核酸的生物合成 本章重点介绍遗传中心法则和DNA RNA的生物合成,对基因工程作一般介 绍 DNA是绝大多数生物体遗传信息的敢体,继 1953年 Watson& Crick提出DNA双螺旋结构棋烈 后,1958年,Crik提出了“中心法则”( Central dogma)揭示了遗传信息的传递规律 回 思考
核酸的生物合成 本章重点介绍遗传中心法则和DNA、 RNA的生物合成，对基因工程作一般介 绍。 思考 DNA是绝大多数生物体遗传信息的载体，继 1953年Watson & Crick提出DNA双螺旋结构模型 后，1958年，Crick提出了“中心法则”(Central dogma)揭示了遗传信息的传递规律
遗传信息传递的中心法则 生物的遗传信息以密码的形式储 存在DNA分子上,表现为特定的核苷 酸排列顺序。在细胞分裂的过程中, 通过DNA复制把亲代细胞所含的遗传 信息忠实地传递给两个子代细胞。在 复制 子代细胞的生长发育过程中,这些遗 DNA 传信息通过转录传递给RNA,再由 RNA通过翻译转变成相应的蛋白质多 转录 肽链上的氨基酸排列顺序,由蛋白质 执行各种各样的生物学功能,使后代 逆转录 表现出与亲代相似的遗传特征。后来 人们又发现,在宿主细胞中一些RNA RNA 蛋白质 病毒能以自己的RNA为模板复制出新 翻译 的病毒RNA,还有一些RNA病毒能以 V 其RNA为模板合成DNA,称为逆转录复制 这是中心法则的补充。 中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律,揭示遗传的分子基础,不仅使人 们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识,而且以这方面的 理论和技术为基础发展了基因工程,给人类的生产和生活带来了深刻的革命
遗传信息传递的 中心法则 蛋白质 翻译 转录 逆转录 复制 复制 DNA RNA 生物的遗传信息以密码的形式储 存在DNA分子上，表现为特定的核苷 酸排列顺序。在细胞分裂的过程中， 通过DNA复制把亲代细胞所含的遗传 信息忠实地传递给两个子代细胞。在 子代细胞的生长发育过程中，这些遗 传信息通过转录传递给RNA，再由 RNA通过翻译转变成相应的蛋白质多 肽链上的氨基酸排列顺序，由蛋白质 执行各种各样的生物学功能，使后代 表现出与亲代相似的遗传特征。后来 人们又发现，在宿主细胞中一些RNA 病毒能以自己的RNA为模板复制出新 的病毒RNA，还有一些RNA病毒能以 其RNA为模板合成DNA，称为逆转录 这是中心法则的补充。 中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人 们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的 理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命
目录 第一节DNA的生物合成 第二节RNA的生物合成 第三节核酸合成的抑制剂 第四节基因工程及分子生物学技术简介
目 录 第四节 基因工程及分子生物学技术简介 第一节 DNA的生物合成 第二节 RNA的生物合成 第三节 核酸合成的抑制剂
第一节DNA的生物合成 DNA的复制(DNA指导下的DNA合成) 逆转录作用(RNA指导下的DNA的合成) DNA突变 四、DNA的损伤与修复
第一节 DNA的生物合成 一、DNA的复制（DNA指导下的DNA合成） 三、DNA突变 四、 DNA的损伤与修复 二、逆转录作用（RNA指导下的DNA的合成）
、DNA的半保留复制 1、概念和实验依据 2、原梭生物DNA果合反应有关的酶类 3、原核细胞DNA的复制的起始点和方式 4、原核细胞DNA的复制过程(半不连续复制) 5、DNA复制的忠实性 6、真核细胞DNA的复制
一、DNA的半保留复制 1、概念和实验依据 2、原核生物DNA聚合反应有关的酶类 3、原核细胞DNA的复制的起始点和方式 5、DNA复制的忠实性 6、真核细胞DNA的复制 4、原核细胞DNA的复制过程（半不连续复制）
DNA的半保留复制的 亲代DNA分子 概念 DNA在复制时,两条 链解开分别作为模板,在 DNA聚合酶的催化下按碱 基互补的原则合成两条与 模板链互补的新链,以组 成新的DNA分子。这样新 形成的两个DNA分子与亲 代DNA分子的碱基顺序完 全一样。由于子代DNA分 子中一条链来自亲代,另 条链是新合成的,这种 复制链 亲本链复制链 复制方式称为半保留复制。 w&ton和 Crick提出的DNA 双螺旋复制模型
DNA的半保留复制的 概念 DNA在复制时，两条 链解开分别作为模板，在 DNA聚合酶的催化下按碱 基互补的原则合成两条与 模板链互补的新链，以组 成新的DNA分子。这样新 形成的两个DNA分子与亲 代DNA分子的碱基顺序完 全一样。由于子代DNA分 子中一条链来自亲代，另 一条链是新合成的，这种 复制方式称为半保留复制
原核生物DNA聚合反应有关的酶类 (1)DNA聚合酶DNA 3 polymerases) (2)引物酶( pelmase)和引发体 解旋酶 ( primosome):启动RNA引物链 解链酶 的合成。 引物酶和 SSB 引发体 (3)DNA连接釀( DNA ligase) (4)DNA解链酶( dNA helicase) RNA引物 (5)单链结合蛋白( single DNA聚 strand binding protein, SSB) 合酶I 结合在解开的DNA单链上,防止 重新形成双螺旋。 DNA聚 合醇 (6)拓扑异构酶 ( topoi somerase):兼具内切酶和 连接酶活力,能迅速将DNA超螺 旋或双螺旋紧张状态变成松驰状 3 态,便于解链。 3 5 RNA 引物
原核生物DNA聚合反应有关的酶类 （1）DNA聚合酶(DNA polymetases) （2）引物酶(peimase)和引发体 (primosome) ：启动RNA引物链 的合成。 (3） DNA连接酶（DNA ligase） （4）DNA解链酶(DNA helicase) (5）单链结合蛋白(singlestrand binding protein,SSB)： 结合在解开的DNA单链上，防止 重新形成双螺旋。 (6）拓扑异构酶 (topoisomerase):兼具内切酶和 连接酶活力，能迅速将DNA超螺 旋或双螺旋紧张状态变成松驰状 态，便于解链。 解旋酶 DNA聚 合酶III 解链酶 RNA引物 引物酶和 引发体 DNA聚 合酶I SSB 3´ 3´ 5´ 5´ 3´ 5´ RNA 引物
复制的忠奥性 DNA复制过程是一个高度精确的过程, 据估计,大肠杆菌DNA复制109-1010碱基对 仅出现一个误差,保证复制忠实性的原因主 要有以下三点: a、DNA聚合酶的高度专一性(严格遵循 碱基配对原则 b、DNA裹合酶的校对功能(错配碱基被3-5 外切酶切除) 起始时以RNA作为引物
复制的忠实性 DNA复制过程是一个高度精确的过程， 据估计，大肠杆菌DNA复制109 -1010碱基对 仅出现一个误差，保证复制忠实性的原因主 要有以下三点: a、DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循 碱基配对原则） b、DNA聚合酶的校对功能（错配碱基被3’-5’ 外切酶切除） c、起始时以RNA作为引物
DNA I5NIDNA 的半 保留 复制 Orig nal parent molecule 实验 I4N-I5NI DNA 依据 1958年 Meselson &stah1用同位素 First generation daughter molecules 示踪标记加密度 IN-5NI DNA 梯度离心技术实 验,证明了DNA是 采取半保留的方 式进行复制 INIDNA
DNA 的半 保留 复制 实验 依据 1958年Meselson & stahl用同位素 示踪标记加密度 梯度离心技术实 验,证明了DNA是 采取半保留的方 式进行复制. [ 15N] DNA [ 14N- 15N] DNA [ 14N] DNA [ 14N- 15N] DNA
模板链 A GAAC C TT G G GAA C PPIPIP 连接酶连接切口 块口 连接酶 ATP式NAD+ Mg2+ PP试NMN 模板链 A G AAC C TT G GG AA 5 PPIPIP PPPR
连 接 酶 连 接 切 口 Mg2+ 连接酶 ATP或NAD＋ PPi或NMN A T C G P T T P P P A A C C T G A P A C P P P P OH T G G A T C G P T T P P P A A C C T G A P A C P P P T G G P 缺口 3' 3' 5' 5' 5' 5' 3' 3' 模板链 模板链