青海师范大学生地学院丁莉DNA是生物遗传的主要物质基础,生物机体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上,表现为特定的核苷酸排列顺序,并通过DNA的复制由亲代传递给子代。在后代的生长发育过程中,遗传信息自DNA转录给RNA,然后翻译成特异的蛋白质,以执行各种生命功能,使后代表现出与亲代相似的遗传性状。中心法则(Centraldogma)1964-1970劳氏肉瘤病毒的遗传方式致癌RNA病毒病毒(复制)复制转录DNARNA蛋白质翻译逆转录1958年,遗传信息的单向青海师范大学生地学院丁莉复制(replication):是指以原来DNA分子为模板,合成出相同DNA分子的过程;转录(transcription):是以DNA分子为模板合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程;翻译(translation):是在由rRNA和蛋白质组成的核糖核蛋白体(简称核糖体)上,以mRNA为??板,根据每3个相邻核苷酸决定一种氨基酸的三联体密码规则,由tRNA运送活化的氨基酸,GTP提供所需能量,合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链的过程。青海师范大学生地学院丁莉DNA一、DNA的半保留复制定义:由亲代DNA生成子代DNA时,每个新形成的子代DNA中,一条链来自亲代DNA,而另一条链则是新合成的,这种复制方式叫半保留复制半保留复制的实验证据:1958年Meselson和Stahl用同位素15N标记大肠杆菌DNA,首先证明了DNA的半保留复制。青海师范大学生地学院丁莉DNA的半保留复制的生物学意义:DNA的半保留复制表明DNA在代谢上的稳定性,保证亲代的遗传信息稳定地传递给后代。DNA在代谢上的稳定性并非指DNA是一种惰性物质。青海师范大学生地学院丁莉1.复制的起始点DNA复制要从DNA分子的特定部位开始,此特定部位称为复制起始点(originofreplication),可以用ori表示。在原核生物中复制起始点常位于染色体的一个特定部位,即只有一个起始点.真核生物的染色体是在几个特定部位上进行DNA复制的,有几个复制起始点的。二、复制的起始点和方向青海师范大学生地学院丁莉2.复制的方向复制的方向可以有三种不同的机制。(1)从两个起始点开始,各以相反的单一方向生长出一条新链,形成两个复制叉(图a)(2)从一个起始点开始,以同一方向生长出两条链,形成一个复制叉(图b)(3)从一个起始点开始,沿两个相反的方向各生长出两条链,形成两个复制叉(图c)。这种方式最为常见,因此也是最重要的双向复制(bidirectionalreplication)。青海师范大学生地学院丁莉:四种脱氧核苷三磷酸(dATP、dGTP、dCTP、dTTP):以DNA的两条链为模板链,合成子代DNA。:一小段RNA(或DNA)为引物,在大肠杆菌中,DNA的合成需要一段RNA链作为引物。青海师范大学生地学院丁莉催化因子1.引物合成酶(引发酶):此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物(Primer)。实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。2.DNA聚合酶:以DNA为模板的DNA合成酶,其催化反应的特点(1)以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物;(2)反应需要有模板的指导;(3)反应需要有3-OH存在;(4)DNA链的合成方向为53青海师范大学生地学院丁莉(5)DNA聚合酶的反应可以利用DNA双链作为模板和引物,亦可以单链DNA作为模板和引物(6)DNA的体外聚合必须加入少量的DNA才能进行。DNA在提取过程中易形成切口(nick)或缺口(gap).则加入的DNA一条链作为模板而另一条链可作为引物。青海师范大学生地学院丁莉原核生物中的DNA聚合酶在大肠杆菌中发现有三种DNA聚合酶:⑴DNA聚合酶Ⅰ:单体酶,多肽链内含一个锌原子,多功能酶。它具有5'3'聚合酶功能;3'5'外切酶活性校对功能。⑵DNA聚合酶Ⅱ:多亚基酶,聚合作用,但聚合活力很低;具有3'5'外切酶活性。其它生理功能尚不清楚,可能在修复紫外光引起的DNA损伤中起作用。青海师范大学生地学院丁莉⑶DNA聚合酶Ⅲ:是原核生物DNA复制的主要聚合酶,该酶由10种亚基组成,其中、、形成全酶的核心酶。具有5'3'DNA聚合酶活性(亚基,速率高);具有3'5'外切酶(亚基)的校对功能,提高DNA复制的保真性;还具有5'3'外切酶活性。β亚基在复制起始中对引物的识别和结合有关,一旦全酶结合到DNA复制的起始部位,β亚基就被释放出来。青海师范大学生地学院丁莉DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ亚基数目1(单体酶)>1(多亚基酶)>1(多亚基酶)5'3'聚合活性+中+很低+很高3'5'外切活性+++(保护DNA复制的忠实性fidelity)5'3'外切活性+--青海师范大