生物化学九核酸代谢专家讲座.pptx

生物化学九核酸代谢专家讲座第一节DNA合成一、DNA半保留复制DNA双螺旋两条链碱基次序互补性质是DNA自我复制基本关键点DNA复制时，亲代DNA双螺旋先解旋并分开，然后以每条链为模板，按照碱基配对标准，各形成一条互补链。这么，从亲代一个DNA双螺旋分子复制成两个与亲代碱基序列完全相同子代DNA分子。每个子代DNA分子中，有一条链来自亲代DNA，另一条则是新形成，这么复制方式叫做半保留复制（semiconservativereplication）。DNA半保留复制试验证据1958年Meselson(梅塞尔森)和Stall(斯塔尔)用同位素（15N）和氯化铯密度梯度离心，首次证实了DNA半保留复制。生物化学九核酸代谢专家讲座生物化学九核酸代谢专家讲座复制反应二、聚合酶I1956年Kornberg科恩伯格提取出了DNA聚合酶I。此酶为单肽链蛋白质，它以脱氧核苷三磷酸为活性单体物质来合成DNA链DNA聚合酶I在合成DNA时需以下物质：（1）全部四种脱氧核苷三磷酸-dATP、-dGTP、-dCTP、-dTTP(脱氧胸苷三磷酸)及Mg2+。（2）带有自由3'-羟基末端有一定长度DNA链作为前体，DNA聚合酶I不能从头开始合成DNA。（3）DNA模板DNA合成时增链方向是从5‘3’方向进行，增链速度约为10个核苷酸/秒生物化学九核酸代谢专家讲座三、DNA聚合酶II和III1970年从大肠杆菌中分离出了DNA聚合酶II和III在生物体中，聚合酶III功效是合成新DNA链；DNA聚合酶I功效是除去RNA引链和修补裂口。DNA聚合酶II功效尚不清楚。DNA聚合酶III是大肠杆菌DNA复制过程中真正复制酶！五、单链DNA结合蛋白(singlestrandedDNA-bindingprotein,SSB)选择性地与单链DNA结合。作用：稳定DNA单链模板,包含预防重新形成双链、双螺旋结构以及预防被核酸酶水解。六、引物酶(Primase)实际上该酶是一个特殊RNA聚合酶。作用:在DNA复制开始时,在5´–端(5´3´方向）合成一小段RNA引物。七、DNA聚合连接酶1967年，在几个试验室同时发觉了一个DNA连接酶作用：催化一条链5’-磷酸末端与另一条链3’-OH末端之间形成磷酸二酯健。只能连接处于nick（缺口）状态双链DNA，不能连接游离两条单链DNA生物化学九核酸代谢专家讲座八、DNA复制真核细胞复制是从多个起点开始，以双向方式复制可是任何一个DNA聚合酶只能进行5‘3’复制（领头链）。怎样处理以5‘3’为模板进行复制过程？复制起始生物化学九核酸代谢专家讲座复制过程调控主要取决于复制开启频率，而DNA延长速度大致上是恒定。因为真核生物在多位点上开启复制，所以尽管其DNA比原核生物DNA大得多，但复制总速度反而比原核生物快。链延长随即链：生物化学九核酸代谢专家讲座这种前导链连续合成，随即链断续合成方式，称为半不连续复制。随即链中合成多个DNA片段，称为冈崎片段。冈崎片段长度原核细胞中约1000~个核苷酸，真核细胞中约100~200个核苷酸。引物酶在复制原点附近合成一段RNA引物；DNA聚合酶Ⅲ(原核细胞)在引物3'末端逐一添加脱氧核苷酸。伴随复制叉推进，亲代DNA双螺旋不停被解开，先导链也不停延伸。②随即链合成②随即链合成③先导链和随即链中DNA延伸由同一个DNA聚合酶Ⅲ全酶二聚体催化复制终止生物化学九核酸代谢专家讲座九、DNA复修修复步骤以下：（1）特异内切酶与损伤部位结合，在损伤部位5'-端切断磷酸二酯键；（限制性内切酶降解陌生DNA）（2）外切酶水解除去包含损伤部位在内一小段DNA单链。（3）DNA聚合酶I催化以母体为模板进行修复5‘3’。（4）连接酶进行连接。差错率为10-9-10-10DNA分子完整性对细胞至关主要，这一点是其它生物分子无法比拟。在生物进化中，DNA复制中可因DNA聚合酶催化作用引发出偶然错误。环境原因（如辐射、紫外光照射、化学诱变物等）也可引发DNA序列上错误，这些错误若不能给予更正而保留下来，会直接影响机体生理功效，以致影响到后代正常生长和发育。不过，生物体内存在有效修复（repair）体系，确保了DNA复制高度准确性。1.DNA损伤原因生物化学九核酸代谢专家讲座2.修复(2)切除修复该类修复是指在一系列酶作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，并以完整那一条链为模板，合成出新被切去部分，然后使损伤DNA恢复正常结构过程。切除修复系统可对各种损伤起修复作用。切除修复有核苷酸切除修复（nucleotideexcisionrepair,NER）和碱基切除修复（baseexcisionrepair,BER）两种。(2)切除修复修复机制:其过程是：切→补→切→缝由专一性核酸内切酶催化，在离损伤处附近切断由DNA聚合酶在