.RNA→cDNAE.RNA→蛋白质5.DNA复制时，以TAGA为模板，合成产物的互补结构为（）P.257A.ATCTB.TCTAC.AUCUD.GCGAE.UCUA6.合成DNA的原料是（）P.257A.ADP、GDP、CDP、TDPB.AMP、GMP、CMP、TMPC.dATP、dGTP、dCTP、TTPD.dADP、dGDP、dCDP、TDPE.dAMP、dGMP、dCMP、TMP7.关于DNA聚合酶的下列叙述，错误的是（）P.257A.需模板DNAB.需引物RNAC.以NTP为原料D.延伸方向为5′→3′E.具有3′→5′外切酶活性8.在DNA合成时不消耗的高能化合物是（）P.257A.GTPB.GDPC.GMPD.dGTPE.cGMP9.DNA复制是按半保留方式进行的。
如将一个完全被放射性标记的DNA分子置于无放射标记物的溶液中，进行两轮复制，产生的四个DNA分子（）P.258A.半数分子没有放射性B.所有分子都有放射性C.四个分子都没有放射性D.半数分子的两条链都有放射性E.一个分子的两条链都有放射性10.若将一个完全被放射性标记的DNA分子置于无放射性标记的环境中复制三代，所产生的全部DNA中，无放射性标记的DNA分子的个数是（）P.258A.1个B.2个C.4个D.6个E.8个11.关于真核生物DNA复制特征的下列叙述，错误的是（）P.259A.冈崎片段较短B.RNA引物较短C.仅有一个复制起点D.片段连接时由ATP供能E.在复制单位中，DNA链的延伸速度较慢12.利用电子显微镜观察原核生物和真核生物DNA的复制过程，都能看到伸展成叉状的复制现象，其可能的原因是（）P.259A.单向复制所致B.DNA有多个复制起点C.DNA双链被DNA解旋酶解开D.属于连接冈崎片段时的中间体E.DNA拓扑异构酶起作用形成的中间体13.冈崎片段是指（）P.259A.两个复制起始点之间的DNA片段B.DNA连续复制时合成的DNA片段C.复制起始时，RNA聚合酶合成的片段D.DNA半不连续复制时合成的DNA片段E.E.coli复制起始点oriC的跨度为245bp的片段14.冈崎片段的合成是由于（）P.259A.DNA连接酶缺失B.RNA引物合成不足C.DNA拓扑异构酶的作用D.真核生物DNA有多个复制起点E.后随链合成方向与其模板的解链方向相反15.下列酶中，DNA复制不需要的是（）P.260A.引物酶B.逆转录酶C.DNA聚合酶D.DNA连接酶E.DNA拓扑异构酶16.关于DNA复制的下列叙述，错误的是（）P.260A.属于半保留复制B.需两股DNA分别作为模板C.需RNA依赖的RNA聚合酶D.需DNA依赖的DNA聚合酶E.不需RNA依赖的DNA聚合酶17.DNA的合成方向是（）P.260A.3′→5′B.5′→3′C.C→ND.N→CE.从左到右18.有外切酶活性、能去除RNA引物、在DNA复制发生错误时起修复作用的主要酶是（）P.261A.逆转录酶B.DNA解旋酶C.RNA聚合酶D.DNA聚合酶ⅠE.DNA聚合酶Ⅲ19.下列酶中，有3′→5′外切酶和5′→3′外切酶活性的是（）P.261A.DNA聚合酶ⅠB.DNA聚合酶ⅡC.DNA聚合酶ⅢD.DNA聚合酶ⅣE.DNA聚合酶Ⅴ20.下列酶中，常用于合成cDNA第二股链的是（）P.261A.碱性磷酸酶B.末端转移酶C.DNA连接酶D.Klenow片段E.限制性内切酶21.常用于标记双链DNA3′端的酶是（）P.261A.碱性磷酸酶B.末端转移酶C.DNA连接酶D.Klenow片段E.限制性内切酶22.关于大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ的下列叙述，错误的是（）P.261A.有3′→5′外切酶活性B.有5′→3′聚合酶活性C.有5′→3′外切酶活性D.是复制延伸阶段起主要作用的酶E.是由多亚基组成的不对称二聚体23.关于大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（）P.261A.DNA聚合酶Ⅰ含7种亚基B.DNA聚合酶Ⅰ含量最高，活性最高C.DNA聚合酶Ⅱ对复制中的错误进行校对D.DNA聚合酶Ⅲ是在复制延伸阶段起主要作用的酶E.DNA聚合酶Ⅲ有5′→3′外切酶活性，因而能进行切口平移24.关于DNA复制的下列叙述，错误的是（）P.261A.DNA解旋酶负责DNA解链B.单链DNA结合蛋白保护DNA模板C.引物酶以DNA为模板合成RNA引物D.DNA聚合酶需NAD+或ATP才有活性E.单链DNA结合蛋白维持DNA模板单链状态25.下列因素参与维持DNA复制保真性的是（）P.262A.密码子的简并性B.DNA的SOS修复C.tRNA译码的摆动性D.DNA聚合酶的核酸外切酶活性E.氨酰tRNA合成酶对氨基酸的高度专一性26.DNA复制过程中DNA双链的解开主要靠（）P.262A.引物酶B.DNaseⅠC.DNA解旋酶D.限制性内切酶E.DNA拓扑异构酶27.下列因子与DNA解链无关的是（）P.262A.DNaseB.DNA解旋酶C.Ⅰ型DNA拓扑异构酶D.Ⅱ型DNA拓扑异构酶E.单链DNA结合蛋白28.下列因子具有DNA解旋酶活性的是（）P.262A.DnaAB.DnaBC.DnaCD.DnaGE.DnaH29.在DNA复制过程中，DNA拓扑异构酶的作用是（）P.262A.切口平移B.辨认复制起点C.解开DNA双链D.松解DNA超螺旋E.催化合成RNA引物30.关于DNA拓扑异构酶的下列叙述，正确的是（）P.262A.参与识别复制起点B.复制时参与DNA解链C.只在复制起始时起作用D.稳定已解开的DNA单链E.松解DNA解链时形成的超螺旋31.下列酶中能切断和连接DNA主链的是（）P.262A.光解酶B.DNA解旋酶C.DNA聚合酶D.DNA连接酶E.DNA拓扑异构酶32.DNA合成需要一段RNA为引物，合成该引物的酶是（）P.263A.复制酶B.引物酶C.逆转录酶D.DNA聚合酶E.RNA聚合酶Ⅰ33.下列复制起始相关蛋白中，负责合成RNA引物的是（）P.263A.DnaA蛋白B.DnaB蛋白C.DnaC蛋白D.DnaG蛋白E.RNA聚合酶Ⅱ34.RNA引物在DNA复制过程中的作用是（）P.263A.激活引物酶B.提供起始模板C.激活DNA聚合酶ⅢD.提供复制所需的3′-羟基E.提供复制所需的5′-磷酸基35.DNA聚合酶催化的反应不包括（）P.263A.催化合成引物B.切除错配核苷酸C.切除引物或损伤DNA片段D.催化引物的3′-羟基与dNTP反应E.催化DNA的3′-羟基与dNTP反应36.关于RNA引物的下列叙述，错误的是（）P.263A.以NTP为原料合成B.以DNA为模板合成C.在复制结束前被切除D.为DNA复制提供3′-羟基E.由RNA依赖的DNA聚合酶催化合成37.关于DNA连接酶（）P.263A.不参与DNA复制B.催化合成冈崎片段C.切除引物，填补缺口D.连接游离的单链DNAE.连接双链DNA的单链切口38.大肠杆菌DNA连接酶催化反应需要的供能物质是（）P.263A.ATPB.GTPC.NAD+D.cAMPE.NADPH39.DNA复制需要：①DNA聚合酶Ⅲ；②DNA解旋酶；③DNA聚合酶Ⅰ；④引物酶；⑤DNA 连接酶参加。
DNA的生物合成(精)
一. DNA的复制
复制部位：
真核生物：细胞核
原核生物：细胞质的核质区
(一) 复制的反应
一. DNA的复制
n1d ATP n2d CTP n3d GTP n4d TTP
DNA聚合酶 DNA模板
DNA +（n1+n2+n3+n4)PPi
PPi随即被焦磷酸酶水解，从 而推动聚合反应的进行。
做半保留复制（semiconservative replication）。
(二) 复制的方式 半保留复制
一. DNA的复制
(二) 复制的方式
一. DNA的复制
如何证明半保留复制
1958年，Meselson 证明：用，15NH4Cl唯一氮源
培养大肠杆菌，之后，用14NH4Cl培养，然后进行
CsCl2进行密度梯度离心。由于15NH4Cl密度大于
双螺旋DNA
3′5′ 带切开的3′ 端单链穿越 与另一条连 接封口 Tyr
一.DNA的复制
TopⅠ被解离 (-) (-)
P OH
2个负超螺旋 DNA-酶中间物
O R HN CH C NH R′ CH 2 Tyrosine N O O O 5′ H Oˉ H P O O P Oˉ (b) O O H H DNA链 N H N NH 2 N
② 随后链的合成
引物的合成：随后链的每个冈崎片段都需要合成
RNA引物。也是由引物酶催化。
冈崎片段的合成： DNA聚合酶 Ⅲ (原核细胞 )在引物的 3'末端使DNA链延伸，直至抵达其 下游的另一个冈崎片段的 RNA引物
的5'端。
（五）复制的过程 3.复制叉的推进-复制叉推进的过程
DNA的生物合成复习题
DNA的生物合成复习题一、名词解释1．中心法则2．反转录3．碱基配对4．半保留复制5．双向复制6．拓扑异构酶7．领头链8．随从链9．SSB 10．DNA连接酶11．引物酶12．引发体13．复制叉14．冈崎片段15．半不连续复制16．DNA损伤18．点突变二、填空题1．基因是上的各个功能片段，它以排列顺序的方式，贮存着生物体内所有遗传信息。
2．反转录现象的遗传信息流动是从到到到。
3．复制是在酶催化下的聚合过程，参与复制的物质有、、、、等。
4．已知的原核生物中的DNA聚合酶有、、。
5．已发现的真核生物DNA聚合酶有种。
其中，在DNA复制中起主要作用，参与线粒体的复制的是。
6．DNA复制过程中，新链只能从方向延长，引物或延长中的新链的3’-OH与三磷酸脱氧核苷的起反应，生成键，dNTP上的个磷酸基游离生成焦磷酸。
7．DNA复制的保真性依赖、二种机理。
8．SSB可以使处于状态，以使DNA在复制中维持状态并免受的降解。
9．催化引物合成的是一种聚合酶。
引物酶在模板的复制起始部位催化互补碱基的聚合，形成。
10．DNA连接酶连接DNA链末端和另一DNA链的末端，使二者形成，从而把两段相邻的DNA链连成。
11．复制起始过程是一个由、、、、等酶促和蛋白因子的共同作用过程。
12．切除修复需要、、、、等的参加。
三、问答题1．简述分子生物学的中心法则。
2．简述基因表达。
3．简述反转录现象的机制。
4．试述几种原核生物DNA聚合酶的区别。
5．筒述两种DNA拓扑异构酶的作用。
6．试述切除修复的机制。
7．简述重组修复。
RNA的生物合成（转录）复习题一．名词解释1．转录2．模板链3．核心酶4．编码连5．不对称转录6．Rho因子7．断裂基因8．内含子9．外显子二、填空1．DNA双链中的一股作为，按碱基配对规律合成RNA。
催化该反应的酶是。
转录反应需要的原料是。
2．转录与复制不同的是转录启始不需要合成。
3．大肠杆菌的RNA聚合酶是由个亚基构成的多聚体。
生物化学重点_第十一章dna的生物合成
生物化学重点_第十一章D N A的生物合成work Information Technology Company.2020YEAR第十一章 DNA的生物合成一、中心法则：① DNA的自我复制将遗传信息由亲代传递给子代；② 转录：以DNA为模板合成RNA；③ 翻译：mRNA指导蛋白质的生物合成，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。
但在少数RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA中。
因此，在这些生物体中遗传信息的流向是④ RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代；⑤ 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，二、DNA复制的特点：1．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(semiconservative replication)。
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。
2．需要引物(primer)：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，才能开始聚合子代DNA链。
3．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，因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。
以3'→5'方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的，这一条链被称为前导链(leading strand)。
而以5'→3'方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的，这条链被称为随后链(lagging strand)。
DNA在复制时，由随后链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment)。
三、DNA复制的条件：1．底物：以四种脱氧核糖核酸(deoxynucleotide triphosphate)为底物，即dATP，dGTP，dCTP，dTTP。
生物化学课后习题答案-第十一章xt11
第十一章 DNA的生物合成一、课后习题1.怎样确定DNA复制的主要方式是双向复制，以及一些生物的DNA采取单向复制？2.假定在D环式的复制叉上，螺旋的解开会引起未复制部分的缠绕，当缠绕继续到不可能再进一步缠绕时，主链的增长便停止，然后随从链的延长才会被引发。
那么，在什么条件下更可能观察到大小与前体片段相似的D环？3.试述滚动机制有哪些主要特征？怎样鉴别环状与线状DNA？4.已知大肠杆菌DNA的长度为1100μm，其复制叉式在一个世代大约40min内通过一个复制叉完成的，试求其复制体的链增长速度、正在复制的DNA分子的转速。
参考答案：1.原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器DNA都是环状双链分子。
实验表明，它们都在一个固定的起点开始复制，复制方向大多是双向的，即形成两个复制叉或生长点，分别向两侧进行复制；也有一个是单向的，只形成一个复制叉或生长点。
2.叶绿体和线粒体DNA（除纤毛虫的线粒体线性DNA分子外）的复制方式。
双链环在固定点解开进行复制，但两条链的合成是高度不对称的，一条链先复制，另一条链保持单链而被取代，在电镜下看到呈（取代环，D环）形状。
待一条链复制到一定程度，露出另一链的复制起点并开始复制。
两条多核苷酸链的起点不在同一点上，当两条链的起点分开一定距离时就产生D环（如线粒体DNA的复制）。
双链环两条链的起点不在同一位置，但同时在起点处解开双链，进行D环复制，称为2D环复制（如叶绿体DNA的复制）。
这时，更可能观察到大小与前体片段相似的D环。
3. Walter Gilbert（1968）提出滚环模型来解释φX174DNA的复制：首先由特异核酸内切酶在环状双链DNA（称为RF型、增值型，即单链DNA已复制一次成双链）的一条链上切开切口产生5′—P末端和3′—OH末端。
5′—P末端与细胞质膜连接，被固定在膜上，然后环形的双链通过滚动而进行复制。
以完整链（正链）为模板进行的DNA合成是在DNA 聚合酶参与下，在切口的3′—OH末端按5′—3′的方向逐个添加核苷酸；以5′—P 末端结合在细胞膜上的链（被切断的负链）作模板所进行的DNA合成也是由DNA聚合酶催化，先按5′—3′方向形成短链（冈崎片断），然后再通过DNA连接酶连接起来。
生物化学：第七章 核酸的生物合成
第七章核酸的生物合成（一）DNA的生物合成1. DNA的生物合成：指以亲代DNA的两条链为模板，以4种脱氧核苷三磷酸为底物，在DNA 聚合酶催化下进行的脱氧核苷酸聚合反应。
基因（顺反子）:泛指被转录的一个DNA片段。
在某些情况下，基因常用来指编码一个功能蛋白或DNA分子的DNA片段。
2.复制 (Replication)：以亲代DNA分子的双链为模板，按照碱基配对的原则，合成出与亲代DNA分子相同的双链DNA的过程。
3.转录(Transcription)：以DNA分子中一条链的部分片段为模板，按照碱基配对原则，合成出一条与模板DNA链互补的RNA分子的过程。
4.翻译(Translation)：把mRNA上的遗传信息按照遗传密码转换成蛋白质中特定的氨基酸序列的过程。
5.半保留复制：双链DNA 的复制方式，其中亲代链分离，每一子代DNA 分子由一条亲代链和一条新合成的链组成。
基因组中能独立进行复制的单位叫复制子。
6．DNA聚合酶反应的特点：以四种脱氧核苷三磷酸为底物；反应需要接受模板的指导；反应要有引物3’-OH的存在；需Mg2+激活；DNA链的生长方向为5’→3’；产物与模板的性质相同。
7. DNA聚合酶：DNA聚合酶I主要负责RNA引物的切除和校对；DNA聚合酶II主要负责修复；DNA聚合酶III主要负责复制。
8.DNA复制体：蛋白质和酶合理、精巧地分布在复制叉上，既可解离聚合，又彼此协调，形成一个高效、高精度复制的完整实体复合物。
包括解螺旋酶、单链结合蛋白(SSB)、拓扑异构酶、引发体、连接酶等。
9.复制叉：复制DNA 分子的Y 形区域,在此区域发生链的分离及新链的合成。
10.原核生物DNA的复制复制的启动：原核生物的DNA上一般只有一个复制原点，真核生物则有多个复制原点，可以同时启动复制过程。
DNA链的延伸：DNA链的延伸按5'→3'方向。
一条链延伸的方向与复制叉前进的方向一致，它的合成能连续进行，称为先导链；另一条链延伸的方向与复制叉前进的方向相反，这条新链的合成是不连续的，而且总晚于先导链，所以称为后随链。
核酸及蛋白质的生物合成
第十一章核酸及蛋白质的生物合成1. DNA的生物合成：以亲代DNA双链为模板按碱基配对原则合成出与亲代链相同的两个DNA双链。
1）半保留复制：DNA复制时以亲代DNA两条链为模板指导合成与其互补的DNA链，在子代DNA 中，一条链来于亲代DNA，另一条链是新合成的。
Cl加入大肠杆菌的培养基中培养12①同位素实验：Meselson 和Stahl将同位素15N标记的15NH4代，使大肠杆菌的DNA都带上15N的标记，然后将该大肠杆菌转入14N的普通培养基中培养后，分离子一代、子二代、子三代、子四代DNA，进行氯化铯密度梯度离心，实验证明DNA的半保留复制。
②意义：表明DNA在代谢上的稳定性，保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。
2）DNA复制的起点和方向：能独立复制的单位叫复制子，每个复制子都含有控制复制起始的起始点。
原核生物的染色体只有一个复制子；真核生物DNA有多个复制子。
双链DNA解开形成两条单链，分别作模板进行复制，此结构为复制叉。
大多数生物的DNA复制是双向、对称的。
3）半不连续复制：DNA复制时，两条链都能作为模板同时合成两条新的互补链，一条连续复制，另一条则不连续。
领头链是不间断延长的，随从链则生成一个个冈崎片段后连接成一条。
①前导链/领头链：两条链均按5’→3’方向合成，一条链3’末端的方向朝复制叉前进的方向，可连续合成；②滞后链/随从链：另一条5’末端朝着复制叉前进的方向，不连续合成。
4）DNA复制的酶系四种脱氧三磷酸核苷酸DNA pol/DDDP催化dNTP聚合到核酸链①5’→3’聚合活性②核酸外切酶活性5）DNA聚合酶：原核生物DNA polⅠ——聚合作用5´→3´外切酶活性：切除引物、切除突变的片段；3’→5’外切酶活性：校对功能。
引物酶：一种特殊的RNA聚合酶；在DNA复制开始时,在5´–端(5´3´方向）合成一小段RNA引物，确定起始部位、引导复制开始。
DNA的生物合成考试题目及答案
1．关于DNA的半不连续合成，错误的说法是A.前导链是连续合成的B.随从链是不连续合成的C.不连续合成的片段是冈崎片段D.前导链和随从链合成中有一半是不连续合成的E.随从链的合成迟于前导链的合成2．前导链为连续合成，随从链为不连续合成，生命科学家习惯称这种DNA复制方式为A.全不连续复制B.全连续复制C.全保留复制D.半不连续复制E.以上都不是3．比较真核生物与原核生物的DNA复制，二者的相同之处是A.引物长度较短B.合成方向是5ˊ→3ˊC.冈崎片段长度短D.有多个复制起始点E.DNA复制的速度较慢（50nt/s）4．在DNA生物合成中，具有催化RNA指导的DNA聚合反应，RNA水解及DNA指导的DNA聚合反应三种功能的酶是A.DNA聚合酶B.RNA聚合酶C.反转录酶D.DNA水解酶E.连接酶5．真核生物DNA复制中，DNA要分别进行随从逻和前导链的合成，催化核内前导链合成的酶是A.DNA pol δB.DNA pol αC.DNA pol γD.DNA pol βE.DNA polε6．着色性干皮病是人类的一种遗传性皮肤病，患者皮肤经阳光照射后易发展为皮肤癌，该病的分子机理是：A.细胞膜通透性缺陷引起迅速失水B.在阳光下使温度敏感性转移酶类失活C.因紫外线照射诱导了有毒力的前病毒D.细胞不能合成类胡萝卜型化合物E.DNA修复系统有缺陷7．DNA复制与转录过程有许多异同点，描述错误的是A.转录是只有一条DNA链作为模板，而复制时两条DNA链均可为模板链B.在复制和转录中合成方向都为5ˊ→3ˊC.复制的产物通常大于转录产物D.两过程均需RNA引物E.两过程均需聚合酶和多种蛋白因子8．DNA复制时需要解开DNA的双螺旋结构，参与此过程的酶是A.DNA pol ⅠB.DNA pol ⅡC.DNA pol ⅢD.端粒酶 D.拓扑异构酶9．减少染色体DNA端区降解和缩短的方式是A.重组修复B.UVrABCC.SOS修复D.DNA甲基化修饰E.TG重复序列延长10．逆转录过程中需要的酶是A.DNA指导的DNA聚合酶B.核酸酶C.RNA指导的RNA聚合酶D.DNA指导的RNA聚合酶E.RNA指导DNA聚合麦11．DNA复制需要①解链酶②引物酶③DNA聚合酶④拓扑异构酶⑤DNA连接酶。
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The model of DNA-pol III
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DNA pol I
H B
J
小片段 大片段 （Klenow fragment）
5 ‘ →3 ’聚合功能， 3 ' →5 '外切酶活性 5 ' →3 '外切酶活性
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真核细胞中DNA聚合酶
种类： DNA-pol α、β、γ、δ、ε… DNA pol δ：合成领头链
UGA（终止密码子）：Trp AGA/AGG（Arg）：终止密码子 AUA（Ile）：Met（起始密码子）
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3’
5’ 5’ 3’
OH
P
DNA-pol
5’
3’ 5’
3’
DNA-pol 的 5´3´聚合作用
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外切酶与内切酶作用图解
内切酶 （限制性内切酶） 5´ 3´外切 5’ 3´5´外切 3’
4. 冈崎片段（Okazaki fragment）：
不连续复制的片段
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ori 5. 双向复制 以起始点为中 心，向两个方 向进行复制。
6. 复制子(replicon) 真核生物两个相 邻复制起始点之 间的DNA片段。 ori
ori
ori
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滚环复制
是某些病毒，质粒、线粒体 DNA的特殊复制形式。
性质
Ⅲ 20 100000 有 无 有 复制
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Leading strand synthesis
Lagging strand synthesis
’
form the catalytic core
Links two cores
act as a clamp
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复制的终止
• 原核生物复制终止 • 真核生物复制终止
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原核生物复制终止
1、原核生物DNA为环状，双向复制的汇 合点就是复制终止点。 2. 领头链上的RNA引物被RNA酶水解后，由 DNA pol I 催化，由新合成链提供-OH补齐。
起点
终点
RNA酶
DNA pol I 连接酶
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• Telomerase operates at the end of the chromosome • 端粒酶合成端粒示意图 • 端粒酶在端粒的特异位点，以其自身RNA为模板合成 端粒DNA
爬行模型：Inchworm（尺蠖）model
3’
Binding
3’ 5’
C CAACC GGGTTGGGT 3’
4. 引物（primer）：RNA引物
5. 其他酶和蛋白质因子
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一、复制的化学反应
5`
N1OH +dN2TP DNA pol
磷酸二酯键的生成
3`
5`
N1N2-OH +PPi
3`
3`
5`
3` 5`
5`
3`
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二、DNA聚合酶（DNA polymerase, DNA-pol）
即依赖于DNA的DNA聚合酶（DDDP）
DNA pol III在催化磷酸二酯键形成之前完成对碱 基的选择；对反式嘌呤核苷酸的亲和力较顺式的大。
3. 复制出错时有即时的校读功能
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三、复制中解链和DNA分子的拓扑学变化
解链酶类：
1. 解螺旋酶(helicase) 2.拓扑异构酶（topoisomerase I、II）
3. 单链DNA结合蛋白 (single stranded DNA-binding protein,SSB)
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3. 单链DNA结合蛋白（single stranded
binding protein，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。
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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。
第三篇 基因信息的传递
基因：为生物活性产物编码的DNA功能片段 中心法则（The central dogma）:
复制
DNA
转录
RNA
翻译
蛋白质
逆转录 复制 RNA （病毒）
翻译
蛋白质 （病毒）
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第十一章
DNA的生物合成
复制：遗传信息从亲代DNA传递到子代
DNA分子上。
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第一节 半保留复制
DNA-pol α：合成随从链
DNA-pol ε：校读，修复和填补缺口 DNA-pol β：功能不清 DNA-pol γ: 仅存在于线粒体中
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质粒与线粒体DNA是细胞核染色体外 的遗传物质。能进行自我复制。
质粒是基因工程的常用载体
线粒体DNA(mtDNA)全长16kb，有37个基 因，编码与ATP合成有关的酶和蛋白质。 特点： 1. 母系遗传 2. DNA损伤后不易修复 3. 遗传密码与通用遗传密码有差别
拓扑异构酶
OriC
理顺DNA链
E.coli复制起始点Байду номын сангаас
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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’
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端粒不仅与染色体的个性特质和稳定性密相关, 而且还涉及细胞的寿命、衰老与死亡
• 端粒与细胞衰老
• 端粒与DNA 损伤应答
• 端粒与干细胞功能 端粒与肿瘤发生
第四节
DNA损伤（突变）与修复
DNA的损伤（突变）的概念 DNA分子一级结构的改变称为DNA损
负超螺旋
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Topo酶：切割DNA链，使其松弛后再连接。 TopoⅠ: TopoⅡ:
不需ATP，切割双链DNA中的一链， 使DNA松弛后, 连接切口。
切割DNA双链，此时不需ATP；尔后 由ATP供能，使DNA分子成负超螺旋 再连接切口。
临床上使用的某些抗肿瘤药（如喜树碱， 鬼臼乙叉甙等）是通过抑制Topo酶活性而杀 死肿瘤细胞的。
(Semiconservative Replication)
定义：子代DNA双链中的一条链来自 母链，另一条链重新合成。 母链 子链
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含15N-DNA的细菌 培养于普 通培养液 第一代 继续培养于 普通培养液 第二代 (深蓝: 15N)
(粉红: 14N)
普通DNA 重DNA
中等密度DNA
普通DNA 中等密度DNA
3、冈崎片段引物的消除和连接。
RNA引物
RNA酶 DNA pol I
DNA连接酶
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真核生物的端粒(telomere)和 端粒酶(telomerase)
真核生物DNA末端结构是端粒， 在端粒酶的作用下形成 。
（TTAGGG）n
端粒酶：由RNA与蛋白质组成，具逆转录酶活 性，以自身RNA为模板合成DNA。
回文结构 AGCT TCGA
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(二)引发体的生成
解螺旋酶解开双链后引物酶进入形成引发体。
5´ 3´
DnaC
解螺旋酶
引发体
3´
引物酶
5´
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（三） RNA引物的合成
5´ 3´
5´
3´ 5´
5´
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小节
名称
参与复制起始的成员 功能
辨认起始点
DnaA蛋白
解螺旋酶（DnaB，Rep）解开DNA双链 DnaC 协助解螺旋酶 引物酶（DnaG） SSB 催化RNA引物生成 稳定解开的单链
A A
U
C A U
5’
Telomerase
C A U
3’
5’
Elongation
3’ 5’
C CAACC U GGGTTGGGTTGG 3’
A A
3’
A AC A
5’
AC
Translocation
3’ 5’
C ACCUU GGGTTGGGTTGG 3’
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3’
A
Elongation Primer synthesis DNA replication Primer removal
3´5´外切 5´ 3´外切
5’ 3’
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DNA-pol I 5´ 3´外切酶活性的功能：
切除引物，切除突变片段
5’ 3’
DNA-pol I 3´5´外切酶活性的功能： 校读（proofread）功能
A
5’
G
3’
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DNA复制的保真性(fidelity)
1.严格遵守碱基配对规律 A T G C 2. DNA-pol在复制过程中对碱基的选择性
ATP
DNA连接酶
ATP
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参与DNA复制的主要成员 主要成员 DnaA 解螺旋酶 主要作用
识别复制起始位点 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
AC
A
5’
AC
3’ 5’
C ACCUU GGGTTGGGTTGGAA 3’
3’ 5’
C ACCUU 5’ GGGTTGGGTTGGAA 3’