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1、核核 酸酸第一节 DNA复制DNA复制复制 亲代双链亲代双链DNA分子在分子在DNA聚合酶的作用下，分别以聚合酶的作用下，分别以 各单链各单链 DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补分子为模板，聚合与自身碱基可以互补 配对的游离的配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代合成出两条与亲代DNA分子完分子完 全相同的子代全相同的子代DNA分子的过程分子的过程。一、一、DNA的半保留复制的半保留复制2023/2/61概念：概念：复制过程中各以双螺旋复制过程中各以双螺旋DNA的其中一条链为模的其中一条链为模 板合成其互补链，新生的互补链与母链构成子板合成其互补链，新生的互补链与母链构成子 代代DNA分
2、子分子。亲代DNA子代新和成的链子代半保留复制2023/2/62二、二、DNA的双向复制1、原核生物 原核生物的基因组是环状DNA,只有一个复制起始点；复制时DNA起始点向两个方向解链，形成两个反向相反的复制叉，称为双向复制。复制时双链打开，分成两段，各自作为模板，子链沿模板延长所形成的Y字型结构称为复制叉。在原核生物双向复制中，DNA被描述为型。352023/2/63535335复制方向双向复制型2、真核生物 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，复制子是独立完成复制的功能单位。三、DNA 复制的半不连续性DNA复制时，以3-5走向为模板链的合成方向为5
3、-3，与复制叉方向一致，称为前导链；另一条以5-3走向为模板链的合成链走向与复制叉移动方向相反，称为滞后链，其合成是不连续的，故先形成许多不连续的片段（冈崎片段），最后连成一条完整的DNA链。前导链连续复制滞后链不连续复制，就是复制的半不连续性。2023/2/64四、DNA复制体系2023/2/65DNA的复制（动画）滑滑动动夹夹子子DNA解解旋旋酶酶DNA引物酶DNA聚合酶DNA聚合酶HDNA连接酶2023/2/66UUUACCATTCCCCAAGGGGGUTTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGTGTGGGTCCCCAAATGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAATG
4、TTCCCAAATGTGGGTCCCCAAAGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGUUUUUUUUUUUUUUUDNA解旋酶打开DNA双链引物酶合成引物（RNA），为复制准备2023/2/67UUUACCATTCCCCAAGGGGGUTTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGTGTGGGTCCCCAAATGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAAUUUUUUUUUUUUUUUUUUGGGGGGGGCCCCCTGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAAGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGG先导链后随链2023/2/68UUUACCATTCCCCAAGGG
5、GGUTTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGTGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAAUUUUUUUUUUUUUUUUTTGGGGGGGGCCCCCGGGG GGGCCCCCCCCAAAAAAAAAAATTTTTAAAAAAAGGGGGGGGGGGGGGGGGTTTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGTGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAA先导链后随链DNA聚合酶合成DNA片段2023/2/69UUUACCATTCCAAGGGGGUTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGTGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAAUUUUUUU
6、UUUUUUUTTGGGGGGGCCCCCGGGG GGGCCCCCCCCAAAAAAAAAAATTTTTAAAAGGGGGGGGGGGGGGGTTTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGAAAAAAAACCCCCCCUUGCTAAAGG后随链先导链后随链继续合成新的引物，然后合成新的片段冈崎片段冈崎片段TGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAA2023/2/610UUUACCATTCCAAGGGGGUTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGTGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAAUUUUUUUUUUUUUUTTGGGGGGGCCCCCGGGG GGG
7、CCCCCCCCAAAAAAAAAAATTTTTAAAAGGGGGGGGGGGGGGGTTTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGAAAAAAAACCCCCCCUUGCTAAAGGTGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAADNA聚合酶H切除引物片段，并填补缺口，留下一个小缺口（红色区域）2023/2/611UUUACCATTCCAAGGGGGUTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGTGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAAUUUUUUUUUUUUUUTTGGGGGGGCCCCCGGGG GGGCCCCCCCCAAAAAAAAAAATTTTTAAAAGG
8、GGGGGGGGGGGGGTTTTTGCCCCCAAAAAATTTTTTGGGGGGAAAAAAAACCCCCCCUUGCTAAAGGTGTTCCCAAATGTGGGTCCCCAAA解旋酶脱下，DNA复制完成2023/2/612DNARNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译逆转录逆转录中中 心心 法法 则则2023/2/613中心法则的遗传流向有中心法则的遗传流向有5条途径条途径 1、DNADNA：DNA复制复制 （以（以DNA为模板合成为模板合成DNA）2、RNA RNA：RNA复制复制 （以（以RNA为模板合成为模板合成RNA）3、DNA RNA：DNA转录转录 （以（以DNA为模板合成为模板合
9、成RNA）4、RNA DNA：反反(逆逆)转录转录 （以（以RNA为模板合成为模板合成DNA）5、RNA Protein：翻译翻译2023/2/614 复制复制：亲代DNA或RNA在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子代DNA或RNA的过程。转录转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则将其所含的遗传信息传给RNA，形成一条与DNA链互补的RNA的过程。翻译翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密码解读成蛋白质的AA顺序的过程。逆转录逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下，生成DNA的过程。2023/2/615+RNA+RNA+DNA-DNA-RNA+RNA+DNA-DNA-DNA+D
10、NA+v病毒病毒RNARNA的逆转录过程的逆转录过程 （以前病毒形式引起整合到宿主细（以前病毒形式引起整合到宿主细胞胞DNADNA中而使细胞恶性转化）中而使细胞恶性转化）单链病毒单链病毒RNARNA RNA-DNARNA-DNA杂交分子杂交分子 双链双链DNADNA（前病毒）（前病毒）逆转录酶逆转录酶逆转录酶逆转录酶v 逆转录酶是多功能酶：逆转录酶是多功能酶：RNARNA指导的指导的DNADNA聚合酶活性聚合酶活性 DNADNA指导的指导的DNADNA聚合酶活性聚合酶活性v逆转录酶也和逆转录酶也和DNADNA聚合酶一样，沿聚合酶一样，沿5 53 3方向方向合成合成DNADNA，并要求短链，并要
11、求短链RNARNA作引物。作引物。cDNAcDNA：几乎所有真核生物几乎所有真核生物mRNAmRNA分子的分子的3 3末端都有末端都有一段一段polyApolyA,当加入寡聚当加入寡聚dTdT作为引物时，作为引物时，mRNAmRNA就可作就可作为模板，在逆转录酶催化下在体外合成与其互补的为模板，在逆转录酶催化下在体外合成与其互补的DNADNA，称为，称为cDNAcDNA。逆转录酶发现的理论和实践意义：逆转录酶发现的理论和实践意义：不能把不能把“中心法则中心法则”绝对化，遗传信息也可以从绝对化，遗传信息也可以从RNA传递到传递到DNA。促进了分子生物学、生物化学和。促进了分子生物学、生物化学和病
12、毒学的研究，为肿瘤的防治提供了新的线索。目病毒学的研究，为肿瘤的防治提供了新的线索。目前逆转录酶已经成为研究这些学科的工具。前逆转录酶已经成为研究这些学科的工具。19831983年，发现人类免疫缺陷病毒（年，发现人类免疫缺陷病毒（human immune deficience human immune deficience virus,HIVvirus,HIV）,感染感染T T淋巴细胞后即杀死细胞，造成宿主机体免疫系淋巴细胞后即杀死细胞，造成宿主机体免疫系统损伤，引起艾滋病（统损伤，引起艾滋病（acquired immunodeficiency acquired immunodeficiency syndrome,AIDSsyndrome,AIDS）