文档介绍：第四章
遗传信息的传递
一、DNA复制
二、DNA的转录
三、蛋白质的生物合成
四、基因表达调控
五、基因与性状
遗传信息的传递
主要内容
遗传信息的传递概叙
遗传信息的传递(中心法则)包括以下过程:DNA复制、DNA转录(逆转录、RNA复制)、蛋白质合成
一
DNA复制
以亲代DNA分子为模板合成一个新的与亲代模板结构相同的子代DNA分子的过程。
(一)、 DNA的复制的特征
在DNA复制时,亲代的每一条链均可作为模板合成一条新链。一条来自亲代的旧链与一条新链以氢键相连,形成子代双链DNA。由于两个子代分子中各有一条链来自亲代,而另一条链是新生成的,所以这就是半保留复制方式。
DNA的双螺旋结构中的两条链是反向平行的,当复制开始解链时,亲代DNA分子中一条母链的方向为5′~3′,另一条母链的方向为3′~5′。DNA聚合酶只能催化5′~3′合成方向。在以3′~5′方向的母链为模板时,复制合成出一条5′~3′方向的前导链,前导链的前进方向与复制叉的行进方向一致,前导链的合成是连续进行的。而另一条母链仍以3′~5′方向作为模板,复制合成一条5′~3′方向的随从链,因此随从链合成方向是与复制叉的行进方向相反的。随从链的合成是不连续进行的,先合成许多片段,即冈崎片段。最后各冈崎片段再连接成为一条长链。由于前导链的合成连续进行的,而随从链的合成是不连续进行的,所以从总体上看DNA的复制是半不连续复制。
(二)、 DNA复制所需的酶及蛋白质
DNA复制时,以DNA为模板,以A、T、C、G为底物,按照碱基互补配对原则,沿5’→3’方向合成新的DNA双链。
原核生物DNA聚合酶包括:DNA聚合酶Ⅰ:具有三种功能—即5’→3’聚合酶活性、 3’→5’外切校正活性、 5’→3’外切酶活性; DNA聚合酶Ⅱ;DNA聚合酶Ⅲ: 细菌DNA复制的主要聚合酶,具有5’→3’聚合酶活性、 3’→5’外切校正活性。
真核生物DNA聚合酶有α、β、γ、δ、ε五种。
DNA聚合酶
α
β
γ
δ
ε
位置
细胞核
细胞核
线粒体
细胞核
细胞核
功能
后随链合成、前导链延伸
修复
复制
前导链合成
修复
分子量
300k
40k
180~300k
170~230k
250k
3’→5’外切活性
+
+
+
+
_
引发酶活性
+
_
_
_
_
起始DNA复制。真核生物DNA聚合酶Ⅰ具有引发酶活性;原核生物由dnaG基因编码。
3 .DNA连接酶
将后随链中的各冈崎片段连接成一条完整的互补链。
4、拓扑异构酶
消除、维持、形成DNA的超螺旋结构,分Ⅰ、Ⅱ两种。
5、解链酶
解开DNA分子的互补双链作为复制的模板。
6、单链结合蛋白
结合解开的单链DNA,保护其不被水解和恢复DNA双链结构,又称为双螺旋反稳定蛋白。
(三)、 DNA复制的过程
:蛋白质-DNA复合物形成,复制叉及引发体产生。
2、DNA复制延伸:复制叉前移、前导链及后随链延伸。
3、DNA复制的终止:RNA引物切除、缺口补齐、冈崎片段连接。