生物化学遗传信息的传递优秀课件
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遗传信息传递1.ppt
• DNA聚合酶3’ →5’外切活性的校正作用， 复制出错时有即时的纠错功能。
原核生物DNA的复制
原核生物DNA复制过程的主要特点
• 只有一个复制起点 • 从起点向两个相反方向复制 • 复制速度快，大约每秒延伸500bp • RNA引物和冈崎片段均较长 • 可以连续发动复制
大肠杆菌DNA聚合酶 大肠杆菌基因组DNA复制的基本过程 原核生物DNA复制的调节
物理因素
O
RN
P
O
RN
N O
UV
N CH3 O
CH3
O N
RN
O
CH3 P
CH3
RN
O
N O
)
胸嘧啶二聚体 ( T T )
化学因素
常见的化学诱变剂
化合物类别
碱基类似物 如：5-BU
作用点
A 5-BU G
羟胺类（NH2OH）
T C
亚硝酸盐（NO2 ）
C U
烷化剂 如：氮芥类，Nitromins
试管内合成cDNA
cDNA complementary DNA
以mRNA为模板，经逆 转录合成的与mRNA碱基序 列互补的DNA链。
分子生物学研究可应用 逆转录酶，作为获取基因工 程目的基因的重要方法之一， 此法称为cDNA法。
AAAA
逆转录酶
A AA A TTTT
碱水解
TTTT
DNA聚合酶Ⅰ
SI核酸酶
• 有三种活性：RNA指导的DNA聚合活性 RNase H活性 DNA指导的DNA聚合活性
逆转录病毒细胞内的逆转录现象
逆转录酶 RNA酶 逆转录酶
RNA 模板 DNA-RNA 杂化双链
单链DNA
双链DNA
原核生物DNA的复制
原核生物DNA复制过程的主要特点
• 只有一个复制起点 • 从起点向两个相反方向复制 • 复制速度快，大约每秒延伸500bp • RNA引物和冈崎片段均较长 • 可以连续发动复制
大肠杆菌DNA聚合酶 大肠杆菌基因组DNA复制的基本过程 原核生物DNA复制的调节
物理因素
O
RN
P
O
RN
N O
UV
N CH3 O
CH3
O N
RN
O
CH3 P
CH3
RN
O
N O
)
胸嘧啶二聚体 ( T T )
化学因素
常见的化学诱变剂
化合物类别
碱基类似物 如：5-BU
作用点
A 5-BU G
羟胺类（NH2OH）
T C
亚硝酸盐（NO2 ）
C U
烷化剂 如：氮芥类，Nitromins
试管内合成cDNA
cDNA complementary DNA
以mRNA为模板，经逆 转录合成的与mRNA碱基序 列互补的DNA链。
分子生物学研究可应用 逆转录酶，作为获取基因工 程目的基因的重要方法之一， 此法称为cDNA法。
AAAA
逆转录酶
A AA A TTTT
碱水解
TTTT
DNA聚合酶Ⅰ
SI核酸酶
• 有三种活性：RNA指导的DNA聚合活性 RNase H活性 DNA指导的DNA聚合活性
逆转录病毒细胞内的逆转录现象
逆转录酶 RNA酶 逆转录酶
RNA 模板 DNA-RNA 杂化双链
单链DNA
双链DNA
遗传信息的传递与表达 ppt课件
2、tRNA前体的加工（部位：胞浆） （1）剪切：分别在5’端和3’端切去一定的 核苷酸序列等。
（2）碱基修饰：A→Am、U→DHU、 A→I、U→φ等，形成一些稀有碱基。这些 碱基在蛋白质合成过程中影响tRNA对密 码的识别。
（3）3’端接上CCA，所以tRNA3’末端均 为CCA-OH。
3、rRNA前体的加工（部位：核仁） rRNA前体+蛋白质→核糖体（亦称核蛋白体）
（2）通用性：
几乎所有生物体内都使用同一套遗传密码表 （除部分线粒体和叶绿素）
（3）方向性
5ˊ（AUG）→（UAA、UAG、UGA） 3ˊ
翻译生成的蛋白质：N端→ C端
（4）连续性
翻译时从起始密码开始，一个不漏地读下去， 直至碰到终止密码。如果插入或删除一个B， 就会使该B以后的读码发生错误，称为移码。 由于移码引起的突变称移码突变。遗传密码一 般不重叠。
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
复制：是以亲代DNA为模板，合成子代 DNA。将亲代DNA分子的遗传信息准确传递 到子代DNA分子的过程。
转录：是以DNA为模板合成RNA。将 DNA分子中的遗传信息传递给RNA的过程。
翻译：是以mRNA分子上的密码顺序 （碱基顺序）为模板合成蛋白质分子多肽链 的过程。将mRNA中的遗传信息传递给蛋白 质的过程。
按基因产物不同将基因分为蛋白质基因和 RNA基因；按基因功能不同将基因分为结构基 因（包括酶、结构蛋白、其它不影响基因表达 的蛋白基因）和调节基因（包括阻碍蛋白、激 活蛋白的基因）。
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
生物化学第十一章遗传信息的传递PPT课件
对鹅膏蕈碱 的反应
耐受
Ⅱ hnRNA
极敏感
Ⅲ 5S-rRNA
tRNA snRNA 中度敏感
43
三、RNA转录
原核生物一个转录区段可视为一个 转录单位，称为操纵子(operon)，包括 若干个结构基因及其上游(upstream)的 调控序列。
1.转录的一般原则
44
（1）模板 : 体内DNA中的一条链被转录，体外DNA 的两条链都能被转录。 why？
生物化学
1
第十一章 遗传信息的传递 中心法则:
2
第一节 DNA的生物合成
一、DNA的复制 （一）DNA的半保留复制
DNA双链解开成为两条单链，分别以每 条单链为模板，以4种dNTP（三磷酸脱氧 核苷）为原料，按碱基配对原则，从 5’→3’方向合成新的DNA互补链，新合 成的DNA与原来的完全一样，并且一条链 来自亲代，一条链是新合成的，这种复制 方式就叫做DNA的半保留复制。
3
4
5
（二） 参与DNA复制的酶类
1．DNA聚合酶Ⅰ 在合成中可发挥三种作用： ①5’→3’外切酶活性：切除引物
② 3’→5’外切酶活性：可从3’→5’方 向识别和水解不配对的核苷酸，对生长中 的碱基进行识别和校对。
③ 沿 5’→3’ 方 向 延 长 ： 依 赖 于 DNA 的 DNA聚合酶功能。
6
PPP OH +
PPP
OH
PPP
OH
PPP OH + P
OH
DNA合成方向不可能是3′→5′的解释
7
3’→5’外切酶活性：对生长中 的碱基进行识别和校对
8
2．DNA连接酶 催化两个DNA片段之间形成3’， 5’-磷酸二酯键，
高中生物遗传信息的传递PPT课件
1. 活动分工：前后桌5人小组合作， 前面一桌靠左边的同学为组长，负责组织大家讨论； 组内再推选一位同学作为发言代表； 剩余组员负责构建DNA复制过程的模型。
2. 活动目的：利用下列材料推测DNA的复制方式。 材料：一个含4个碱基对的DNA片段、剪刀、4种脱氧 核苷酸若干个、水笔（用于画出磷酸二酯键和氢键） 内容：将上述材料中“含4个碱基对的DNA片段” 复 制成两个相同的DNA片段，并用固体胶粘贴在展板上。
《 遗传信息的传递 》
2009年，我国建立世界首个“打拐DNA数据库”
各地公安机关一方面对丢失孩子的父母进行DNA样本的采 集和检测，另一方面对来历不明或被拐卖的孩子进行DNA样本 的采集和检测，并将检测数据录入到全国联网的DNA数据库。 电脑再自动进行父母和孩子的DNA比对，一旦双方的DNA比对 结果吻合，公安机关马上就会知道并通知父母。
为什么对父母和孩子的DNA进行比对， 可以确定双方是否存在亲子关系？
依据碱基对的排列顺序来判断DNA是否相同
失孤父亲或母亲 的DNA
被解救儿童1 的DNA
被解救儿童2 的DNA
核心概念：DNA复制
1个DNA分子
DNA如何复制， 才能保证碱基对排列顺序相同？
2个相同的DNA分子
推测DNA如何复制，才能保证碱基对排列顺序相同
各地公安机关一方面对丢失孩子的父母进行DNA样本的采 集和检测，另一方面对来历不明或被拐卖的孩子进行DNA样本 的采集和检测，并将检测数据录入到全国联网的DNA数据库。 电脑再自动进行父母和孩子的DNA比对，一旦双方的DNA比对 结果吻合，公安机关马上就会知道并通知父母。
超过4000名被拐儿童找到了亲生父母！
设计实验，探究DNA的复制方式
2. 活动目的：利用下列材料推测DNA的复制方式。 材料：一个含4个碱基对的DNA片段、剪刀、4种脱氧 核苷酸若干个、水笔（用于画出磷酸二酯键和氢键） 内容：将上述材料中“含4个碱基对的DNA片段” 复 制成两个相同的DNA片段，并用固体胶粘贴在展板上。
《 遗传信息的传递 》
2009年，我国建立世界首个“打拐DNA数据库”
各地公安机关一方面对丢失孩子的父母进行DNA样本的采 集和检测，另一方面对来历不明或被拐卖的孩子进行DNA样本 的采集和检测，并将检测数据录入到全国联网的DNA数据库。 电脑再自动进行父母和孩子的DNA比对，一旦双方的DNA比对 结果吻合，公安机关马上就会知道并通知父母。
为什么对父母和孩子的DNA进行比对， 可以确定双方是否存在亲子关系？
依据碱基对的排列顺序来判断DNA是否相同
失孤父亲或母亲 的DNA
被解救儿童1 的DNA
被解救儿童2 的DNA
核心概念：DNA复制
1个DNA分子
DNA如何复制， 才能保证碱基对排列顺序相同？
2个相同的DNA分子
推测DNA如何复制，才能保证碱基对排列顺序相同
各地公安机关一方面对丢失孩子的父母进行DNA样本的采 集和检测，另一方面对来历不明或被拐卖的孩子进行DNA样本 的采集和检测，并将检测数据录入到全国联网的DNA数据库。 电脑再自动进行父母和孩子的DNA比对，一旦双方的DNA比对 结果吻合，公安机关马上就会知道并通知父母。
超过4000名被拐儿童找到了亲生父母！
设计实验，探究DNA的复制方式
高中生物 遗传信息的传递和表达PPT课件
用35S标记蛋白质的噬菌 体侵染细菌
用32P标记DNA的噬菌体 侵染细菌
在细菌裂解后释放的噬 菌体中，可以查到这两 种元素的存在。
噬菌体的蛋白质未进入细菌体内
离心
离心
噬菌体的DNA进入细菌体内
细菌体内 无放射性
细菌体内 有放射性
遗传信息的传递和表达
结论： DNA是噬菌体的遗 传物质
遗传信息的传递和表达
（3）脱氧核糖与磷酸交替排列 构成主链，排在外侧；
（4）内侧碱基以氢键连接成
对，碱基互补原则
（A—T ， C—G）
2
3
DNA的（1）脱氧核糖与磷 Nhomakorabea交替排列
结构特点： 在外侧,内侧碱基互补配对,通过
氢键将两链固定。
--------------- 稳定性
（2）碱基对的排列顺序千变万化。 --------------- 多样性
讨论题： 1、第④组实验鼠体内的S型
肺炎双球菌为什么会“复活” 呢？
被杀死的S型菌体内的某种物 质进入R型菌内，促使R型菌转 变为S型菌
2、这种S型活细菌的后代也 是有毒性的S型细菌又说明 了什么？
这种物质能产生稳定的遗传变 化
遗传信息的传递和表达
讨论题：
3、 使R型肺炎双球菌转 化为S型肺炎双球菌的 活性物质是什么? 如何 验证呢？
母链：2条
含有母链 DNA分子的 比例：
2/2n
母链占多 核苷酸链 的比例：
2/2n .2
1.基因 的概念
基因：是指DNA双螺 旋链上携带着遗传信息 的一段脱氧核苷酸。是 有遗传效应的DNA片 段 每个基因有特定的脱 氧核苷酸排列顺序， 它代表着遗传信息。
基因、染色体、 DNA 三者有什么关系呢？
用32P标记DNA的噬菌体 侵染细菌
在细菌裂解后释放的噬 菌体中，可以查到这两 种元素的存在。
噬菌体的蛋白质未进入细菌体内
离心
离心
噬菌体的DNA进入细菌体内
细菌体内 无放射性
细菌体内 有放射性
遗传信息的传递和表达
结论： DNA是噬菌体的遗 传物质
遗传信息的传递和表达
（3）脱氧核糖与磷酸交替排列 构成主链，排在外侧；
（4）内侧碱基以氢键连接成
对，碱基互补原则
（A—T ， C—G）
2
3
DNA的（1）脱氧核糖与磷 Nhomakorabea交替排列
结构特点： 在外侧,内侧碱基互补配对,通过
氢键将两链固定。
--------------- 稳定性
（2）碱基对的排列顺序千变万化。 --------------- 多样性
讨论题： 1、第④组实验鼠体内的S型
肺炎双球菌为什么会“复活” 呢？
被杀死的S型菌体内的某种物 质进入R型菌内，促使R型菌转 变为S型菌
2、这种S型活细菌的后代也 是有毒性的S型细菌又说明 了什么？
这种物质能产生稳定的遗传变 化
遗传信息的传递和表达
讨论题：
3、 使R型肺炎双球菌转 化为S型肺炎双球菌的 活性物质是什么? 如何 验证呢？
母链：2条
含有母链 DNA分子的 比例：
2/2n
母链占多 核苷酸链 的比例：
2/2n .2
1.基因 的概念
基因：是指DNA双螺 旋链上携带着遗传信息 的一段脱氧核苷酸。是 有遗传效应的DNA片 段 每个基因有特定的脱 氧核苷酸排列顺序， 它代表着遗传信息。
基因、染色体、 DNA 三者有什么关系呢？
人教版教学遗传信息的传递与表达ppt课件
遗传信息的传递与表达
遗
传进根每 传 递行据条 信 遗半碱单 息
传保基链 的
信留互都 息复补作
制配为
传 递
对模 :
板பைடு நூலகம்DNA
的
复
制
真核生物的有丝分裂：新细胞的产生
遗
传
信
转录
息
的
转
翻译
录
与
翻
译
遗传信息的转录
• 在真核细胞细胞中， RNA是在细胞核 中，以DNA的一条链为模板合成的， 这一过程称为转录（transcription）。
• 以碱基排列顺序储存的遗传信息 是怎样被翻译成蛋白质中井井有 条的氨基酸序列呢？
翻译的过程
每个tRNA 带有特定反密码子
还带有对应的氨基酸
mRNA上密码子与tRNA上反密码子互补配对
基因表达 过程
（总结）
完成《学习与评价》p53-8
复制
转录
翻译
场所 细胞核
细胞核
细胞质
（核糖体）
模板
DNA的 两条链
• 转录产物为三类RNA： tRNA、rRNA和mRNA。在rRNA与 tRNA的辅助下，mRNA所携带的信息 将被翻译成蛋白质。
两种核酸 的区别： DNA： 脱氧核糖 胸腺嘧啶 （T） RNA： 核糖 尿嘧啶 （U）
核 糖 体 R N A r R N A
遗传信息的翻译
• 游离在细胞质中的各种氨基酸， 就以mRNA为模板合成具有一定氨 基酸顺序的蛋白质，这一过程叫 做翻译（translation）。
DNA的 一条链
mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
碱基 互补 配对
产物
遗
传进根每 传 递行据条 信 遗半碱单 息
传保基链 的
信留互都 息复补作
制配为
传 递
对模 :
板பைடு நூலகம்DNA
的
复
制
真核生物的有丝分裂：新细胞的产生
遗
传
信
转录
息
的
转
翻译
录
与
翻
译
遗传信息的转录
• 在真核细胞细胞中， RNA是在细胞核 中，以DNA的一条链为模板合成的， 这一过程称为转录（transcription）。
• 以碱基排列顺序储存的遗传信息 是怎样被翻译成蛋白质中井井有 条的氨基酸序列呢？
翻译的过程
每个tRNA 带有特定反密码子
还带有对应的氨基酸
mRNA上密码子与tRNA上反密码子互补配对
基因表达 过程
（总结）
完成《学习与评价》p53-8
复制
转录
翻译
场所 细胞核
细胞核
细胞质
（核糖体）
模板
DNA的 两条链
• 转录产物为三类RNA： tRNA、rRNA和mRNA。在rRNA与 tRNA的辅助下，mRNA所携带的信息 将被翻译成蛋白质。
两种核酸 的区别： DNA： 脱氧核糖 胸腺嘧啶 （T） RNA： 核糖 尿嘧啶 （U）
核 糖 体 R N A r R N A
遗传信息的翻译
• 游离在细胞质中的各种氨基酸， 就以mRNA为模板合成具有一定氨 基酸顺序的蛋白质，这一过程叫 做翻译（translation）。
DNA的 一条链
mRNA
原料 4种脱氧核苷酸 4种核糖核苷酸 20种氨基酸
碱基 互补 配对
产物
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①polⅠ： • 3′→5′外切酶活性，参与DNA修复校正 • 5′→3′外切酶、聚合酶活性，
②pol Ⅱ： 功能尚不清楚，聚合酶Ⅰ、III缺失时暂时起作用 •复制时起主要作用的酶
③pol Ⅲ： •具3/-5/核酸外切酶活性，校正作用
真核DNA聚合酶
α、β、γ、δ、ε五种 5′→3′聚合活性 α兼有引物酶的作用
2、延长阶段
A--T、G--C碱基配对规则 领头链和随从链 冈崎片段
5/ 3/
DNA复制示意图
拓扑异构酶
解链酶 DNA聚合酶Ⅲ
单链DNA结合蛋白 引物酶
RNA引物
冈崎片段
DNA聚合酶Ⅰ
DNA连接酶
3/ 5/ 领头链
随从链 3/ 5/
（三）DNA的复制过程
3、终止阶段
水解引物 DNA连接酶连接缺口
❖移码突变(frameshift mutation)
▪ 缺失或插入1个或几个核苷酸
❖二聚体形成
（二）DNA损伤的修复
➢光修复 ➢切除修复 ➢重组修复 ➢SOS修复
光修复
紫外辐射 DNA链上两个胸腺嘧 啶残基间形成二聚体
光修复酶
切除修复
主要修复方式
核酸内切酶
DNApol Ⅰ，DNA ligase
解旋、解链酶类
•拓扑异构酶（topoisomerase)
复制前：松弛DNA超螺旋，克服扭结现象 复制后：形成超螺旋（需ATP供能）
• 解链酶(helicase)
解开DNA双链中氢键，消耗ATP
• 单链DNA结合蛋白（single-stranded DNA-binding protein）
与DNA单链结合，维持复制中模板的单链状态 防止核酸酶对DNA单链进行水解，保护单链完整
引物酶(primase)
➢DNA复制时需要合成一小段RNA作为引物（primer) ➢引物酶催化合成引物 ➢合成原料：ATP、GTP、CTP、UTP ➢合成方向5’ →3’
DNA聚合酶（DNA polymerase)
DNA聚合酶的作用特点： 按碱基互补规律，以5 / →3 /方向延伸DNA链
原核DNA聚合酶
3/
3/
5/
不对称转录： 1、DNA分子上只有一条链可转录 2、模板链并非永远在同一条单链上
RNA合成方向：5/→3/
底物
RNA聚合酶的底物（RNA合成的原料）： ATP、GTP、CTP、UTP
RNA聚合酶
全酶=核心酶+σ因子
二、转录过程 （原核生物）
1. 转录起始 2、转录延长 3、转录终止
生物化学遗传信息 的传递
基因（ gene） DNA分子上为生物活性物质编码 的功能片段
中心法则（ central dogma）
遗传信息传递方向的规律
第1节 DNA的生物合成
DNA的复制、反转录、修复
一、DNA 的复制
（一）DNA复制的方式
在新合成的子代DNA分子中一条链来自 亲代，而另一条链则是新合成的产物，
反转 录酶
-------------------- --------------------
病毒RNA
RNA-cDNA 杂交体
cDNA 双股cDNA
cDNA整合
+
----------------------------------------
入宿主细 胞DNA分子 中
宿主细胞 DNA分子
------------------------------------------------------------------------
二、反转录(reverse transcription)
•概念：以RNA为模板合成DNA的过程 •酶：反转录酶
• 以RNA为模板合成DNA • 水解RNA-DNA杂交链 • 以DNA为模板合成DNA
• 反转录过程
反转录酶 -------------------- -------------------- RNaseH
3´…… C C T C A T G T A C A G …5´（模板链，-，）
↓（转录）
5´…… G G A G U A C A U G U C ……3´ mRNA
↓（翻译）
N…… Ala …Val… His… Val … C
多肽
不对称转录（asymmetric transcription）
5/
重组修复
见于DNA损伤 范围较大时
第2节 RNA的生物合成
转录
生物体以DNA为模板合成RNA的过程
一、参与转录的主要物质
❖模板 ❖底物 ❖RNA聚合酶 ❖终止因子
转录模板
❖转录的模板：某条DNA单链中的某一区段 ❖模板链：DNA双链中被转录的那条链 ❖编码链：与模板链对应的另一条链
DNA 5´……G G A G T A C A T G T C …3´（编码链，+, ）
•意义： 扩充了中心法则 基因工程重要的工具酶
整合了cDNA的宿主 细胞DNA分子
三、DNA的修复合成
（一）DNA损伤的类型
❖点突变(point mutation) （ 碱基错配）
▪ 转换(transition) ：A G 或 C T ▪ 颠换 (transversion)：嘌呤碱 嘧啶碱
1. 转录起始(transcription initiation)
① σ因子识别、结合启动子
启 -10核苷酸——TATAAT（Pribnow 盒）富含AT 动 子 -35核苷酸——TTGACA
②催化形成第一个3 / ，5/-磷酸二酯键
（第一个核苷酸总是GTP或ATP）
2、转录延长(transcription elongation)
DNA连接酶(DNA ligase)
• 连接DNA的3’-OH和另一DNA链的5’-磷酸形成 3/，5/-磷酸二酯键
（三）DNA的复制过程
1、起始阶段
形成复制叉 引物酶催化合成RNA引物
5/ 3/
DNA复制示意图
拓扑异构酶
解链酶
单链DNA结合蛋白
引物酶
5’
RNA引物
3’
3’
3’ 5’
5’
（三）DNA的复制过程
这种复制方式称为半保留复制
半保留复制
A
G
semiconservative
replication
A A
C
T
T
A
G
T C T
T 亲代
G A A T C
A
T
G
C
A
T
A
T
C
G
T
A
T
A
A
T
G
C
子代
A
T
GCATA NhomakorabeaT
C
G
T
A
T
A
A
T
G
C
（二）参与DNA复制的物质
1. 模板 亲代DNA的两条单链 2. 底物 dATP 、dGTP 、dCTP 、dTTP 3. DNA聚合酶 4. 解旋、解链酶类 5. 引物酶 6. DNA连接酶
②pol Ⅱ： 功能尚不清楚，聚合酶Ⅰ、III缺失时暂时起作用 •复制时起主要作用的酶
③pol Ⅲ： •具3/-5/核酸外切酶活性，校正作用
真核DNA聚合酶
α、β、γ、δ、ε五种 5′→3′聚合活性 α兼有引物酶的作用
2、延长阶段
A--T、G--C碱基配对规则 领头链和随从链 冈崎片段
5/ 3/
DNA复制示意图
拓扑异构酶
解链酶 DNA聚合酶Ⅲ
单链DNA结合蛋白 引物酶
RNA引物
冈崎片段
DNA聚合酶Ⅰ
DNA连接酶
3/ 5/ 领头链
随从链 3/ 5/
（三）DNA的复制过程
3、终止阶段
水解引物 DNA连接酶连接缺口
❖移码突变(frameshift mutation)
▪ 缺失或插入1个或几个核苷酸
❖二聚体形成
（二）DNA损伤的修复
➢光修复 ➢切除修复 ➢重组修复 ➢SOS修复
光修复
紫外辐射 DNA链上两个胸腺嘧 啶残基间形成二聚体
光修复酶
切除修复
主要修复方式
核酸内切酶
DNApol Ⅰ，DNA ligase
解旋、解链酶类
•拓扑异构酶（topoisomerase)
复制前：松弛DNA超螺旋，克服扭结现象 复制后：形成超螺旋（需ATP供能）
• 解链酶(helicase)
解开DNA双链中氢键，消耗ATP
• 单链DNA结合蛋白（single-stranded DNA-binding protein）
与DNA单链结合，维持复制中模板的单链状态 防止核酸酶对DNA单链进行水解，保护单链完整
引物酶(primase)
➢DNA复制时需要合成一小段RNA作为引物（primer) ➢引物酶催化合成引物 ➢合成原料：ATP、GTP、CTP、UTP ➢合成方向5’ →3’
DNA聚合酶（DNA polymerase)
DNA聚合酶的作用特点： 按碱基互补规律，以5 / →3 /方向延伸DNA链
原核DNA聚合酶
3/
3/
5/
不对称转录： 1、DNA分子上只有一条链可转录 2、模板链并非永远在同一条单链上
RNA合成方向：5/→3/
底物
RNA聚合酶的底物（RNA合成的原料）： ATP、GTP、CTP、UTP
RNA聚合酶
全酶=核心酶+σ因子
二、转录过程 （原核生物）
1. 转录起始 2、转录延长 3、转录终止
生物化学遗传信息 的传递
基因（ gene） DNA分子上为生物活性物质编码 的功能片段
中心法则（ central dogma）
遗传信息传递方向的规律
第1节 DNA的生物合成
DNA的复制、反转录、修复
一、DNA 的复制
（一）DNA复制的方式
在新合成的子代DNA分子中一条链来自 亲代，而另一条链则是新合成的产物，
反转 录酶
-------------------- --------------------
病毒RNA
RNA-cDNA 杂交体
cDNA 双股cDNA
cDNA整合
+
----------------------------------------
入宿主细 胞DNA分子 中
宿主细胞 DNA分子
------------------------------------------------------------------------
二、反转录(reverse transcription)
•概念：以RNA为模板合成DNA的过程 •酶：反转录酶
• 以RNA为模板合成DNA • 水解RNA-DNA杂交链 • 以DNA为模板合成DNA
• 反转录过程
反转录酶 -------------------- -------------------- RNaseH
3´…… C C T C A T G T A C A G …5´（模板链，-，）
↓（转录）
5´…… G G A G U A C A U G U C ……3´ mRNA
↓（翻译）
N…… Ala …Val… His… Val … C
多肽
不对称转录（asymmetric transcription）
5/
重组修复
见于DNA损伤 范围较大时
第2节 RNA的生物合成
转录
生物体以DNA为模板合成RNA的过程
一、参与转录的主要物质
❖模板 ❖底物 ❖RNA聚合酶 ❖终止因子
转录模板
❖转录的模板：某条DNA单链中的某一区段 ❖模板链：DNA双链中被转录的那条链 ❖编码链：与模板链对应的另一条链
DNA 5´……G G A G T A C A T G T C …3´（编码链，+, ）
•意义： 扩充了中心法则 基因工程重要的工具酶
整合了cDNA的宿主 细胞DNA分子
三、DNA的修复合成
（一）DNA损伤的类型
❖点突变(point mutation) （ 碱基错配）
▪ 转换(transition) ：A G 或 C T ▪ 颠换 (transversion)：嘌呤碱 嘧啶碱
1. 转录起始(transcription initiation)
① σ因子识别、结合启动子
启 -10核苷酸——TATAAT（Pribnow 盒）富含AT 动 子 -35核苷酸——TTGACA
②催化形成第一个3 / ，5/-磷酸二酯键
（第一个核苷酸总是GTP或ATP）
2、转录延长(transcription elongation)
DNA连接酶(DNA ligase)
• 连接DNA的3’-OH和另一DNA链的5’-磷酸形成 3/，5/-磷酸二酯键
（三）DNA的复制过程
1、起始阶段
形成复制叉 引物酶催化合成RNA引物
5/ 3/
DNA复制示意图
拓扑异构酶
解链酶
单链DNA结合蛋白
引物酶
5’
RNA引物
3’
3’
3’ 5’
5’
（三）DNA的复制过程
这种复制方式称为半保留复制
半保留复制
A
G
semiconservative
replication
A A
C
T
T
A
G
T C T
T 亲代
G A A T C
A
T
G
C
A
T
A
T
C
G
T
A
T
A
A
T
G
C
子代
A
T
GCATA NhomakorabeaT
C
G
T
A
T
A
A
T
G
C
（二）参与DNA复制的物质
1. 模板 亲代DNA的两条单链 2. 底物 dATP 、dGTP 、dCTP 、dTTP 3. DNA聚合酶 4. 解旋、解链酶类 5. 引物酶 6. DNA连接酶