第十章核酸的生物学功能本节主要内容遗传信息传递的中心法则(Centraldogma)意义：中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。（一）、DNA的半保留复制子代DNA分子中一条链来自亲代，另一条链是新合成的，这种复制方式称为半保留复制(semi-conservativereplication)。1、半保留复制实验依据：1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。该实验首先将大肠杆菌在含15N的培养基中培养约十五代，使其DNA中的碱基氮均转变为15N。将大肠杆菌移至只含14N的培养基中同步培养一代、二代、三代。分别提取DNA，作密度梯度离心，可得到下列结果：（二）、DNA复制开始起始点真核细胞DNA复制的特点由于DNA聚合酶只能以5‘→3’方向聚合子代DNA链，即模板DNA链的方向必须为3‘→5’。因此，分别以两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式就不同。以5'→3'方向的亲代DNA链为模板的子代链在复制时则是不连续的，其链的聚合方向也是5'→3'，这条链被称为随从链(laggingstrand)。原核细胞DNA的半不连续复制复制过程（四）、DNA的复制相关的酶和蛋白质（2）作用特点：1.需dNTP，Mg++,DNA模板2.只能以5‘--3’方向延长链，不能发动新链3.需有一个游离3‘-OH的引物（3）DNA聚合酶的活性DNA聚合反应有关的酶类DNA聚合酶的3-5外切酶水解位点DNA聚合酶Ⅱ5´-3´聚合酶作用3´-5´核酸外切酶作用参与DNA的损伤和修复作用DNA聚合酶Ⅲ5´-3´聚合酶作用3´-5´核酸外切酶作用5´-3´核酸外切酶作用半保留复制的主要酶,合成DNA原核生物中的三种DNA聚合酶DNA聚合酶的校对功能参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段具有3’端自由羟基（3’-OH）的RNA作为引物(primer)，才能开始聚合子代DNA链。DNA聚合酶都需要一个具3′-OH的引物，才能将合成原料dNTP一个一个接上去。因为DNA聚合酶不能催化两个游离的dNTP在DNA模板上进行聚合,RNA引物酶却具有此能力.引物的大小：原核生物：50～100个核苷酸；真核生物中约为10个核苷酸。引物酶本质上是一种依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP），该酶以DNA为模板，聚合一段RNA短链引物(primer)，以提供自由的3'-OH，使子代DNA链能够开始聚合。3、解螺旋酶(rep蛋白)解螺旋酶(unwindingenzyme），又称解链酶或rep蛋白，是用于解开DNA双链的酶蛋白，每解开一对碱基，需消耗两分子ATP。目前发现至少存在两种解螺旋酶。4、单链结合蛋白单链DNA结合蛋白（singlestrandbindingprotein,SSB）又称螺旋降稳蛋白（HDP）。这是一些能够与单链DNA结合的蛋白质因子。作用：①使解开双螺旋后的DNA单链能够稳定存在，即稳定单链DNA，便于以其为模板复制子代DNA；②保护单链DNA，避免核酸酶的降解。5、拓扑异构酶(topoisomerase)拓扑异构酶Ⅰ可使DNA双链中的一条链切断，松开双螺旋后再将DNA链连接起来，从而避免出现链的缠绕。拓扑异构酶Ⅱ可切断DNA双链，使DNA的超螺旋松解后,再将其连接起来。作用：产生负超螺旋和消除超螺旋。6、DNA连接酶（基因工程重要的工具酶）DNA连接酶催化的条件：：①需一段DNA片段具有3‘-OH，而另一段DNA片段具有5’-Pi基；②未封闭的缺口位于双链DNA中，即其中有一条链是完整的；③需要消耗能量，在原核生物中由NAD+供能，在真核生物中由ATP供能。（五）DNA生物合成过程复制由起始点oriC(origin)开始双向复制2、复制的延长复制叉处前导链和随后链同时合成的工作模型3、复制的终止新合成的两条染色体DNA分子相互连在一起，被拓扑异构酶IV分离原核细胞DNA的半不连续复制复制过程DNA的生物合成-----复制的过程小结（六）、复制的忠实性真核生物DNA的复制三、DNA的突变DNA突变的类型四、DNA的损伤与修复1、光修复：光修复酶催化DNA紫外线损伤的光裂合酶修复3、重组修复（recombinationrepairing）3．SOS修复：这是一种在DNA分子受到较大范围损伤并且使复制受到抑制时出现的修复机制，以SOS借喻细胞处于危急状态。DNA分子受到长片段高密度损伤，使DNA复制过程在损伤部位受到抑制。损伤诱导一种特异性较低的新的DNA聚合酶，以及重组酶等的产生