生物化學——核酸的生物合成第1頁/共28頁

子代細胞的生長發(fā)育過程中，這些遺傳信息通過轉錄傳遞給RNA，再由RNA通過翻譯轉變成相應的蛋白質(zhì)多肽鏈上的氨基酸排列順序，由蛋白質(zhì)執(zhí)行各種各樣的生物學功能，使后代表現(xiàn)出與親代相似的遺傳特征。

后來人們又發(fā)現(xiàn)，在宿主細胞中一些RNA病毒能以自己的RNA為模板復制出新的病毒RNA，還有一些RNA病毒能以其RNA為模板合成DNA，稱為逆轉錄這是中心法則的補充。第2頁/共28頁中心法則揭示的意義：

總結了生物體內(nèi)遺傳信息的流動規(guī)律，揭示遺傳的分子基礎，不僅使人們對細胞的生長、發(fā)育、遺傳、變異等生命現(xiàn)象有了更深刻的認識，而且以這方面的理論和技術為基礎發(fā)展了基因工程，給人類的生產(chǎn)和生活帶來了深刻的革命。第3頁/共28頁

第一節(jié)DNA的合成第4頁/共28頁一、DNA的半保留復制

DNA在復制時，兩條鏈解開分別作為模板，在DNA聚合酶的催化下按堿基互補的原則合成兩條與模板鏈互補的新鏈，以組成新的DNA分子。這樣新形成的兩個DNA分子與親代DNA分子的堿基順序完全一樣。由于子代DNA分子中一條鏈來自親代，另一條鏈是新合成的，這種復制方式稱為半保留復制。

第5頁/共28頁第6頁/共28頁一、復制原點

（一）復制原點與方向DNA復制必須在特定位置開始，該位置稱為復制原點。真核生物染色體具有許多復制原點DnaADnaB(解螺旋酶)SSB大腸桿菌DNA復制起點在起始階段的結構模型第7頁/共28頁DNA復制的方向環(huán)狀DNA復制時所形成的θ結構起始點復制叉的推進復制叉起始點起始點起始點復制叉復制叉未復制DNA單向復制雙向復制第8頁/共28頁

真核生物的復制都是雙向的，且沒有固定的復制終點。第9頁/共28頁解旋酶DNA聚合酶III解鏈酶RNA引物引物酶和引發(fā)體DNA聚合酶ISSB3′3′5′3′5′5′RNA引物（二）半不連續(xù)的復制機制第10頁/共28頁（三）原核生物DNA聚合反應有關的酶類

（1）DNA聚合酶:(DNApolymetases)（2）引物酶(peimase)和引發(fā)體(primosome)

啟動RNA引物鏈的合成。（3）DNA解鏈酶(DNAhelicase)（4）單鏈結合蛋白(single-strandbindingprotein)SSB:結合在解開的DNA單鏈上，防止重新形成雙

螺旋。第11頁/共28頁（5）拓撲異構酶(topoisomerase):兼具內(nèi)切酶和連接

酶活力，能迅速將DNA超螺旋或雙螺旋緊張狀態(tài)變

成松馳狀態(tài)，便于解鏈。（6）DNA連接酶（DNAligase）第12頁/共28頁大腸桿菌三種DNA聚合酶比較DNA聚合酶Ⅱ分子量每個細胞的分子統(tǒng)計數(shù)5′-3′聚合酶作用3′-5′核酸外切酶作用5′-3′核酸外切酶作用轉化率（相對活性）DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶Ⅲ（復合物）109，000400+++1120，000100++-0.05400，00010-20+++50比較項目第13頁/共28頁DNA聚合酶的3-5外切酶水解位點3′3′5′5′錯配堿基3′-5′核酸外切酶水解位點第14頁/共28頁第15頁/共28頁二、逆轉錄作用1、概念2、逆轉錄酶3、病毒逆轉錄過程4、逆轉錄的生物學意義

擴充了中心法則

有助于對病毒致癌機制的了解

與真核細胞分裂和胚胎發(fā)育有關

逆轉錄酶是分子生物學重要工具酶以RNA為模板合成DNA，這與通常轉錄過程中遺傳信息從DNA到RNA的方向相反，故稱為逆轉錄作用。第16頁/共28頁逆轉錄過程中cDNA的合成

第17頁/共28頁逆逆轉錄病毒的生活周期

RNA衣殼被膜逆轉錄酶轉錄轉譯整合入宿主細胞染色體DNA進入細胞丟失被膜丟失衣殼逆轉錄RNARNAcDNA衣殼蛋白被膜蛋白逆轉錄酶第18頁/共28頁第19頁/共28頁一、轉錄的概念

轉錄（transcripion)是在DNA的指導下的RNA聚合酶的催化下，按照堿基配對的原則，以四種核苷酸為原料合成一條與模板DNA互補的RNA的過程。RNA的轉錄從DNA模板的特定位點開始，并在一定的位點終止。此轉錄區(qū)域為一個轉錄單位。非信息區(qū)

第二節(jié)RNA的合成第20頁/共28頁

轉錄的產(chǎn)物

體內(nèi)的RNA，包括mRNA、tRNA、rRNA和SnRNA，均是以DNA為模板，在RNA聚合酶催化下合成的。

第21頁/共28頁編碼鏈5′…GCATGGAATC…3′模板鏈3′…CGTACCTTAG…5′

mRNA

5′…GCAUGGAAUC…3′轉錄第22頁/共28頁RNA聚合酶（依賴DNA的RNA聚合酶），在有Mg2+、4種核苷三磷酸(dNTP)和DNA模板存在時，它能從新催化核苷酸聚合成與模板DNA互補的RNA長鏈。

二、RNA聚合酶

第23頁/共28頁RNA聚合酶催化的反應ACGACGUU模板DNA5′3′5′3′新合成RNA第24頁/共28頁RNA鏈的延伸圖解3′3′RNA-DNA雜交螺旋聚合酶的移動方向新生RNA復鏈解鏈有義鏈模板鏈（反義鏈）延長部位第25頁/共28頁大腸桿菌RNA聚合酶的結構示意圖核心酶(α2ββ)起始因子β——和模板DNA結合β——起始和催化聚合反應α——？全酶(α2ββ)第26頁/共28頁RNA合成過程起始雙鏈DNA局部解開磷酸二酯鍵形成終止階段解鏈區(qū)到達基因終點