《核酸和核苷酸代谢》.ppt

第13章 核酸和核苷酸代谢
教学目的：
1. 了解核苷酸分解过程的概况。
2. 掌握嘌呤核苷酸生物合成的特点。
3. 熟悉遗传密码的基本特性。
4. 掌握DNA聚合酶的反应特点。
5. 熟悉DNA半保留式复白还原酶
硫氧还蛋白-(SH)2
(还原型)
硫氧还蛋白-S2
(氧化型)
核糖核苷酸还原酶
(B1和B2)
核糖核苷
二磷酸
脱氧核糖核
苷二磷酸
+H2O
脱氧核糖核苷酸的形成
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三 遗传信息
1 DNA是遗传信息的携带分子
1)细胞含有恒定量的DNA
2)DNA是细菌的转化因子
3)病毒是游离的遗传因子
4)基因是DNA的一段序列
5)DNA重组技术促进了生物学的发展
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2 RNA使遗传信息得以表达
1)RNA参与蛋白质的合成
2)RNA进行信息加工
3)RNA干扰
4)RNA的表型效应
5)RNA对基因的解读
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3 遗传密码的破译
mRNA是指导蛋白质合成的直接模板，是由四种核苷酸组成的。如果由两个碱基决定一个氨基酸在肽链中的位置，则只有16组二联体，不能满足20种氨基酸编码的需要；如果每三个碱基编码一个氨基酸，可组合成64组三联体，能满足20种氨基酸编码的需求。应用生物化学和遗传学实验证明：三个碱基编码一个氨基酸，称为三联体密码或密码子。
从1961年开始，用64个已知密码，找出了与之对应的氨基酸。1966-1967年，破译全部遗传密码。
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第一位碱基
(5´端)
第 二 位 碱 基（中 间）
第三位碱基
(3´端)
U
C
A
G
U
苯丙
苯丙
丝
丝
丝
丝
酪
酪
半胱
半胱
U
C
A
G
亮
亮
终止
终止
终止
色
C
亮
亮
亮
亮
脯
脯
脯
脯
组
组
精
精
精
精
U
C
A
G
谷酰胺
谷酰胺
A
异亮
异亮
异亮
苏
苏
苏
苏
天冬酰胺
天冬酰胺
丝
丝
U
C
A
G
赖
赖
精
精
甲硫(起始)
G
缬
缬
缬
缬
丙
丙
丙
丙
天冬
天冬
甘
甘
甘
甘
U
C
A
G
谷
谷
遗 传 密 码 字 典
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4 遗传密码的基本特性
1)密码的基本单位
2)密码的简并性
3)密码的变偶性
4)密码的通用性
5)密码的防错系统
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四 DNA的复制和修复
1 DNA的半保留复制
DNA复制时, 两条链碱基对之间氢键破裂，双螺旋解开，以每条链作模板分别合成新的互补链。于是亲代DNA分子变为核苷酸排列序列完全相同的两个子代DNA分子。每个子代DNA分子的一条链来自亲代DNA，另一条则是新合成的，这样的复制合成方式称为半保留复制。
1958年，Meselson―Stahl利用氮的同位素15N标记实验首先证实了DNA半保留复制。
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DNA半保留复制的实验证明
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2 DNA的复制起点和复制方式
DNA复制是一个受到严格控制的过程，复制是从DNA上定点起始的。大肠杆菌染色体DNA复制起始区为含回纹序列GATC多达11次的一段约245bp的特殊序列。复制起始时，此序列可形成复杂的十字结构，为复制酶识别和结合的信号。原核生物染色体DNA较小，一般只有一个复制起点。
真核DNA的复制起点没有顺序特异性，是从复制酶与DNA容易接触的部位起始的，即两核小体之间的连接部位。真核DNA有多个复制起始点。
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DNA复制时，从复制点开始，两条链解开，已解开的两条链与未解开的双链间形成叉子样的结构，称为复制叉。DNA复制在复制叉中进行。若从起点开始形成两个复制叉，新链同时向相反两个方向延伸，称为双向复制。若从起点开始形成一个复制叉，新链向一个方向延伸，则称为单向复制。对称复制指两条链同时进行复制，若一条链先复制，待一条链复制完成另一条链才开始复制，则称为不对称复制。
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3 DNA聚合酶
1)原核生物DNA聚合酶
1956年Kornberg等从大肠杆菌提取液中首先发现了DNA聚合酶I。1969年和1970年，Delucia和Cairns从大肠杆菌分离得到DNA聚合酶Ⅱ和DNA聚合酶Ⅲ。DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ是在1999年才被发现，他们涉及DNA的易错修复。
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大肠杆菌三种DNA聚合酶的性质比较
DNA聚
合酶 I
DNA聚
合酶Ⅱ
D