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  • DNA的生物合成-临床助理医师辅导

    作者:jaminsu    文章来源:医学教育网    点击数:    更新时间:2013-2-2

    DNA的生物合成是临床助理医师考试需要了解的内容,医学教育网搜集整理了相关知识点,以便广大考生参考学习。

    DNA的生物合成主要包括DNA复制与逆转录。

    DNA复制是以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。

    逆转录是以RNA为模板,合成DNA互补链,再以此DNA链为模板合成第二条DNA的过程。

    (一)半保留复制的概念和主要的复制酶

    DNA复制为半保留复制方式,使子代细胞得到和亲代相一致的遗传物质,复制是具有高保真性(high fidelity)的。

    DNA复制时,母链DNA解开为两股单链,各自作为模板,按碱基配对规律合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA,一股单链从亲代完整地接受过来,另一股单链则完全重新合成,这种复制方式称为半保留复制。

    复制解链形成复制叉上的两股母链也是走向相反,子链沿着母链模板复制,只能从5′至3′方向延伸。在同一复制叉上只有一个解链方向。顺着解链方向生成的子链,复制是连续进行的。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,必须待模板链解开至足够长度,然后从5′-3′生成引物并复制子链,这就是所谓的半不连续复制。复制中的不连续片段被命名为冈崎片段。

    真核细胞含有多个染色体,每个染色体又有多个复制起始点,属于多起点双向复制。原核细胞单一起点,双向复制。

    复制是在酶催化下的核苷酸聚合过程,需要多种生物分子共同参与:底物(dATP、dGTP、dCTP和dTTP,总称dNTP),依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-po1),模板(解开成单链的DNA母链),引物提供3′-OH末端使dNTP可以依次聚合,其他酶和蛋白质因子。

    在DNA复制过程中,产生冈崎片段,而2个相邻的冈崎片段之间存在一个单链缺口。DNA连接酶催化DNA链3′-OH末端和另一DNA链的5′-P末端,使生成磷酸二酯键,从而把曲段相邻的DNA链连成完整的链。此催化作用需要消耗ATP.

    (二)逆转录

    逆转录的信息流向(RNA—DNA)与转录过程(DNA—RNA)相反,也称为反转录。指遗传信息从RNA流向DNA.是RNA指导下的DNA合成过程,即以RNA为模板,四种dNTP为原料,合成与RNA互补的DNA单链,催化这一过程的酶称为逆转录酶。

    1.逆转录酶:属RNA指导的DNA聚合酶,具有三种酶活性,即RNA指导的DNA聚合酶,RNA酶,DNA指导的DNA聚合酶。在分子生物学技术中,作为重要的工具酶被广泛用于建立基因文库、获得目的基因等工作。

    2.合成过程;RNA为模板,在反转录酶的催化下,合成与RNA互补的DNA单链,形成杂化双链,反转录酶将其中RNA链水解,在以互补的DNA链为模板,合成双链DNA. 3.反转录方向:5‘→3’。

    逆转录现象和逆转录酶的发现,发展了遗传中心法则。原来认为DNA的功能兼有遗信息的传代和表达,因此DNA处于生命活动的中心位置。逆转录现象说明,至少在某些生物,RNA同样兼有遗传信息传代与表达功能。

    小结:

    1.遗传信息传递方向:DNA→RNA→蛋白质2.半保留复制:DNA复制时,母链DNA解开为两股单链,各自作为模板,按碱基配对规律合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA,一股单链从亲代完整地接受过来,另一股单链则完全重新合成,这种复制方式称为半保留复制。

    3.多数生物的DNA复制为定点双向复制。

    4.半不连续复制。先导链(领头链)、随从链冈崎片段(Okazaki fragment):随从链中不连续合成的DNA片段。

    5.链延长(形成磷酸二酯键):DNA聚合酶Ⅲ(原核)、DNA聚合酶α、δ(真核)

    新合成链的延长方向:5‘端→3’端碱基配对:双链反平行,AT,GC配对6.终止:(水解引物、填补空缺、连接DNA片段):DNA连接酶7.逆转录:以RNA为模板,利用4种dNTP为原料,在引物的3‘端以5’-3‘方向合成与RNA互补的DNA链的过程

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