中心法则研究过程
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中心法则的研究过程
单击此处添加副标题
第三篇 基因信息的传递
遗传信息流动方向－中心法则
半保留复制模式的实验证明
第十章 复制
半保留复制：DNA进行复制时，双螺旋结构解开而成为两股单链，各自作为模板，用于合成新的互补链。子代细胞出现新的DNA双链，其中一股单链是从亲代完整地接受过来的，另一股单链是完全重新合成，且与母链按碱基配对原则互补。也就是说，两个子代细胞的DNA双链，都和母细胞DNA碱基序列完全一致。
重组蛋白RecA将另一股健康的母链与缺口部分进行交换，以填补缺口。
健康的母链产生的缺口由pol I和连接酶复原。
03
02
01
重组修复
SOS修复
除了复制、修复的酶系统外，还有重组蛋白RecA及调控蛋白LexA。
单链DNA结合蛋白
单链结合蛋白(SSB)的作用是在复制中维持模板处于单链状态并保护这种单链的完整性。
复制是在一段RNA引物的基础上加进脱氧核苷酸的，催化引物合成的是一种RNA聚合酶，它不同于催化转录过程的RNA聚合酶，因此称为引物酶。
引物酶在模板的复制起始部位催化互补碱基的聚合，形成短片段RNA。在解链酶结合其它复制因子而可辨认起始点时，就可再结合引物酶，形成引发体。
第一节 参与DNA复制的酶
一、DNA聚合酶
DNA聚合酶催化的反应
5’到3’的聚合活性 (dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1+Ppi
DNA聚合酶催化的反应
5’到3’的聚合活性 (dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1+Ppi
01
核酸外切酶活性(从5’或3’末端把核苷酸从核酸链上水解下来)
解旋、解链酶
解链酶是rep，它在ATP存在时解开DNA双链，每解开1对碱基，需要消耗2个ATP。另一种为解旋酶II。
01
在解链过程中，已解开的DNA双链之一，其解链方向与复制方向一致，称为领头链；另一链复制方向与解链方向相反，称为随从链。
02
解链酶
DNA拓扑异构酶
”
拓扑酶对DNA分子的作用都是既能水解，又能连接磷酸二酯键。
02
DNA连接酶
三种酶催化生成磷酸二酯键的比较
C
B
A
复制的起始
复制的延长
复制的终止
第二节 DNA复制过程
原核生物总是从一个固定的起始点开始，同时向两个方向进行的，称为双向复制。
真核细胞染色体比较复杂，可能有多个复制起始点，同时形成多个复制单位。
复制开始后由于DNA双链解开，在两股单链上进行复制，在电子显微镜下均看到伸展成叉状的复制现象，称为复制叉。
复制的起始
引物酶按碱基配对规律合成RNA引物。
01
在DNA聚合酶III的作用下，靠酶的亚基辨认引物，新链第一个脱氧核苷酸就加到引物的3’-OH末端上，形成磷酸二酯键。
02
DNA拓扑异构酶(可能主要是II型酶的作用)，在将要打结或已打结处作切口。
03
单链DNA结合蛋白(SSB)结合于开放的单链上，起稳定和保护单链模板的作用。
引物酶和引发体
DNA连接酶连接DNA链3’-OH末端和另一DNA链的5’-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链。连接酶的催化作用在原核细胞需要消耗NAD＋，在真核细胞则消耗ATP。
01
连接酶连接的都是碱基互补基础上的双链中的单链缺口，它并没有连接单独存在的DNA单链或RNA单链的作用。
02
DNA聚合酶的性质
01
03
05
02
04
聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能。
贰
遵守严格的碱基配对规律。
壹
复制中出错时有即时的校读功能。
叁
DNA复制保真性至少依赖三种规律：
复制的保真性
复制应先解开DNA的超螺旋、双螺旋结构。
01
解旋、解链酶类：解链酶、DNA拓扑异构酶、单链DNA结合蛋白。
02
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光修复
紫外线照射可引起核酸链上相邻的两个胸腺嘧啶形成二聚体TT。
01
02
光修复过程是通过光修复酶催化而完成的，需300－600nm波长照射激活。
切除修复
切除修复需要特异的核酸内切酶、pol I、DNA连接酶等参加。
当DNA分子的损伤面较大时，来不及修复完善就进行复制，损伤部位因无模板指引，复制的新子链会出现缺口。
缺失：一个碱基或一段核苷酸从DNA上消失
插入：一个碱基或一段核苷酸插入到DNA大分子中。
倒位：DNA链内部迁移。
突变的分类
诱变因素
校读：pol I监视和纠正复制错误的功能。
损伤：是复制过程中发生的DNA突变，大多数属于自发突变。
损伤的修复
光修复
01
切除修复
02
重组修复
03
SOS修复
04
损伤修复的机制
04
复制起始的步骤
复制的延长
DNA双链的走向相反，而复制和引物合成总是从5’到3’方向延伸的。因此领头链可以顺解链方向延长。随从链复制方向与解链方向相反，因此必须等待模板链解出足够长度，复制才能开始并延长。
01
复制中的不连续片段称为冈崎片段。
02
复制的不连续性
复制的过程
滚环复制
环状DNA双链一股先开一个缺口，5’端向外伸展，在伸展出的单链上进行不连续复制，没有开环的另一段，则可以一边滚动一边进行连续复制。
复制的终止
参加复制的酶
第三节 DNA的损伤和修复
突变和遗传的保守性
突变是DNA分子上碱基的改变。
自发突变是遗传过程中“自发”发生的突变。
诱变是研究核酸与遗传时，应用一些物理或化学方法对DNA分子或整个组织细胞处理使DNA发生突变。是人工手段使DNA发生突变。
突变的分子基础
点突变：一个碱基的变异。有转换同型碱基和颠换异型碱基
单击此处添加副标题
第三篇 基因信息的传递
遗传信息流动方向－中心法则
半保留复制模式的实验证明
第十章 复制
半保留复制：DNA进行复制时，双螺旋结构解开而成为两股单链，各自作为模板，用于合成新的互补链。子代细胞出现新的DNA双链，其中一股单链是从亲代完整地接受过来的，另一股单链是完全重新合成，且与母链按碱基配对原则互补。也就是说，两个子代细胞的DNA双链，都和母细胞DNA碱基序列完全一致。
重组蛋白RecA将另一股健康的母链与缺口部分进行交换，以填补缺口。
健康的母链产生的缺口由pol I和连接酶复原。
03
02
01
重组修复
SOS修复
除了复制、修复的酶系统外，还有重组蛋白RecA及调控蛋白LexA。
单链DNA结合蛋白
单链结合蛋白(SSB)的作用是在复制中维持模板处于单链状态并保护这种单链的完整性。
复制是在一段RNA引物的基础上加进脱氧核苷酸的，催化引物合成的是一种RNA聚合酶，它不同于催化转录过程的RNA聚合酶，因此称为引物酶。
引物酶在模板的复制起始部位催化互补碱基的聚合，形成短片段RNA。在解链酶结合其它复制因子而可辨认起始点时，就可再结合引物酶，形成引发体。
第一节 参与DNA复制的酶
一、DNA聚合酶
DNA聚合酶催化的反应
5’到3’的聚合活性 (dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1+Ppi
DNA聚合酶催化的反应
5’到3’的聚合活性 (dNMP)n+dNTP(dNMP)n+1+Ppi
01
核酸外切酶活性(从5’或3’末端把核苷酸从核酸链上水解下来)
解旋、解链酶
解链酶是rep，它在ATP存在时解开DNA双链，每解开1对碱基，需要消耗2个ATP。另一种为解旋酶II。
01
在解链过程中，已解开的DNA双链之一，其解链方向与复制方向一致，称为领头链；另一链复制方向与解链方向相反，称为随从链。
02
解链酶
DNA拓扑异构酶
”
拓扑酶对DNA分子的作用都是既能水解，又能连接磷酸二酯键。
02
DNA连接酶
三种酶催化生成磷酸二酯键的比较
C
B
A
复制的起始
复制的延长
复制的终止
第二节 DNA复制过程
原核生物总是从一个固定的起始点开始，同时向两个方向进行的，称为双向复制。
真核细胞染色体比较复杂，可能有多个复制起始点，同时形成多个复制单位。
复制开始后由于DNA双链解开，在两股单链上进行复制，在电子显微镜下均看到伸展成叉状的复制现象，称为复制叉。
复制的起始
引物酶按碱基配对规律合成RNA引物。
01
在DNA聚合酶III的作用下，靠酶的亚基辨认引物，新链第一个脱氧核苷酸就加到引物的3’-OH末端上，形成磷酸二酯键。
02
DNA拓扑异构酶(可能主要是II型酶的作用)，在将要打结或已打结处作切口。
03
单链DNA结合蛋白(SSB)结合于开放的单链上，起稳定和保护单链模板的作用。
引物酶和引发体
DNA连接酶连接DNA链3’-OH末端和另一DNA链的5’-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连成完整的链。连接酶的催化作用在原核细胞需要消耗NAD＋，在真核细胞则消耗ATP。
01
连接酶连接的都是碱基互补基础上的双链中的单链缺口，它并没有连接单独存在的DNA单链或RNA单链的作用。
02
DNA聚合酶的性质
01
03
05
02
04
聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能。
贰
遵守严格的碱基配对规律。
壹
复制中出错时有即时的校读功能。
叁
DNA复制保真性至少依赖三种规律：
复制的保真性
复制应先解开DNA的超螺旋、双螺旋结构。
01
解旋、解链酶类：解链酶、DNA拓扑异构酶、单链DNA结合蛋白。
02
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光修复
紫外线照射可引起核酸链上相邻的两个胸腺嘧啶形成二聚体TT。
01
02
光修复过程是通过光修复酶催化而完成的，需300－600nm波长照射激活。
切除修复
切除修复需要特异的核酸内切酶、pol I、DNA连接酶等参加。
当DNA分子的损伤面较大时，来不及修复完善就进行复制，损伤部位因无模板指引，复制的新子链会出现缺口。
缺失：一个碱基或一段核苷酸从DNA上消失
插入：一个碱基或一段核苷酸插入到DNA大分子中。
倒位：DNA链内部迁移。
突变的分类
诱变因素
校读：pol I监视和纠正复制错误的功能。
损伤：是复制过程中发生的DNA突变，大多数属于自发突变。
损伤的修复
光修复
01
切除修复
02
重组修复
03
SOS修复
04
损伤修复的机制
04
复制起始的步骤
复制的延长
DNA双链的走向相反，而复制和引物合成总是从5’到3’方向延伸的。因此领头链可以顺解链方向延长。随从链复制方向与解链方向相反，因此必须等待模板链解出足够长度，复制才能开始并延长。
01
复制中的不连续片段称为冈崎片段。
02
复制的不连续性
复制的过程
滚环复制
环状DNA双链一股先开一个缺口，5’端向外伸展，在伸展出的单链上进行不连续复制，没有开环的另一段，则可以一边滚动一边进行连续复制。
复制的终止
参加复制的酶
第三节 DNA的损伤和修复
突变和遗传的保守性
突变是DNA分子上碱基的改变。
自发突变是遗传过程中“自发”发生的突变。
诱变是研究核酸与遗传时，应用一些物理或化学方法对DNA分子或整个组织细胞处理使DNA发生突变。是人工手段使DNA发生突变。
突变的分子基础
点突变：一个碱基的变异。有转换同型碱基和颠换异型碱基