DNA复制转录翻译

? 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(origin) 。
? 在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在 真核5'
ori
3'
5' 3'
ori
ori
ori
3'
5'
3' 5'
5'
3'
3'
5'
复制子
?习惯上把两个相邻 DNA 复制起始点之间的距离 （或DNA片段）定为一个 复制子(replicon) 。
?蛋白质合成后的修饰加工 ?蛋白质合成后的靶向输送
一、染色体结构与DNA复制
（一）复制的基本规律 （二）DNA复制的条件 （三）DNA生物合成过程 （四）真核生物端粒 （五）逆转录
染色体：是基因的载体。
基因和染色体，DNA 和脱氧核苷酸的关系：
DNA
每一条染色体只含有一个
DNA分子，每个 DNA分子
DNA半保留复制示意图
复制 亲代DNA
子代DNA
DNA半保留复制研究实验结果示意图
半保留复制的意义 按半保留复制方式，子代 DNA与亲代DNA的碱 基序列一致 ，即子代保留了亲代的全部遗传信 息，体现了遗传的 保守性。 遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但 不是绝对的 。
2、有一定的复制起始点
?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。
4、双向复制
?DNA复制时，以复制起始点 (origin) 为中心，向 两个方向进行解链，形成两个延伸方向相反的 复制叉，称为 双向复制(bidirectional replication) 。
?冈崎片段的大小，在原核生物中约为 1000 ～ 2000 个核苷酸，而在真核生物中约为 100 个核 苷酸。
（二）DNA复制的条件
1、底物(substrate)
?以四种脱氧核糖核酸(deoxynucleotide
triphosphate)为底物，即dATP ，dGTP，
dCTP，dTTP。
(dNMP)n + dNTP
医学分子生物学基础
主讲教师：黄慧聪
1 发展简史
肺炎支原体肺炎流行2 病学主、要临内床容特征与诊疗规范化研究
潘长旺
3 DNA复制、转录和翻译
4 DNA重组与基因工程
5 基因与疾病
发展简史
准备和酝酿
蛋白质是生命的主要基础物质 DNA是遗传的物质基础
1953年 Watson-Crick 的DNA双螺旋结构模型
? 复制子是独立完成复制的功能单位。
?DNA 复制时，局部双螺旋解开形成两条单 链，这种叉状结构称为复制叉。
复制起始点、复制子与复制叉（动画演示）
3、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。
?以5' →3'方向的亲代 DNA链为模板的子代链在 复制时则是不连续的，其链的聚合方向也是 5' →3' ，这条链被称为随从链(lagging strand) 。
?领头链连续复制而随从链不连续复制，就 是复制的半不连续性。
?由于亲代 DNA 双链在复制时是逐步解开的，因 此，随从链的合成也是一段一段的。 DNA 在复 制时，由随从链所形成的一些子代 DNA短链称 为冈崎片段(Okazaki fragment) 。
建立和发展
遗传中心法则的建立 蛋白质翻译合成的基本过程
Watson-Crick的DNA双螺旋
主要内容
基因工程技术 基因表达的调控 生物大分子的结构和功能 生物信息学
DNA复制、转录和翻译
中心法则（ central dogma）
遗传信息传递方向的规律
? 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 。
?引物酶需组装成 引发体才能催化RNA引物的合成。
引物酶催化合成短链 RNA引物分子
基因
上有很多基因，基因是 DNA
片段，在染色体上呈线性排
染色体
列，每个基因中又有成百上
千个脱氧核苷酸。 每个基因
有特定的脱氧核苷酸排列顺
序，它代表着遗传信息
（一）复制的基本规律
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 (semi-conservative replication) 。
? 但在低等生物中，也可进行单向复制（如滚环 复制）。
5、半不连续复制
?DNA聚合酶只能以 5'→3'方向聚合子代DNA链， 即模板DNA链的方向必须是 3'→5'。
? 由于DNA 分子中两条链的走向相反，因此当分 别以两条亲代 DNA链作为模板聚合子代 DNA链 时，子代链的聚合方向也是不同的。
DNA的半不连续复制 3?
领头链
(leading strand)
5? 解链方向
3?
随从链
(lagging strand)
5?
?以3' →5' 方向的亲代 DNA链作模板的子代链在 复制时基本上是连续进行的，其子代链的聚合方 向为5' →3' ，这一条链被称为 领头链 (leading strand) 。
(dNMP)n+1 +PPi
DNA复制过程中脱氧核糖核苷酸的聚合反应
2、模板(template) ?DNA复制是模板依赖性的，必须要以亲
代DNA链作为模板。亲代DNA的两股链 解开后，可分别作为模板进行复制。
3、引发体和RNA引物
?引物酶(primerase) 本质上是一种 依赖DNA的RNA聚 合酶（DDRP），该酶以DNA为模板，聚合一段 RNA 短链引物(primer)，以提供自由的 3' -OH，使子代 DNA链能够开始聚合。
?在RNA 病毒中，其遗传信息贮存在 RNA 分子 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。
?染色体结构与DNA复制 ?基因的转录与加工 ?蛋白质的翻译