遗传物质的分子基础详细分析.ppt

3、一条DNA链连续合成，一条链不连续 从电子显微镜和放射自显影的结果可知，DNA两条新链的合成是从一个复制叉 replicating fork 向着同一个方向延伸的。 而组成DNA双螺旋的互补双链具有相反的方向，一条从5’－3’，而另地条3’－5’，为反向平行。 二条DNA新链，只有一条DNA链的合成是连续的，而另一条则是不连续的。 所以从整个DNA分子水平来看，DNA二条新链的合成方向是相反的，但是都是从5’向3’方向延伸。 把一直从5’向3’方向延伸的链称作前导链 leading strand ，它是连续合成的。 另一条先沿5’－3’方向合成一些片段，然后再由连接酶将其连起来的链，称为后随链 lagging strand ，其合成是不连续的 图3－19 。 在前导链上，DNA引物酶只在起始点合成一次引物RNA，DNA聚合酶III就可开始进行DNA的合成。 每个“冈崎片段”的合成都需要先合成一段引物RNA，然后DNA聚合酶III才能进行DNA的合成。 随后，引物RNA被切除，并为新合成的DNA片段所替代。 在大肠杆菌中，引物RNA被切除过程是在DNA聚合酶Ⅰ的催化下完成的。 后随链上合成的DNA不连续单链小片段称为冈崎片段 后随链DNA的合成： 因为DNA聚合酶I有5’－3’端核酸外切酶的功能，它可以将RNA引物切除， 同时利用其5’－3’聚合酶功能，以临近“冈崎片段”的3’端自由－OH进行DNA的合成，从而将RNA引物替换为DNA链。 最后由DNA连接酶 DNA ligase 将“冈崎片段”连接起来，形成一条完整的新链 图3－20 。 最后，简要说明一下RNA病毒中RNA的自我复制。大多数RNA病毒是单链的。 这种RNA的复制一般是先以自己为模板合成一条互补的单链，通常称病毒原有的，起模板作用的链称为“＋”链，而新复制的RNA链称为“－”链，这样就形成了双螺旋的复制类型 replicative form 。 然后这个“－”链又从“＋”链模板释放出来，它也以自己为模板复制出一条与自己互补的“＋”链，于是形成了一条新生的病毒RNA。 三、真核生物DNA合成 现在已有很多证据表明，真核生物DNA的复制基本上与原核生物相同，但比原核生物更为复杂。 真核生物DNA的复制与原核生物主要不同点： 1、DNA合成只是发生在细胞周期的某个时期： 真核细胞DNA的合成只是在细胞周期的S期进行。 而原核生物则在整个细胞生长过程中都可进行DNA合成。 2、原核生物DNA的复制是单起点的，而真核生物染色体的复制则为多起点的。 3、真核生物DNA合成所需的RNA引物及后随链上合成的“冈崎片段”的长度比原核生物要短 4、有二种不同的DNA聚合酶分别控制前导链和后随链的合成 图3－21 。 在原核生物中有DNA聚合酶I、II和III等三种聚合酶，并由聚合酶III同时控制二条链的合成。 而在真核生物中共有α、β、γ、δ和ε等五种DNA聚合酶。 聚合酶α和δ是DNA合成的主要酶，由聚合酶α控制不连续的后随链的合成，而聚合酶δ则控制前导链的合成，所以其二条链的合成是在二种不同的DNA聚合酶的控制下完成。 主要不同点： 5、染色体端体的复制 原核生物的染色体大多数为环状，而真核生染色体为线状。 端体：染色体其末端有特殊DNA序列组成的结构 根据DNA合成的过程，新链5’末端DNA是无法自动合成的，因为当末端的RNA引物被切除后，就没有3’端的自由羟基为DNA的合成作引物。 在DNA的末端存在特殊的结构，并在含有RNA的端体酶 telomerase 的催化下完成末端的合成。 主要不同点： 第四节 RNA的转录及加工 遗传物质不管其化学性质如何，其必须具有遗传、表达和变异等三种基本功能。 下面我们介绍其第二个重要的功能—基因表达。 基因的表达：第一步DNA转录 transcription 为RNA，然后由RNA再翻译 translation 成蛋白质。 转录：就是以DNA双链之一的遗传密码为模板，把遗传密码以互补的方式转录到mRNA上。 翻译：就是mRNA携带着转录的遗传密码，附着在核糖体上，把tRNA运来的各种氨基酸，按照mRNA的密码顺序，相互连接起来成为多肽链，并进一步折叠起来成为立体蛋白质分子。 先介绍RNA的转录 一、三种RNA分子 信使RNA messenger RNA，mRNA 转移RNA transfer RNA，tRNA 核糖体RNA ribosomal RNA，rRNA 三种不同的RNA分子在基因的表达过程中起重要的作用。 一 mRNA mRNA的功能就是把DNA上的遗传信息精确无误地转录下来，然后，由mRNA的碱基顺序决定蛋白质的氨基酸顺序，是基因表达过程中遗传信息传递的中介。 它起着传递信息的作用，因而称为信使RNA