Chapter 10 Biosynthesis of nucleic acid To resolve two problems 1.核苷酸序列如何保证准确无误? 2.3′,5-@二酯键如何形成? 模板 酶 RNA引物 →>DNA dNTP
Chapter 10 Biosynthesis of nucleic acid To resolve two problems ： 1. 核苷酸序列如何保证准确无误？ 2. 3 ，5- 二酯键如何形成？ 模板 酶 RNA引物 ———> DNA dNTP
Chapter 10 Biosynthesis of nucleic acid DNA的合成(复制) DNA的损伤和修复 RNA的合成(转录) RNA生物合成的抑制剂 逆转录作用 基因重组与 DNA CLONE
• DNA的合成(复制) • DNA的损伤和修复 • RNA的合成(转录) • RNA生物合成的抑制剂 • 逆转录作用 • 基因重组与DNA CLONE Chapter 10 Biosynthesis of nucleic acid
第一节 The biosynthesis of dNa DNA半保留复制(Sem- Conservative Replication) DNA的双螺旋模型( Watson& Crick,1953) DNA复制方式的实验证据( Meselson&Stah,1958) 同位素1N标记E. coli dna 特点: SCR是双链DNA进行复制的主要方式,是一种普遍的复制机制; 即使是单链DNA,也要变成双链DNA,再进行SCR; 双解链开是复制的必要步骤 模板作用; 碱基配对(新链形成)—核酸分子间传递信息的基础
第一节 The biosynthesis of DNA 一、DNA半保留复制(Semi-Conservative Replication) • DNA的双螺旋模型(Watson & Crick, 1953) • DNA复制方式的实验证据(Meselson & Stahl, 1958) ——同位素15N标记E. coli DNA 特点： • SCR是双链DNA进行复制的主要方式，是一种普遍的复制机制； • 即使是单链DNA，也要变成双链DNA，再进行SCR； • 双解链开是复制的必要步骤； • 模板作用； • 碱基配对(新链形成)——核酸分子间传递信息的基础
第一节 The biosynthesis of dNa DNA半保留复制( Semi-Conservative Replication) 生物学意义: 亲代DNA中始终有一条链保留在子代DNA分子中 —遗传特性保持相对稳定→谚语?→ Any applications? 、复制单位 1.复制子:在基因组中能独立进行复制的单位 复制开始的某一固定位置——起始点,是一含100-200bp的片段。 复制开始时,起始点分开形成叉——复制叉 NB可能没有复制终点
一、DNA半保留复制(Semi-Conservative Replication) 生物学意义： • 亲代DNA中始终有一条链保留在子代DNA分子中 ——遗传特性保持相对稳定→谚语？→Any applications? 二、复制单位 1.复制子：在基因组中能独立进行复制的单位。 复制开始的某一固定位置——起始点，是一含100-200 bp的片段。 复制开始时，起始点分开形成叉——复制叉。 NB 可能没有复制终点。 第一节 The biosynthesis of DNA
第一节 The biosynthesis of dNa 二、复制单位 2.复制方向: 大多数是双向进行的,形成两个复制叉。也有的是单向进行的。 通常为对称复制,也有不对称的 3.原核(包括真核细胞的线粒体、叶绿体)DNA与真核DNA比较 复制起始点 个 多个(n×103-n×104 单个复制子的移动速度 快(105bp/min)慢(5×102-103bp/min) 复制的总速度 慢 快
二、复制单位 2. 复制方向： • 大多数是双向进行的，形成两个复制叉。也有的是单向进行的。 • 通常为对称复制，也有不对称的。 3. 原核(包括真核细胞的线粒体、叶绿体)DNA与真核DNA比较 • 复制起始点 1个 多个 (n×103 -n × 104 ) • 单个复制子的移动速度 快(105 bp/min) 慢(5×102 -103 bp/min) • 复制的总速度 慢 快 第一节 The biosynthesis of DNA
第一节 The biosynthesis of dNa 三、原核生物DNA复制 (一).DNA聚合反应和聚合酶: 1.DNA的聚合反应 条件: 模板DNA 酶 引物RNA DNA 底物(dNTP) Mg2+、Zn2+ 反应机理: 形成3’,5′-⑨二酯键;碱基配对形成氢键<- cf two problems
三、原核生物DNA复制 (一). DNA聚合反应和聚合酶： 1. DNA的聚合反应 • 条件： 模板DNA 酶 引物RNA ——————> DNA 底物(dNTP) Mg2+、Zn2+ • 反应机理： 形成3 ，5-二酯键；碱基配对形成氢键<-- cf two problems 第一节 The biosynthesis of DNA
第一节 The biosynthesis of dNa 三、原核生物DNA复制 ).DNA聚合反应和聚合酶: DNA聚合反应特点 除以上反应条件外,还有: a.DNA新链延长方向:5′→3(模板链从3′→5′) Key point b.新合成链与模板链的性质相同(与聚合酶来源无关) -meaning
三、原核生物DNA复制 (一). DNA聚合反应和聚合酶： • DNA聚合反应特点 除以上反应条件外，还有： a. DNA新链延长方向： 5 → 3(模板链从3→ 5 )—Key Point b. 新合成链与模板链的性质相同(与聚合酶来源无关)—meaning? 第一节 The biosynthesis of DNA
第一节 The biosynthesis of dNa 三、原核生物DNA复制 ).DNA聚合反应和聚合酶: 2. DNa polymerase I(Kornberg et al, 1956) 单一多肽链的多功能酶 功能: a.具有DNA聚合酶活性(5→3) b.3′→5′核酸外切酶活性(切除错配碱基,“校对”:单链核苷酸) c.5′→3'核酸外切酶活性(切除引物RNA:针对双链核苷酸)特有
三、原核生物DNA复制 (一). DNA聚合反应和聚合酶： 2. DNA polymerase I (Kornberg et al, 1956) 单一多肽链的多功能酶 功能： a. 具有DNA 聚合酶活性(5→ 3) b. 3 → 5核酸外切酶活性(切除错配碱基，“校对”：单链核苷酸) c. 5 → 3核酸外切酶活性(切除引物RNA：针对双链核苷酸)—特有 第一节 The biosynthesis of DNA
第一节 The biosynthesis of dNa 、原核生物DNA复制 (一).DNA聚合反应和聚合酶: 3. DNA polymerase II(1970S) 单一多肽链,活性低仅为 DNA polymerase I的5%)。 功能: 具有3′→5′核酸外切酶活性,无5′→3′核酸外切酶活性 可能与DNA修复有关
三、原核生物DNA复制 (一). DNA聚合反应和聚合酶： 3. DNA polymerase II (1970S) 单一多肽链，活性低(仅为DNA polymerase I的5%)。 功能： 具有3 → 5核酸外切酶活性，无5 → 3核酸外切酶活性 可能与DNA修复有关。 第一节 The biosynthesis of DNA
第一节 The biosynthesis of dNa (一).DNA聚合反应和聚合酶: 4. DNa polymerase III(1970S) 寡聚酶,亚基间非共价结构,易分离开来 功能: a.具有5→3DNA聚合酶活性,比 DNA polymerase I高。 相对活力:IⅢ=10.05:50 b.具有3′→5′核酸外切酶活性,无5′◇3′‘核酸外切酶活性。 即∏、Ⅲ均无切除引物的活性。 三种酶的共同点 均需模板; base pairing;5′→3′聚合;校对作用。(表10-2)
(一). DNA聚合反应和聚合酶： 4. DNA polymerase III (1970S) 寡聚酶，亚基间非共价结构，易分离开来。 功能： a. 具有5→ 3DNA聚合酶活性，比DNA polymerase I高。 相对活力：I:II:III=1:0.05:50 b.具有3→ 5核酸外切酶活性，无5 → 3核酸外切酶活性。 即II、III均无切除引物的活性。 ==>三种酶的共同点： 均需模板；base pairing； 5 → 3聚合；校对作用。(表10-2) 第一节 The biosynthesis of DNA