第十一章 DNA的生物合成:DNA复制是指DNA基因组的扩增过程。在这个过程中,以亲代DNA作为合成的模板,按照碱基配对原则合成子代DNA。复制需要多种酶和蛋白辅助因子的参与。细胞内的DNA复制有半保留性、半不连续性和双向性等特征。DNA的基本组成单位是核苷酸,DNA复制就是由核苷酸逐一聚合成核酸大分子的过程。核苷酸之间靠磷酸二酯键连接。作为原料(底物)的核苷酸是脱氧三磷酸核苷(dATP, dGTP,dCTP,dTTP,总称dNTP)。聚合是在3'-OH和5'-P之间生成3',5'-磷酸二酯键,并以焦磷酸的方式脱出dNTP上的β,γ磷酸基。催化DNA的核苷酸聚合的酶是依赖DNA的DNA聚合酶,可简称为DNApol。原核生物的DNA聚合酶有DNApolⅠ,Ⅱ,Ⅲ。DNApolⅢ在复制延长中起催化作用,DNApolⅠ有校读、填补空隙、修复等功能。真核生物DNA聚合酶有DNApolα、β、γ、δ、ε。复制延长中起催化作用的是DNApolα和δ。复制的保真性,除了靠模板的指引,子链延长严格遵照碱基配对规律外,DNA聚合酶Ⅰ的即时校读,DNA聚合酶Ⅲ的碱基选择功能,都能体现复制的保真性。除了DNA聚合酶外,复制需要的其他酶和蛋白辅助因子大致有三类:一是解链酶类,包括解螺旋酶和单链DNA结合蛋白(SSB);二是拓扑异构酶类,这类酶通过切断DNA链,绕过缺口又重新连接以达到解连环、缠绕、解结的目的,使DNA解链中造成的过度盘绕、打结等现象得以理顺;三是引物酶类,该酶通过组成引发体,催化RNA(不是DNA)引物的生成,复制过程由引物提供3'-OH末端,与底物dNTP的5'-P生成磷酸二酯键。此外DNA连接酶也通过消耗ATP,催化两条不连续片段相邻的3'-OH和5'-P连接生成磷酸二酯键。原核生物的复制过程包括起始、延长和终止。复制的起始:首先要解开DNA双链。在E.coli,复制起始点称为oriC,它有规律的结构能被四聚体的DnaA蛋白辩认结合。在此基础上DnaB蛋白(解螺旋酶)在DnaC蛋白辅助下结合于起始点,并打开双链。在打开的双链上,引物酶及其他辅助蛋白再加进来,就形成引发体。引物酶催化RNA引物生成,由引物提供3'-OH基,复制就可进入延长阶段。用电镜观察原核生物的环状DNA,是在一个起始点上进行双向复制。真核生物有多个复制起始点,两起始点之间的范围称为一个复制子。复制的延长:复制的延长指在DNA-pol催化下,dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上,其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。子链生成过程是半不连续式的。因为DNA走向相反,而子链只能从5'向3'方向延长,所以,顺着解链方向生成的子链,复制是连续进行的,这股链称为前导链;另一股链因为复制的方向与解链方向相反,不能顺着解链方向连续延长,这股不连续复制的链称为后随链。复制中的不连续片段称为岡崎片段。某些低等生物的环状DNA采用滚环复制的方式。环状DNA打开一个缺口后,一股链伸出,另一股链保持环状,边滚动边复制。复制的终止:在原核生物,复制的终止需要去除RNA引物、填补留下的空隙并连接片段之间的缺口使之成为连续的子链。这一过程需先由RNA酶水解引物,引物留下的空隙由DNA聚合酶Ⅰ催化dNTP逐一自5'向3'端聚合而填补。最后,两不连续片段相邻的5'-P和3'-OH的缺口由DNA连接酶加以连接。真核生物复制发生于细胞周期的S期,其过程与原核生物相似,但更为复杂和精致。有多个复制起始点同时进行复制,两复制起始点之间的范围称为一个复制子;复制的延长和核小体组蛋白的分离和重新组装有关;复制的终止需要端粒酶延伸端粒DNA,端粒酶含有RNA的组分,这些RNA组分可作为逆转录的模板,而端粒酶又有逆转录酶的活性。因此,端粒的结构和端粒酶的活性保证了端粒DNA的延伸。端粒酶的活性与细胞衰老,与肿瘤发生有一定的关系。11.1DNA复制的基本特征:1、记忆半保留复制的概念、复述半保留复制的实验依据、背诵半保留复制的意义。 2、准确记忆双向复制、半不连续复制、领头链、随后链、冈崎片段的概念。
11.2DNA复制相关的酶:1、明确DNA复制中3,5’磷酸二酯键的形成过程 2、背诵原核生物DNA PolⅠ、Ⅱ、Ⅲ的结构、功能和活性;记忆真核生物5种DNA聚合酶的功能;分析复制保真性的依据。 3、记忆参与DNA复制的酶和蛋白质因子的功能。
11.3DNA复制过程:1、复述原核生物DNA复制的起始、延长和终止的过程,正确率在85%以上。 2、记忆端粒、端粒酶的结构与功能;能够复述爬行学说的内容。
11.4逆转录:记忆逆转录酶的三个活性,以SRAS病毒为例,阐明逆转录病毒的生活史。
11.1DNA复制的基本特征:1、记忆半保留复制的概念、复述半保留复制的实验依据、背诵半保留复制的意义。 2、准确记忆双向复制、半不连续复制、领头链、随后链、冈崎片段的概念。
11.2DNA复制相关的酶:1、明确DNA复制中3,5’磷酸二酯键的形成过程 2、背诵原核生物DNA PolⅠ、Ⅱ、Ⅲ的结构、功能和活性;记忆真核生物5种DNA聚合酶的功能;分析复制保真性的依据。 3、记忆参与DNA复制的酶和蛋白质因子的功能。
11.3DNA复制过程:1、复述原核生物DNA复制的起始、延长和终止的过程,正确率在85%以上。 2、记忆端粒、端粒酶的结构与功能;能够复述爬行学说的内容。
11.4逆转录:记忆逆转录酶的三个活性,以SRAS病毒为例,阐明逆转录病毒的生活史。
[单选题]遗传信息传递的中心法则是:
DNA→蛋白质→RNA
RNA→DNA→蛋白质
RNA→蛋白质→DNA
蛋白质→DNA→RNA
DNA→RNA→蛋白质
答案:DNA→RNA→蛋白质
[单选题]最先证实了DNA的半保留复制的学者是
Watson and Crick
Sanger
Inman R.and Schnos M
Messelson and Stahl
Kornberg[单选题]不参与DNA复制的物质是
蛋白质因子
NTP
模板DNA
DNA-pol
引物[单选题]当DNA进行复制时,顺序为5'-TpApGpAp-3'的片段将会产生下列哪一种互补结构
5'-ApUpCpUp3’
5'-TpCpTpAp3'
5'-GpCpGpAp3’
5'-ApTpCpTp3'
5'-UpCpUpAp3'[单选题]参加DNA复制的酶类包括:(1)DNA 聚合酶Ⅲ;(2)解链酶;(3)DNA 聚合酶Ⅰ;(4)RNA 聚合酶(引物酶);(5)DNA 连接酶。其作用顺序是:
(4)、(2)、(1)、(3)、(5)
(2)、(4)、(1)、(3)、(5)
(2)、(3)、(4)、(1)、(5)
(4)、(3)、(1)、(2)、(5)
(4)、(2)、(1)、(5)、(3)[单选题]关于原核生物DNA-pol正确的是
DNA-polⅢ是主要起复制作用的酶
DNA-polⅡ在复制中起主要作用
DNA-polⅠ有5种
DNA-polⅢ有5'-3'外切核酸酶活性
DNA-polⅠ的活性最高[单选题]下列关于原核生物DNA-polⅠ的叙述哪项是正确的
具有5'-3'核酸内切酶活性
是唯一参与原核生物DNA复制的聚合酶
具有3'-5'核酸外切酶活性
dUTP是它的一种作用物
以有缺口的双股DNA为模板[单选题]DNA复制之初,参与解开DNA双股链的酶或因子是
解链酶
DNA结合蛋白
引发前体
拓扑异构酶I
拓扑异构酶Ⅱ[单选题]端粒酶是一种
RNA聚合酶
DNA聚合酶
DNA水解酶
连接酶
逆转录酶[单选题]DNA复制中的引物是:
引物仍存在于复制完成的DNA链中
由DNA为模板合成的DNA片段
由RNA为模板合成的RNA片段
由DNA为模板合成的RNA片段

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