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DNA的生物合成一.DNA的复制二.反转录遗传学的中心法则?中心法则(centraldogma)是指遗传信息的流向所遵循的法则。Crick提出,在DNA分子可以自我复制(replication)传给子代的基础上,遗传信息可以从DNA传递给RNA(称为转录transcription)再从RNA传递给蛋白质(称为翻译translation),这是遗传信息流所遵循的中心法则。Temin又证实RNA也可以是遗传信息的携带者,即DNA以RNA为模板反向转录合成。RNA本身也能自我复制,将遗传信息传给子代,从而修订了中心法则,其中包含了DNA得合成,RNA的合成及蛋白质的合成。一.DNA的复制DNA复制:亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下,分别以每条单链DNA分子为模板,聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。1.DNA复制过程基本要点1.1半保留复制DNA由一条链合成互补的两条链,新合成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基顺序完全一样,在此过程中,每个子代分子的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成的,这种复制方式称为半保留复制(semi-conservativereplication)。半保留复制是双链DNA普遍的复制机制。即使是单链的DNA分子,在其复制过程中通常也总是亲代DNA的两条链分开,各自作为模板,通过碱基配对的法则,合成另一条互补链。碱基配对是核酸分子间传递信息的结构基础。无论是复制还是转录,在形成双链螺旋分子时都是通过碱基配对来完成的。DNA的合成过程?DNA合成期:起始、延长、终止三个阶段?1.复制起始点(origin,ori)原核生物只有一个复制起始点;?真核生物染色体DNA有多个复制起始点,同时形成多个复制单位,两个起始点之间的DNA片段称为复制子(replicon)。一、复制的起始?2.复制叉(replicationfork)复制时双链打开,分开成两股,新链沿着张开的模板生产,复制中形成的这种Y字形的结构称为复制叉。?3.双向复制(bidirectionalreplication)原核生物的复制是从一个起始点开始,同时向两个方向进行,称为双向复制。复制中的DNA成为θ状。DNA复制的起始就是要解开双链和生成引物。(一)DNA解成单链由拓扑异构酶松弛超螺旋,解螺旋酶解开双链,SSB结合到单链上使其稳定。复制起始的解链需要多种蛋白质参与。这些蛋白质与复制起始点的特有序列结合,促使其邻近的DNA解链。?(二)引物合成引发体引导引物酶到达适当的位置合成引物。?(三)双向复制(bidirectionalreplication)原核生物:基因组是环状DNA,只有一个复制起始点。真核生物:染色体DNA有多个复制起始点,两个起始点之间的DNA片段称为复制子(replicon),复制子是独立完成复制的功能单位。真核生物多个复制起始点、复制子与复制叉二、复制的延长?DNA聚合酶催化下,以解开的单链为模板,以四种dNTP为原料,进行聚合作用。即新进入的dNTP与引物3‘-OH形成磷酸二酯键,由5‘→3’方向延长子链。一、半不连续复制?1.领头连(leadingstrand)顺着解链方向生成的子链,其复制是连续进行的,得到一条连续的子链。2.随从链(laggingstrand)复制方向与解链方向相反,须等解开足够长度的模板链才能继续复制,得到的子链由不连续的片段所组成。3.冈崎片段(okazakifragment)1968年日本生化学者冈崎用电镜及放射自显影技术,观察到DNA复制中出现一些不连续的片段,因而将这些不连续的片段称为冈崎片段。原核生物的冈崎片段为一至二千个核苷酸,真核生物约为数百个核苷酸。(二)滚环复制(rollingcirclereplication)?一些简单低等生物或染色体以外的DNA复制的特殊形式。三、D环复制(D-loopreplication)?是线粒体DNA(mitochondrialDNA,mtDNA)的复制形式。?由DNA聚合酶-γ催化。?两条链的复制起点的位置不同。D环复制四、复制的终止?1.随从链不连续片段的连接?2.原核生物在复制终止点的汇合?3.真核生物端粒的合成原核生物复制的终止原核生物环状DNA为双向复制,复制片段在复制的终止点汇合。每个方向的领头链和相反方向的随从链的连接与不连续片段的连接相同。染色体DNA呈线性,复制在末端停止。真核生物染色体线性DNA分子末端的结构通常膨大成粒状,称为端粒。真核生物复制的终止端粒的结构特点:1.由末端单链DNA序列和蛋白质构成2.末端DNA序列是多次重复的富含G、C碱