西安开放大学 文本 重难点复习_医学生物化学 第三讲

直播课Q 西安丹放大学 医学生物化学 重难点讲解 主讲人：张安

医学生物化学 重难点讲解 直 播 课 主讲人：张安

学习目标和知识重点 物质结构与功能部分 33% 识记并认知生物分子的结构与生理功能，以 及两者之间的关系。 物质代谢与调节部分 3% 认知生物体重要物质代谢的基本途径，生理 意义、调节以及代谢异常与疾病的关系。 遗传信息的传递部分 3% 认知基因信息传递的基本过程、各组织器官 的代谢特点及它们在医学上的意义

学习目标和知识重点 物质结构与功能部分 识记并认知生物分子的结构与生理功能，以 及两者之间的关系。 33% 33% 33% 物质代谢与调节部分 认知生物体重要物质代谢的基本途径，生理 意义、调节以及代谢异常与疾病的关系。 遗传信息的传递部分 认知基因信息传递的基本过程、各组织器官 的代谢特点及它们在医学上的意义

03 遗传信息的传递部分

03 遗传信息的传递部分

PART/03-1DNA的生物合成 复制 ·将亲代DNA的遗传信息准确地传递到子代DNA分子中，这一过程称 为DNA复制(replication) 转录 ·以DNA分子为模板，按照互补配对的原则，将DNA的遗传信息抄录 到mRNA(信使RNA)分子中，称为转录(transcription) 以mRNA为模板，按照其碱基(A、G、C、U)的排列顺序，以三个相 翻译 邻碱基序列为一种氨基酸的密码子形式，来决定蛋白质合成时氨基 酸的序列。这一过程称为翻译(translation)

PART/03-1DNA的生物合成 • 将亲代DNA的遗传信息准确地传递到子代DNA分子中，这一过程称 复制 为DNA复制(replication) • 以DNA分子为模板，按照互补配对的原则，将DNA的遗传信息抄录 转录 到mRNA（信使RNA）分子中，称为转录(transcription) • 以mRNA为模板，按照其碱基(A、G、C、U)的排列顺序，以三个相 邻碱基序列为一种氨基酸的密码子形式，来决定蛋白质合成时氨基 酸的序列。这一过程称为翻译(translation) 翻译

PART/03-1DNA的生物合成 DNA聚合酶I是一种多功能酶，有3种催化活性：5'→3聚合酶活性、3'→5'外切酶活性 和5'→3外切酶活性。 1.5→3'聚合酶活性与聚合反应DNA聚合酶的作用是催化dNTP按5'→3'方向合 成DNA,反应只消耗dNTP,但还有两种成分必不可少，一是模板：DNA聚合酶催化的反 应是DNA复制，即合成弹链DNA的互补链，所以必须为其提供单链DNA,这就是模板。 二是引物：DNA聚合酶不能催化两个dNTP形成3'，5'-磷酸二酯键，只能催化dNTP与互 补结合在模板上的一段核酸的3'-羟基形成3'，5'-磷酸二酯键。这段与模板互补结合的核酸 就是引物。引物可以是DNA,也可以是RNA。在大肠杆菌细胞内引导DNA复制的引物都 是RNA

PART/03-1DNA的生物合成 DNA 聚合酶Ⅰ是一种多功能酶，有3 种催化活性：5'→3'聚合酶活性、3'→5'外切酶活 性 和 5'→3'外切酶活性。 1．5‘→3’聚合酶活性与聚合反应DNA 聚合酶的作用是催化 dNTP 按 5‘→3’方向合 成 DNA，反应只消耗 dNTP，但还有两种成分必不可少，一是模板：DNA 聚合酶催化的反 应是 DNA 复制，即合成单 链 DNA 的互补链，所以必须为其提供单链 DNA，这就是模板。 二是引物：DNA 聚合酶不 能催化两个 dNTP 形成 3',5'-磷酸二酯键，只能催化 dNTP 与互 补结合在模板上的一段核酸的 3'-羟基形成 3',5'-磷酸二酯键。这段与模板互补结合的核酸 就是引物。引物可以是 DNA，也 可以是 RNA。在大肠杆菌细胞内引导DNA 复制的引物都 是 RNA

PART/03-1DNA的生物合成 2.3'一→5外切酶活性与校对功能DNA聚合酶的3'一→5外切酶活性能切除DNA的3'端未与 模板形成正确配对的核苷酸，但不会切除正确配对的核苷酸，如图所示。因此，在DNA合 成过程中，一旦连接了错配的核苷酸，就会中止聚合反应，错配的核苷酸便落入3'一→5外 切酶活性中心，并被切除，然后聚合反应继续进行，这就是DNA聚合酶的校对功能。 3.5→3'外切酶活性与切口平移：只有DNA聚合酶I有5'→3'外切酶活性，并且只作 用于双链DNA。因此，只要双链DNA分子上存在切口（双链DNA一股上的3'，5'-磷酸二 酯键被水解，形成切口

PART/03-1DNA的生物合成 2．3'→5'外切酶活性与校对功能 DNA 聚合酶的 3'→5'外切酶活性能切除 DNA 的 3'端未与 模板形成正确配对的核苷酸， 但不会切除正确配对的核苷酸，如图所示。因此，在 DNA 合 成过程中，一旦连接了错配的 核苷酸，就会中止聚合反应，错配的核苷酸便落入 3'→5'外 切酶活性中心，并被切除，然后聚合反应继续进行，这就是 DNA 聚合酶的校对功能。 3．5‘→3’外切酶活性与切口平移：只有 DNA 聚合酶Ⅰ有 5'→3'外切酶活性，并且只作 用于双链 DNA。因此，只要双链 DNA 分子上存在切口（双链 DNA 一股上的 3',5'-磷酸二 酯键被水解，形成切口

PART/03-1DNA的生物合成 切口 5 冈崎片段1 引物 冈崎片段2 工6 -3 DNA聚合酶I就可以在切口位置催化两个反应：一个 横板 DNA聚合 是水解反应，从5'端切除核苷酸； 2 3 被水解的可以是DNA,也可以是RNA;另一个是聚 NMP- -dNTP 合反应，从3'端延伸合成DNA。反应 PP 过程就像是切口在移动，所以称为切口平移，如图所 5 示。DNA聚合酶Ⅱ和DNA聚合酶Ⅲ 均没有5'→3'外切酶活性。 切口平移有两个意义：一是在DNA复制过程中，切除 后随链冈崎片段5'端的RNA引物，以DNA填补， 图切口平移 如图所示；二是在DNA修复过程中发挥作用

PART/03-1DNA的生物合成 DNA 聚合酶Ⅰ就可以在切口位置催化两个反应：一个 是水解反应，从 5'端切除核苷酸； 被水解的可以是 DNA，也可以是 RNA；另一个是聚 合反应，从 3'端延伸合成 DNA。反应 过程就像是切口在移动，所以称为切口平移，如图所 示。DNA 聚合酶Ⅱ和 DNA 聚合酶Ⅲ 均没有 5'→3'外切酶活性。 切口平移有两个意义：一是在 DNA 复制过程中，切除 后随链冈崎片段 5'端的 RNA 引 物，以 DNA 填补， 如图所示；二是在 DNA 修复过程中发挥作用

PART/03-1DNA的生物合成 解链解旋酶类 1.解旋酶 解旋酶的作用是利用ATP提供能量解开DNA双链。 每解开一个碱基对消耗两分子ATP! 目前在大肠杆菌中发现了至少四种解旋酶，分别是解 图复制叉前DNA双链打结或缠绕示意图 旋酶DnaB、解旋酶rep、解旋酶Ⅱ和 解旋酶Ⅲ。其中参与DNA复制的主要是解旋酶DnaB。 2.拓扑异构酶 在DNA复制过程中，复制叉前方的亲代DNA会打结 或缠绕，即形成正超螺旋结构， 需要拓扑异构酶（简称拓扑酶)进行松解

PART/03-1DNA的生物合成 解链解旋酶类 1．解旋酶 解旋酶的作用是利用 ATP 提供能量解开 DNA 双链。 每解开一个碱基对消耗两分子 ATP。 目前在大肠杆菌中发现了至少四种解旋酶，分别是解 旋酶 DnaB、解旋酶 rep、解旋酶Ⅱ和 解旋酶Ⅲ。其中参与 DNA 复制的主要是解旋酶 DnaB。 2．拓扑异构酶 在 DNA 复制过程中，复制叉前方的亲代DNA 会打结 或缠绕，即形成正超螺旋结构， 需要拓扑异构酶（简称拓扑酶）进行松解

PART/03-1DNA的生物合成 3.单链DNA结合蛋白 大肠杆菌的DNA解链后，单链DNA结合蛋白(SSB)即将两股模板包裹，稳定解开 的单链DNA,阻抑其重新形成双链，并可抗核酸酶的降解。 引物和引物酶 DNA复制需要RNA引物，RNA引物由引物酶催化合成。大肠杆菌的引物酶是DnaG。 其本质是一种RNA聚合酶，但不同于催化转录的RNA聚合酶，它能在复制起始位点合成 与模板互补的短片段RNA,作为DNA聚合酶的引物。合成方向是5'→3'。 DNA连接酶 环状DNA或冈崎片段合成之后都会留下切口，需要一种酶来催化切口处的3'-羟基与 5'-磷酸基连接形成磷酸二酯键，这种酶就是DNA连接酶。DNA连接酶不能连接游离的单链 DNA,只能连接双链DNA上的切口。连接反应消耗高能化合物

PART/03-1DNA的生物合成 3．单链 DNA 结合蛋白 大肠杆菌的 DNA 解链后，单链 DNA 结合蛋白（SSB）即将两股模板包裹，稳定解开 的单链 DNA，阻抑其重新形成双链，并可抗核酸酶的降解。 引物和引物酶 DNA 复制需要 RNA 引物，RNA 引物由引物酶催化合成。大肠杆菌的引物酶是 DnaG。 其本质是一种 RNA 聚合酶，但不同于催化转录的 RNA 聚合酶，它能在复制起始位点合成 与模板互补的短片段 RNA，作为 DNA 聚合酶的引物。合成方向是 5'→3'。 DNA 连接酶 环状 DNA 或冈崎片段合成之后都会留下切口，需要一种酶来催化切口处的3'-羟基与 5'-磷酸基连接形成磷酸二酯键，这种酶就是 DNA 连接酶。DNA 连接酶不能连接游离的单链 DNA，只能连接双链DNA 上的切口。连接反应消耗高能化合物

PART/03-1DNA的生物合成 ·DNA聚合酶 ·引物酶 ·催化与模板配对的dNTP之间以磷酸二酯· 催化引物链合成的酶称为引物酶， 键相连。 实际上它是一种特殊的RNA聚合酶。 ·此酶以相应复制起始部位的DNA链 ·对模板的依赖性： 为模板，合成短片段的RNA引物。 ·必须有一多核苷酸链做引物 ·DNA链的合成是有方向性的， 即：5'-3

PART/03-1DNA的生物合成 • DNA聚合酶 • 催化与模板配对的dNTP之间以磷酸二酯 键相连。 • 对模板的依赖性： • 必须有一多核苷酸链做引物 • DNA链的合成是有方向性的， 即：5’—3’。 • 引物酶 • 催化引物链合成的酶称为引物酶， 实际上它是一种特殊的RNA聚合酶。 • 此酶以相应复制起始部位的DNA链 为模板，合成短片段的RNA引物