Chapter 10 DNA的生物合成 DNA Biosynthesis 生化与分子生物学教研宝 牛埠医学院
1 Chapter 10 DNA的生物合成 DNA Biosynthesis 生化与分子生物学教研室 蚌埠医学院
Major Object [教学时数]5学时 [掌握内容]：DNA半保留复制概念。参与原核生物DNA复制的模 板，底物，酶类(DNA聚合酶，解螺旋酶，DNA拓扑异构酶， 引物酶及DNA连接酶)及单链DNA结合蛋白，复制的半不连续 性和冈崎片段，领头链和随从链。 [熟悉内容]：复制叉、DNA生物合成过程。DNA损伤与修复，逆 转录现象和逆转录酶。 [了解内容]：滚环复制，半保留复制的实验依据。 [自学内容：真核生物的端粒和端粒酶。 2
2 [教学时数] 5学时 [掌握内容]：DNA半保留复制概念。参与原核生物DNA复制的模 板，底物，酶类（DNA聚合酶，解螺旋酶，DNA拓扑异构酶， 引物酶及DNA连接酶）及单链DNA结合蛋白，复制的半不连续 性和冈崎片段，领头链和随从链。 [熟悉内容]：复制叉、DNA生物合成过程。DNA损伤与修复，逆 转录现象和逆转录酶。 [了解内容]：滚环复制，半保留复制的实验依据。 [自学内容]：真核生物的端粒和端粒酶。 Major Object
遗传信息传递的中心法则及其扩充 转录 翻译 制 DNA RNA 蛋白质 武汉nEEE.EEE.a : 录 复 翻译 制 RNA 蛋白质 (p215)
3 DNA RNA 蛋白质 复 转录 制 翻译 RNA 蛋白质 复 制 翻译 逆 转 录 (p215) 遗传信息传递的中心法则及其扩充
基因(gene): 是指为生物活性产物编码的DNA功能片段，这些 产物主要是蛋白质或是各种RNA。 基因表达（gene expression): 通过转录和翻译，将DNA分子上A、G、C、T四 C汉司a 个符号所包含的信息，转变为蛋白质分子中20种氨基 酸的信息。 复制(replication) 是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子 链DNA的过程。 复制 (p215) 亲代DNA 子代DNA
4 基因（gene）： 是指为生物活性产物编码的DNA功能片段，这些 产物主要是蛋白质或是各种RNA。 基因表达（gene expression）： 通过转录和翻译，将DNA分子上A、G、C、T四 个符号所包含的信息，转变为蛋白质分子中 ，转变为蛋白质分子中20种氨基 酸的信息。 复制(replication) 是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子 链DNA的过程。 复制 亲代DNA 子代DNA (p215)
第一节复制的基本规律 4 第二节DNA复制的酶学和拓扑学变化 第三节DNA的生物合成 第四节逆转录和其他复制方式 第五节DNA损伤（突变）与修复 5
5 第一节 复制的基本规律 第二节 DNA复制的酶学和拓扑学变化 第三节 DNA的生物合成 第四节 逆转录和其他复制方式 第五节 DNA损伤（突变）与修复
第一节 文制的基本视掌 (p218) 3 一、 半保留复制的实 亲代DNA 验依据和意义 C汉司a A 亲代 A DNA G T A T FOHHO 子代DNA 子代 复制链 复制链 D A 本 3 亲本链 图10-1DNA的半保留复制
6 3′′ 5′′ 亲代DNA 3′′ 5′′ 3′′ 5′′ 3′′ 5′′ 复制链 复制链 子代DNA 亲 本 链 亲 本 链 亲代 DNA A G A A C T T C T T G A A G A A C T T C T T G A T C T T G A 子代 DNA A G A A C T (p218) 一、半保留复制的实 半保留复制的实 验依据和意义 第一节 复制的基本规律 图10-1 DNA的半保留复制
1958年，Meselson和Stahl用实验证实了Watson 和Crick的DNA双螺旋模型结构，验证了DNA半保留 复制假说。他们将大肠杆菌培养在以15NH,CI为唯一 氮源的培养基中，繁殖15代后，分离出含15N标记 DNA的细胞，再将细菌转移到4NH,CI的培养基中培 养，随后在不同的时间处理细胞并取样，用CsC密 度梯度离心法分析DNA。由于含I5N的DNA密度比 14N的DNA大，故可形成含15N的“重”链DNA和含14N 普通DNA的“轻”链两条区带。 (p217)
7 1958年，Meselson和Stahl用实验证实了Watson 和Crick的DNA双螺旋模型结构，验证了DNA半保留 复制假说。他们将大肠杆菌培养在以 。他们将大肠杆菌培养在以15NH4Cl为唯一 氮源的培养基中，繁殖15代后，分离出含15N标记 DNA的细胞，再将细菌转移到 ，再将细菌转移到14NH4Cl的培养基中培 养，随后在不同的时间处理细胞并取样 随后在不同的时间处理细胞并取样，用CsCl密 度梯度离心法分析DNA。由于含15N的DNA密度比 14N的DNA大，故可形成含15N的“重”链 DNA和含14N 普通DNA的“轻”链两条区带。 (p217)
图10-2DNA半 保留复制的证据 含I4N-DNA的普通轻链DNA (p218) 含I4N和I5N-DNA的杂交链DNA 含I5N-DNA的重链DNA 亲代DNA 含I5N-DNA重链的细菌 重链 子1代 含14N,15N-DNA 杂交链 (杂交链) 杂交链的细菌 子2代 含I4NDNA轻链 (杂交链 和14N,15N-DNA 轻链 占1/2) 杂交链的细菌 杂交链 子3代 含I4NDNA轻链 (杂交链 和14N,I5N-DNA 轻链 占1/4) 杂交链的细菌，轻 杂交链 链的比例增加
8 亲代DNA 子1 代 (杂交链) 子2 代 (杂交链 占1/2) 子3 代 (杂交链 占1/4) 含15N-DNA重链的细菌 重链 含14N ,15N-DNA 杂交链的细菌 杂交链 含14NDNA轻链 和14N ,15N-DNA 杂交链的细菌 杂交链 轻链 含14N –DNA的普通轻链DNA 含14N 和15N- DNA的杂交链DNA 含15N-DNA的重链DNA (p218) 图10-2 DNA半 保留复制的证据 含14NDNA轻链 和14N , 15N-DNA 杂交链的细菌,轻 链的比例增加 杂交链 轻链
实验结果表明，复制后的子1代，其DNA只出现 了1条位于14N-DNA和5N-DNA中间的区带，这说明 该区带的DNA是由14N-DNA和15N-DNA杂交组成 是 的，且密度正好位于两者之间；子1代再复制成子2 代，后者出现两条区带：1条是14N-DNA轻链，另1 条是14N-DNA和15N-DNA杂交链；随着细菌培养的不 断继续，14N-DNA分子逐渐增多，而15N-DNA分子 逐渐减少，含15N的DNA按1/4、1/8、1/16.的比 例逐渐被稀释掉。实验结果证明：DNA以半保留复 制方式进行复制。 (p218)9
9 实验结果表明，复制后的子1代，其DNA只出现 了1条位于14N-DNA和15N-DNA中间的区带，这说明 该区带的DNA是由14N-DNA和15N-DNA杂交组成 的，且密度正好位于两者之间 且密度正好位于两者之间；子1代再复制成子2 代，后者出现两条区带 后者出现两条区带：1条是14N-DNA轻链，另1 条是14N-DNA和15N-DNA杂交链；随着细菌培养的不 ；随着细菌培养的不 断继续，14N -DNA分子逐渐增多，而15N-DNA分子 逐渐减少，含15N的DNA按1/4、1/8、1/16.的比 例逐渐被稀释掉。实验结果证明：DNA以半保留复 制方式进行复制。 (p218)
半保留复制 (semiconservative replication): DNA在复制时，亲代的双股 DNA解开成单股链，各自作为模 亲代 板，根据碱基配对的规律，分别合 DNA 成新的互补链，即新合成的两个子 代DNA分子与亲代DNA分子的碱 基顺序完全相同。亲代DNA复制 以后，子代的双股DNA链中，一 A 恐 股链来自亲代，另一股是新合成的 G 互补链，DNA的这种复制方式称 为半保留复制。 (p217)10
10 DNA在复制时，亲代的双股 DNA解开成单股链，各自作为模 板，根据碱基配对的规律 根据碱基配对的规律，分别合 成新的互补链，即新合成的两个子 ，即新合成的两个子 代DNA分子与亲代DNA分子的碱 基顺序完全相同。亲代DNA复制 以后，子代的双股DNA 链中，一 股链来自亲代，另一股是新合成的 ，另一股是新合成的 互补链，DNA的这种复制方式称 为半保留复制 。 半保留复制 (semiconservative replication): (p217) 亲代 DNA A G A A C T T C T T G A A G A A C T T C T T G A T C T T G A 子代 DNA A G A A C T