第十章核苷酸代謝及核酸的生物合成課件

第十章核苷酸代謝及核酸的生物合成12/13/20221第十章核苷酸代謝及核酸的生物合成12/12/20221一、核酸的酶促降解1、核酸水解：DNA穩(wěn)定，耐酸堿RNA易水解：堿水解2、酶促水解：1）降解方式12/13/20222一、核酸的酶促降解1、核酸水解：DNA穩(wěn)定，耐酸堿2、酶促RNA:RNase（穩(wěn)定、耐高溫）DNA:DNase（種類多、工具酶）2）核酸E（1）底物：12/13/20223RNA:RNase（穩(wěn)定、耐高溫）DNA:DNase（種（2）作用方式：核酸外切E：核酸鏈的一端逐個水解下核苷酸的酶（非特異性）3’-核酸外切E：蛇毒磷酸二酯E3’－OH端開始，生成5’-核苷酸5’-核酸外切E：牛脾磷酸二酯E5’－OH端開始，生成3’-核苷酸12/13/20224（2）作用方式：核酸外切E：3’-核酸外切E：5’-核酸外特異水解分子內(nèi)磷酸二酯鍵的酶(特異性強)核酸內(nèi)切E牛胰核糖核酸酶：嘧啶核苷3’－磷酸與相鄰核苷酸的3’，5’－磷酸二酯鍵12/13/20225特異水解分子內(nèi)磷酸二酯鍵的酶(特異性強)核酸內(nèi)切E牛胰核12/13/2022612/12/20226限制性核酸內(nèi)切酶（Restrictionendonuclease）識別雙鏈DNA分子中特定核苷酸序列，并由此切割DNA雙鏈的核酸內(nèi)切酶能識別水解外源雙鏈DNA的核酸內(nèi)切酶（細菌）細菌本身DNA，順序已被甲基化，不被水解僅限于水解外源DNA以保護自身——限制性酶12/13/20227限制性核酸內(nèi)切酶（Restrictionendonucle限制酶：內(nèi)切方式水解DNA產(chǎn)物：5’為P，3’為OH特點：極高的專一性（對特定核苷酸順序?qū)Ｒ恍?，非堿基專一）對底物DNA有特異的識別位點位點一般在4～8bp，通常具回文結(jié)構(gòu)切割后形成粘性末端（或平齊末端）12/13/20228限制酶：內(nèi)切方式水解DNA產(chǎn)物：5’為P，3’為OH特點：1回文結(jié)構(gòu)：DNA局部雙螺旋以某一對稱軸旋轉(zhuǎn)180°后，與另一側(cè)的互補片段的順序完全相同的DNA結(jié)構(gòu)粘性末端：雙鏈DNA分子經(jīng)限制性E作用后，每條單鏈的一端帶有識別順序中幾個互補堿基，這樣的末端稱～12/13/20229回文結(jié)構(gòu)：DNA局部雙螺旋以某一對稱軸旋轉(zhuǎn)180°后，與另粘（3）核酸的酶促降解12/13/202210（3）核酸的酶促降解12/12/202210核酸核苷堿基降解核苷酸Pi戊糖12/13/202211核酸核苷堿基降解核苷酸Pi戊糖12/12/202211（5）核苷酸生理功能：1）合成核酸的原料：ATP，GTP，CTP，UTP→RNAdATP，dGTP，dCTP，dTTP→DNA2）能量的貯存和供應(yīng)：ATP，GTP，UTP，CTP等3）參與代謝、調(diào)節(jié)生理活動：cAMP、cGMP：激素的第二信使4）構(gòu)成酶的輔酶或輔基：NAD+，NADP+，F(xiàn)AD，F(xiàn)MN，CoA：含核苷酸5）代謝中間物的載體：UDP-糖基，CDP-膽堿、膽胺、甘油二酯，腺苷-蛋氨酸12/13/202212（5）核苷酸生理功能：1）合成核酸的原料：2）能量的貯存和供二、核苷酸的降解12/13/202213二、核苷酸的降解12/12/2022131、嘌呤的降解12/13/2022141、嘌呤的降解12/12/202214次黃嘌呤尿素NH3+CO2GRNH2（微生物）黃嘌呤尿酸尿囊素鳥類12/13/202215次黃嘌呤尿素NH3+CO2GR（微生物）黃嘌呤尿酸尿尿酸：人體分解代謝的終產(chǎn)物痛風癥：嘌呤核苷酸分解代謝異常血中尿酸水平升高

尿酸鈉晶體沉積，軟骨、關(guān)節(jié)、軟組織、腎臟臨床：皮下結(jié)節(jié)，關(guān)節(jié)疼痛等12/13/202216尿酸：人體分解代謝的終產(chǎn)物12/12/2022162、嘧啶的降解12/13/2022172、嘧啶的降解12/12/202217NH2二氫尿嘧啶還原H2O（開環(huán)）Β－脲基丙酸H2OΒ－丙AA12/13/202218NH2二氫尿嘧啶還原H2O（開環(huán)）Β－脲基丙酸H2OΒ－丙A三、核苷酸的合成代謝原料：氨基酸、甲酸鹽和CO2等從頭合成(devovosynthesis)利用核酸降解的中間產(chǎn)物或外源的核苷,嘌呤堿和嘧啶堿合成新的核苷酸補救途徑(salvagepathway)12/13/202219三、核苷酸的合成代謝原料：氨基酸、甲酸鹽和CO2等從頭合成嘌呤、嘧啶基本途徑從頭合成肝半合成（補救合成）腦、骨髓12/13/202220嘌呤、嘧啶基本途徑從頭合成半合成（補救合成）12/12/20核糖核苷酸的合成12/13/202221核糖核苷酸的合成12/12/202221核苷酸合成的兩條途徑核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫氧核苷酸輔酶RNA核苷堿基脫氧核苷DNA補救途徑從頭合成肝半合成腦、骨髓12/13/202222核苷酸合成的兩條途徑核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫（一）嘌呤核苷酸的從頭合成1、嘌呤核苷酸環(huán)上原子來源NNC123547689CO2Asp一碳單位Gln甘氨酸一碳單位N5,N10-次甲基四氫葉酸12/13/202223（一）嘌呤核苷酸的從頭合成1、嘌呤核苷酸環(huán)上原子來源NNC1一碳單位一碳單位12/13/202224一碳單位一碳單位12/12/2022242、合成特點合成部位：胞漿主要器官：肝臟；其次，小腸和胸腺腦和骨髓不能合成5-磷酸核糖→IMP（次黃苷酸）→AMP、GMP

12/13/2022252、合成特點合成部位：胞漿12/12/202225IMP合成：

5-P-核糖+ATP→PRPP（5-磷酸核糖焦磷酸）逐漸加上嘌呤的各個原子先形成右環(huán)，再左環(huán)（共11步反應(yīng)）四氫葉酸（FH4）：一碳單位的載體12/13/202226IMP合成：12/12/20222612/13/20222712/12/202227IMP的合成12/13/202228IMP的合成12/12/2022283、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)化黃苷單磷酸腺苷單磷酸鳥苷單磷酸次黃苷酸12/13/2022293、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)化黃苷單磷酸腺苷單磷酸鳥苷單磷酸次黃苷NMP+ATPNDP+ADPNDP+ATPNTP+ADP磷酸激酶N：嘌呤或嘧啶堿基12/13/202230NMP+ATPNDP+ADPNDP+ATPNTP+ADP磷酸

嘌呤類似物（6-巰基嘌呤）：

抑制AMP、GMP的生成

谷胺酰胺類似物（氮雜絲氨酸）：

抑制IMP的合成中有谷胺酰胺參與的反應(yīng)

葉酸類似物（氨基蝶呤、氨甲喋呤）：

抑制IMP合成中有四氫葉酸參與的反應(yīng)4、臨床抗癌藥物的作用機理12/13/202231嘌呤類似物（6-巰基嘌呤）：4、臨床抗癌藥物的作用機理12氨甲酰磷酸天冬氨酸（二）嘧啶類核苷酸的從頭合成1、嘧啶環(huán)上原子來源前體：氨甲酰磷酸和天冬氨酸12/13/202232氨甲酰磷酸天冬氨酸（二）嘧啶類核苷酸的從頭合成1、嘧啶環(huán)上原合成場所：胞漿（肝細胞）氨甲酰磷酸+天冬氨酸→嘧啶環(huán)+PRPP→UMP關(guān)鍵中間產(chǎn)物：乳清酸胞苷酸：尿苷酸轉(zhuǎn)變2、合成特點12/13/202233合成場所：胞漿（肝細胞）2、合成特點12/12/2022312/13/20223412/12/20223412/13/20223512/12/20223512/13/20223612/12/2022363、嘧啶核苷酸的合成與相互轉(zhuǎn)變12/13/2022373、嘧啶核苷酸的合成與相互轉(zhuǎn)變12/12/202237除脫氧胸苷酸，大多數(shù)合成是在NDP的基礎(chǔ)上進行（三）脫氧核糖核苷酸的合成1、核糖核苷酸的還原12/13/202238除脫氧胸苷酸，大多數(shù)合成是在NDP的基礎(chǔ)上進行（三）脫氧核糖2、dTMP的合成12/13/2022392、dTMP的合成12/12/202239(四)NMP→NDP、NTP生物合成和能量轉(zhuǎn)換中，核苷酸的活潑形式是NDP和NTP12/13/202240(四)NMP→NDP、NTP生物合成和能量轉(zhuǎn)換中，核苷酸的活12/13/20224112/12/202241脫氧胸苷酸的合成12/13/202242脫氧胸苷酸的合成12/12/202242氟尿嘧啶(FU)氨基蝶呤氨甲蝶呤胸苷酸合成的抗代謝物作用機理12/13/202243氟尿嘧啶(FU)氨基蝶呤胸苷酸合成的抗代謝物作用機理12/15－氟尿嘧啶氨甲蝶呤嘧啶類抗代謝物結(jié)構(gòu)12/13/2022445－氟尿嘧啶氨甲蝶呤嘧啶類抗代謝物結(jié)構(gòu)12/12/20224各種核苷酸合成的相互關(guān)系12/13/202245各種核苷酸合成的相互關(guān)系12/12/202245磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑:主要途徑嘌呤+PRPP嘌呤核苷酸+PPi（四）嘌呤核苷酸合成的補救途徑12/13/202246磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑:主要途徑（四）嘌呤核苷酸合成的補救途徑12/13/20224712/12/202247磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺乏與Lesch-Nyhan綜合癥HGPRT（次黃嘌呤－尿嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶）缺乏2～3歲，患兒，咬手指和嘴唇，智力缺陷，常痙攣，痛風，活20歲左右不能進行補救途徑，從頭合成速度加快尿酸積累結(jié)石，痛風自殘（？）12/13/202248磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺乏與Lesch-Nyhan綜合癥12/12/（五）嘧啶核苷酸合成的補救途徑12/13/202249（五）嘧啶核苷酸合成的補救途徑12/12/202249四.DNA生物合成（一）分子遺傳的中心法則

DNA是遺傳信息的儲存和發(fā)布者，在遺傳信息的傳遞中處于中心地位1958年，Crick，“中心法則”（Centraldogma)12/13/202250四.DNA生物合成（一）分子遺傳的中心法則生物的遺傳信息以密碼的形式貯存在DNA分子上（特定的核苷酸排列順序）細胞分裂，DNA復(fù)制，遺傳信息→子代細胞。子代細胞生長發(fā)育遺傳信息（轉(zhuǎn)錄）→RNA→氨基酸順序（翻譯）蛋白質(zhì)執(zhí)行多樣的生物學功能后代表現(xiàn)出與親代極為相似的遺傳特征12/13/202251生物的遺傳信息以密碼的形式貯存在DNA分子上12/12/2012/13/20225212/12/202252復(fù)制Replication：

以DNA雙鏈為模板，按照堿基配對原則，合成出與親代DNA分子相同的兩個雙鏈DNA分子的過程基本概念轉(zhuǎn)錄（Transcription)：

以DNA為模板，按照堿基配對原則，合成出一條與模板DNA鏈互補的RNA分子的過程12/13/202253復(fù)制Replication：基本概念轉(zhuǎn)錄（Transcr逆轉(zhuǎn)錄（ReverseTranscription)：以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA的過程翻譯（Translation)：以mRNA為模板，合成出具有特定AA順序的Pr肽鏈的過程12/13/202254逆轉(zhuǎn)錄（ReverseTranscription)：翻譯（中心法則（CentralDogma)：說明DNA、RNA和蛋白質(zhì)之間信息傳遞關(guān)系的法則即：遺傳信息：決定生物結(jié)構(gòu)、性狀和代謝類型的特殊的生物指令12/13/202255中心法則（CentralDogma)：遺傳信息：12/12（二）DNA的復(fù)制1、DNA生物合成的機理12/13/202256（二）DNA的復(fù)制1、DNA生物合成的機理12/12/2022、DNA復(fù)制的基本規(guī)律1）半保留復(fù)制(semi-conservativeReplication)DNA復(fù)制過程中，新形成的DNA分子的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈是新合成的，這種復(fù)制方式～生物學意義：生物的遺傳特性，保持相對穩(wěn)定性12/13/2022572、DNA復(fù)制的基本規(guī)律1）半保留復(fù)制(semi-co12/13/20225812/12/20225812/13/20225912/12/2022592）復(fù)制的多模式特定的部位開始，雙向或單向進行原核生物（細菌、病毒）：一個起點；雙向為主，也有單向（某些質(zhì)粒、病毒）真核生物：多個起點；雙向為主，也有單向（細胞器DNA）12/13/2022602）復(fù)制的多模式特定的部位開始，雙向或單向進行12/12/2開始DNA復(fù)制的特定位點——原點(origin)。從原點開始同時向DNA鏈兩個方向進行，形成一個分叉，——復(fù)制叉(replieationfork)。復(fù)制叉在電鏡下觀察猶如一只眼睛——復(fù)制眼(replicationeye)。環(huán)形DNA復(fù)制時由于復(fù)制眼的形成，構(gòu)成了一個有內(nèi)圈的閉合環(huán)狀體——Q結(jié)構(gòu)。12/13/202261開始DNA復(fù)制的特定位點——原點(origin)。112/13/20226212/12/20226212/13/20226312/12/202263

Meselson、Stahl

15N標記，15NH4Cl，E.coli培養(yǎng)基，培養(yǎng)12代

15N的標記DNA

14N的普通培養(yǎng)基四代DNA，氯化銫密度梯度離心實驗依據(jù)12/13/202264Meselson、Stahl實驗依據(jù)12/12/202212/13/20226512/12/202265（二）DNA復(fù)制的起點和方向1、兩個起點，兩個生長端的相向復(fù)制

線性DNA病毒DNA每條鏈有1個復(fù)制起點，分別合成1條新DNA，兩條新鏈相向合成，每個生長點只有1條鏈合成2、1個起點，1個復(fù)制區(qū)的單向復(fù)制

環(huán)形DNA兩條鏈的復(fù)制起始點在同一位置，復(fù)制向一個方向運動，兩條DNA鏈均被復(fù)制3、1個起點，兩個復(fù)制區(qū)的雙向復(fù)制

普遍復(fù)制起始于1個位點，形成兩個復(fù)制區(qū)向相反方向運動，在每個復(fù)制區(qū)兩條DNA鏈均被復(fù)制12/13/202266（二）DNA復(fù)制的起點和方向1、兩個起點，兩個生長端的相向復(fù)DNA復(fù)制的起點和方向示意圖12/13/202267DNA復(fù)制的起點和方向示意圖12/12/2022673）復(fù)制需RNA為引物4）子鏈DNA延伸方向：核糖的3’-OH能與其它核苷酸的磷酸以3’，5’-磷酸二酯鍵相連12/13/2022683）復(fù)制需RNA為引物4）子鏈DNA延伸方向：核糖的3’-O5）半不連續(xù)復(fù)制(semi-discontinuousreplication)岡崎片段原核生物：1000～2000核苷酸真核生物：100～200核苷酸12/13/2022695）半不連續(xù)復(fù)制(semi-discontinuous前導(dǎo)鏈（leadingstrand）：以3’→5’的親代鏈為模板，子代鏈能連續(xù)合成，稱～。滯后鏈（laggingstrand）：以5’→3’的親代鏈為模板，子代鏈不能連續(xù)合成，稱～12/13/202270前導(dǎo)鏈（leadingstrand）：12/12/2022岡崎片段（Okazakifragment)：1968年，岡崎以5’→3’的親代鏈為模板合成新鏈時，先形成一些1000核苷酸左右的DNA短片段，然后由連接E連接成完整的子鏈。在復(fù)制過程中形成的DNA片段，稱為～12/13/202271岡崎片段（Okazakifragment)：12/12/2半不連續(xù)復(fù)制：

新生的DNA雙鏈，一條鏈按5’→3’的方向連續(xù)合成，另一條則按5’→3’的方向不連續(xù)合成12/13/202272半不連續(xù)復(fù)制：12/12/2022723、DNA復(fù)制中所需的酶和輔因子1）引物酶(Primase）功能：

以DNA為模板，以NTP為原料，合成一小段RNA，作為合成DNA的引物（Primer）DNA聚合酶，按模板鏈的指令引物3’－OH端延伸無從頭合成的活性。引物E與有關(guān)蛋白質(zhì)結(jié)合成引發(fā)體（primosome)12/13/2022733、DNA復(fù)制中所需的酶和輔因子1）引物酶(Prima2）DNA聚合酶E.coli：（1）DNA聚合酶Ⅰ(109kD)1958年，A.Kornberg，E.coli功能：校讀錯誤，填補空隙，切除引物12/13/2022742）DNA聚合酶（1）DNA聚合酶Ⅰ(109kD)195（2）DNA聚合酶Ⅱ和ⅢDNA聚合酶Ⅱ：DNA的損傷修復(fù)5’→3’聚合活力3’→5’外切活力DNA聚合酶Ⅲ：復(fù)制的主要酶5’→3’聚合活力3’→5’外切活力5’→3’外切活力分子量約140kD，10種亞基組成的不對稱二聚體。12/13/202275（2）DNA聚合酶Ⅱ和ⅢDNA聚合酶Ⅱ：DNA聚合酶Ⅲ：分子2）DNA聚合酶E.coli：12/13/2022762）DNA聚合酶E.coli：12/12/2022真核細胞的DNA聚合Eαβγδεα、δ：復(fù)制延長β：修復(fù)（沒有其他酶時發(fā)揮作用）γ（線粒體）：線粒體DNA的復(fù)制？ε：校讀、修復(fù)和填補空缺12/13/202277真核細胞的DNA聚合Eαβγδε12/12/202277功能：雙螺旋解鏈需ATP供能3）DNA連接E（DNAligase)功能：縫合缺口不連接單獨存在的DNA或RNA單鏈4）DNA解螺旋E（helicase)基因工程：工具酶12/13/202278功能：3）DNA連接E（DNAligase)功能：4）功能：穩(wěn)定解開的DNA單鏈阻止復(fù)性保護單鏈不被核酸E降解5）單鏈結(jié)合蛋白（single-strandbindingprotein，SSB）12/13/202279功能：5）單鏈結(jié)合蛋白（single-strandbind6）拓撲異構(gòu)酶（topoisomerase)ⅠⅡ轉(zhuǎn)錄復(fù)制12/13/2022806）拓撲異構(gòu)酶（topoisomerase)ⅠⅠ型E：雙鏈DNA的一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，減少負超螺旋反應(yīng)不需供能活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，同轉(zhuǎn)錄有關(guān)12/13/202281Ⅰ型E：12/12/202281Ⅱ型E（旋轉(zhuǎn)E，grase）：內(nèi)切E、連接E活力使DNA雙鏈同時發(fā)生斷裂和再連接連續(xù)引入負超螺旋（需ATP供能）同復(fù)制有關(guān)12/13/202282Ⅱ型E（旋轉(zhuǎn)E，grase）：12/12/20228212/13/20228312/12/2022834、原核生物DNA的復(fù)制過程（E,coli）1）DNA復(fù)制的起始起始位點識別→DNA解鏈→RNA引物合成12/13/2022844、原核生物DNA的復(fù)制過程（E,coli）1）DNA名稱功能DnaA蛋白(四聚體)辨認起始點并結(jié)合解螺旋酶（DnaB蛋白，rep蛋白）解鏈DnaC蛋白協(xié)助解旋引物酶（DnaG蛋白）催化RNA引物生成SSB穩(wěn)定解開單鏈拓撲異構(gòu)酶理順DNA鏈oriC（245bp的DNA組分）復(fù)制起始點參與復(fù)制起始的各種蛋白質(zhì)12/13/202285名稱功能DnaA蛋白(四聚體)辨認起復(fù)制：一個特定位點（oriC)開始另一特定位點(ter)終止能獨立進行復(fù)制的單位——復(fù)制子(replicon)原核生物：一個復(fù)制子，真核生物：多個復(fù)制子12/13/202286復(fù)制：12/12/202286DNAB蛋白：識別起始位點，ATP供能、組裝引發(fā)體與模板起始部位結(jié)合解鏈酶（rep蛋白）、旋轉(zhuǎn)酶共同作用，雙鏈局部解開暴露出起始位點單鏈結(jié)合蛋白(SSB)與DNA結(jié)合：防止H鍵的形成電鏡觀察：”眼睛”——”復(fù)制眼”繼續(xù)解鏈形成復(fù)制叉引物酶（DnaG)催化下合成一小段RNA，5’-3P，3’-OH12/13/202287DNAB蛋白：識別起始位點，ATP供能、組裝引發(fā)體12/112/13/20228812/12/202288復(fù)制叉12/13/202289復(fù)制叉12/12/20228912/13/20229012/12/202290（前導(dǎo)鏈）（滯后鏈）岡崎片斷半不連續(xù)復(fù)制DNA雙鏈:反向平行合成方向：5‘3’DNA復(fù)制：合成方向和復(fù)制叉的前進方向相同，可連續(xù)復(fù)制——前導(dǎo)鏈；另一條鏈的合成方向和復(fù)制叉的前進方向相反，不能連續(xù)復(fù)制，只能分成幾個片段合成——滯后鏈滯后鏈的片段——岡崎片段，合成后再連接12/13/202291（前導(dǎo)鏈）（滯后鏈）岡崎片斷半不連續(xù)復(fù)制DNA雙鏈:反向平行

模板：DNA

引物：RNA

原料、能源：NTP，dNTP

酶：引物酶；DNA聚合酶I、II、III；DNA連接酶；解鏈酶；單鏈結(jié)合蛋白；拓撲異構(gòu)酶

合成方向：

模板鏈：3’→5’合成鏈：5’→3’原核細胞DNA的復(fù)制（E.Coli）12/13/202292模板：DNA原核細胞DNA的復(fù)制（E.Coli）大腸桿菌三種DNA聚合酶比較12/13/202293大腸桿菌三種DNA聚合酶比較12/12/202293DNA聚合酶催化的反應(yīng)：12/13/202294DNA聚合酶催化的反應(yīng)：12/12/202294蛋白質(zhì)功能相對分子量（×103）分子/細胞DNA旋轉(zhuǎn)酶（或拓撲異構(gòu)酶）DNA解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白引物合成酶DNA聚合酶Ⅰ引入或松開超螺旋解鏈雙鏈DNA穩(wěn)定單鏈區(qū)合成RNA引物除去引物并填滿缺口40065746010950300100300與DNA合成有關(guān)的蛋白因子（E.coli）12/13/202295蛋白質(zhì)功能相對分子量（×103）分子/細胞DNA旋轉(zhuǎn)酶（或拓DNA合成步驟解旋：拓撲異構(gòu)酶解鏈：解鏈酶，SSB結(jié)合單鏈，防止氫鍵再形成識別起點：引物酶生成引物：DNA為模板，引物酶催化，DNA轉(zhuǎn)錄DNA的生成：RNA引物3’末端堿基互補，DNA，聚合酶Ⅲ催化12/13/202296DNA合成步驟解旋：拓撲異構(gòu)酶12/12/202296DNA合成的起始與延伸12/13/202297DNA合成的起始與延伸12/12/202297拓撲異構(gòu)酶I的作用12/13/202298拓撲異構(gòu)酶I的作用12/12/202298拓撲異構(gòu)酶II的作用

12/13/202299拓撲異構(gòu)酶II的作用12/12/202299切除引物：DNA聚合酶I，岡崎片段補齊封口：DNA聚合酶I，堿基互補，填補岡崎片段間的缺口DNA連結(jié)酶，連結(jié)模板鏈新的互補鏈NAD+供能12/13/2022100切除引物：DNA聚合酶I，岡崎片段12/12/2022100引物的切除，缺口填補，切口連接12/13/2022101引物的切除，缺口填補，切口連接12/12/2022101真核細胞DNA的復(fù)制（與原核細胞的區(qū)別）12/13/2022102真核細胞DNA的復(fù)制（與原核細胞的區(qū)別）12/12/2022RNA引物、岡崎片段較小復(fù)制速度較慢（組蛋白的存在，DNA雙股穩(wěn)定）多起點DNA聚合酶

α，β，γ、線粒體聚合酶催化聚合，無外切酶作用12/13/2022103RNA引物、岡崎片段較小12/12/2022103DNA聚合酶的功能線粒體DNA的復(fù)制線粒體線粒體酶細胞核，細胞核質(zhì)γ細胞核DNA的修復(fù)細胞核β細胞核DNA的復(fù)制細胞核α功能細胞定位DNA聚合酶12/13/2022104DNA聚合酶的功能線粒體DNA線粒體線粒體酶細胞核，細胞核質(zhì)（三）逆轉(zhuǎn)錄（reversetranscription)以RNA為模板合成DNA的過程逆轉(zhuǎn)錄E廣泛存在于致癌RNA病毒、正常動物的胚胎細胞12/13/2022105（三）逆轉(zhuǎn)錄（reversetranscription)以依賴RNA的DNA聚合酶核糖核酸酶H活力依賴DNA的DNA聚合酶12/13/2022106依賴RNA的DNA聚合酶核糖核酸酶H活力依賴DNA的DNA聚因發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳物質(zhì)而獲1975年諾貝爾獎的三位科學家12/13/2022107因發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄病毒的遺傳物質(zhì)而獲1975年諾貝爾獎的三位科學家（四）DNA復(fù)制的忠實性高度精確性，錯誤率約1/109～1/10101、堿基的配對規(guī)律：配錯幾率1/104～1/105。2、DNA聚合酶的校對功能：錯配幾率降低100～1000倍3、DNA的損傷修復(fù)系統(tǒng)12/13/2022108（四）DNA復(fù)制的忠實性高度精確性，錯誤率約1/109～DNA聚合酶的的自我校正

DNA聚合酶不能從頭合成DNA，即不能把兩個dNTP連接起來，而只能將一個個核苷酸單位加到形成堿基配對的引物鏈3’羥基上，如果引物鏈3‘羥基出現(xiàn)了和模板鏈錯配的堿基，DNA聚合酶就會立即停止前進，并利用3‘5’核酸外切酶活性將錯配的核苷酸從引物3‘端切除，只有引物3’端重新出現(xiàn)堿基配對時才繼續(xù)合成DNA。所以在合成DNA之前必須有正確的堿基配對存在于3’端，即DNA聚合酶必須利用RNA引物鏈來檢驗3‘端的堿基配對正確與否，在確認無誤后才開始合成。12/13/2022109DNA聚合酶的的自我校正12/12/2022109錯配校正系統(tǒng)

錯配校正系統(tǒng)能發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋因非互補堿基對間的不對稱而產(chǎn)生的變形，它能區(qū)分和切除存在于新合成的DNA中錯配的核苷酸。E.coli的錯配校正系統(tǒng)利用dam基因編碼的甲基化酶將DNA堿基序列中的A在N6位甲基化，但新合成的A要晚一些才被甲基化，這使堿基序列只是在剛合成的新DNA鏈中還沒有被甲基化，這就能區(qū)別新DNA鏈和模板鏈。

參與錯配修復(fù)的酶與蛋白質(zhì)：Dam甲基化酶;MutH、MutL、MutS蛋白;解螺旋酶Ⅱ;DNA聚合酶Ⅲ;外切酶Ⅰ、Ⅹ、Ⅶ；RecJ核酸酶DNA連接酶；SSB12/13/2022110錯配校正系統(tǒng)參與錯配修復(fù)的酶與蛋白質(zhì)：12/12/20221錯配校正示意圖12/13/2022111錯配校正示意圖12/12/2022111五、DNA的突變（損傷）和修復(fù)DNA的堿基順序發(fā)生穩(wěn)定而突然的變化，導(dǎo)致DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯發(fā)生變化，表現(xiàn)出異常的遺傳特性（一）DNA的突變（基因突變）：自發(fā)突變和誘發(fā)突變12/13/2022112五、DNA的突變（損傷）和修復(fù)DNA的堿基順序發(fā)生環(huán)境因素電離輻射紫外線烷化劑脫氨劑等12/13/2022113環(huán)境因素電離輻射12/12/2022113（二）突變的形式：1、置換：一個or幾個堿基的置換（可逆）

a、轉(zhuǎn)換：G-A，C-T互變；

b、顛換：嘌呤-嘧啶互變12/13/2022114（二）突變的形式：1、置換：一個or幾個堿基的置換（可逆）112/13/202211512/12/20221152、插入：插入一個or幾個堿基（可逆），導(dǎo)致遺傳密碼解讀框架的改變，突變點后的密碼都可能發(fā)生錯誤——移碼突變(frameshiftmutation)溴化乙錠12/13/20221162、插入：插入一個or幾個堿基（可逆），導(dǎo)致遺傳密碼12/13、缺失：缺失一個or幾個堿基對(不可逆)12/13/20221173、缺失：缺失一個or幾個堿基對(不可逆)12/12/202（三）DNA的損傷修復(fù)DNA損傷，死亡修復(fù)機制，能夠修復(fù)一定程度的DNA損傷但仍有可能發(fā)生突變12/13/2022118（三）DNA的損傷修復(fù)DNA損傷，死亡12/12/20221紫外線照射相鄰兩個堿基間形成共價鍵——二聚體（T·T、T·C）二聚體阻礙DNA聚合酶的作用復(fù)制不能繼續(xù)1、光復(fù)活（photoreactivation)紫外照射損傷，強的可見光(400nm)照射，大部分損傷的細胞修復(fù)——光復(fù)活12/13/2022119紫外線照射1、光復(fù)活（photoreactivation)機制可見光激活光復(fù)活酶、光裂合酶嘧啶二聚體分解哺乳動物細胞缺乏12/13/2022120機制可見光激活光復(fù)活酶、光裂合酶嘧啶二聚體分解哺乳動物細胞缺光復(fù)活酶12/13/2022121光復(fù)活酶12/12/20221212、切除修復(fù)（暗修復(fù)，excisionrepair)各類生物12/13/20221222、切除修復(fù)（暗修復(fù)，excisionrepair)各類生3、重組修復(fù)（recombinationrepair)12/13/20221233、重組修復(fù)（recombinationrepair)1（a）DNA糖基化酶切除損傷的堿基產(chǎn)生無堿基酸（b）無堿基核酸內(nèi)切酶在無堿基酸處切開產(chǎn)生切口。（c）DNA聚合酶Ⅰ將無堿基酸切除并填補缺口。（d）DNA連接酶連接切口。堿基切除修復(fù)12/13/2022124（a）DNA糖基化酶切除損傷的堿基產(chǎn)生無堿基酸（b）無堿基核核苷酸切除修復(fù)

這種方式可以修復(fù)DNA發(fā)生的幾乎所有類型的巨大損傷，包括某些與致癌劑共價結(jié)合的堿基12/13/2022125核苷酸切除修復(fù)12/12/2022125受損傷的DNA在進行復(fù)制時，跳過損傷部位，在子代DNA鏈與損傷相對應(yīng)部位出現(xiàn)缺口。通過分子間重組，從完整的母鏈上將相應(yīng)的堿基順序片段移至子鏈的缺口處，然后再用合成的多核苷酸來補上母鏈的空缺，此過程即重復(fù)修復(fù)。并非完全校正。重組修復(fù)

12/13/2022126受損傷的DNA在進行復(fù)制時，跳過損傷部位，在子代DNA鏈與損4、SOS修復(fù)（緊急修復(fù)）（errorpronerepair)細胞DNA損傷或復(fù)制系統(tǒng)受抑制，緊急情況誘導(dǎo)產(chǎn)生和增加切除修復(fù)和重組修復(fù)的關(guān)鍵E和蛋白質(zhì)加強修復(fù)能力誘導(dǎo)產(chǎn)生DNA聚合E（缺乏校對功能）隨機聚合核苷酸避免死亡，卻帶來高突變率的修復(fù)過程12/13/20221274、SOS修復(fù)（緊急修復(fù)）（errorpronere六、RNA的生物合成（一）轉(zhuǎn)錄在DNA指導(dǎo)下的RNA合成12/13/2022128六、RNA的生物合成（一）轉(zhuǎn)錄在DNA指導(dǎo)下的RNA合成12不對稱轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄方式：轉(zhuǎn)錄過程中，DNA雙鏈只有一條鏈作為模板指導(dǎo)RNA的合成的轉(zhuǎn)錄方式模板鏈轉(zhuǎn)錄過程中指導(dǎo)RNA合成的DNA鏈。無意義鏈、負鏈與模板鏈對應(yīng)的DNA鏈——編碼鏈。有意義鏈、正鏈12/13/2022129不對稱轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄方式：轉(zhuǎn)錄過程中，DNA雙鏈只有一條鏈啟動子（promoter)終止子(terminator)模板鏈（templattestrand）有意義鏈(sensestrand)非信息區(qū)DNA5′5′3′3′12/13/2022130啟動子終止子(terminator)模板鏈有意義鏈非信（二）RNA聚合E1、原核生物RNA聚合E(α2ββ’σ）α：全酶滑動，決定哪些基因轉(zhuǎn)錄β：轉(zhuǎn)錄，催化核苷酸形成磷酸二酯鍵，延長RNAβ’：結(jié)合模板DNAб：識別轉(zhuǎn)錄起始位點轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物：mRNA、rRNA前體和tRNA前體12/13/2022131（二）RNA聚合E1、原核生物RNA聚合E(α2ββ’σ）2、真核生物RNA聚合E8～14個亞基組成，含Zn2+寡聚E，轉(zhuǎn)錄不同RNA12/13/20221322、真核生物RNA聚合E8～14個亞基組成，含Zn2+寡聚E（三）轉(zhuǎn)錄的模板模板DNA與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的結(jié)構(gòu)：模板DNA，由RNA聚合E識別、結(jié)合并確定轉(zhuǎn)錄起點的特定序列啟動子（promotor)：終止子（terminator）：模板DNA5’端的轉(zhuǎn)錄終止信號12/13/2022133（三）轉(zhuǎn)錄的模板模板DNA與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的結(jié)構(gòu)：模板DNA，由R1、原核生物的啟動子40～60bp12/13/20221341、原核生物的啟動子40～60bp12/12/20221342、原核生物轉(zhuǎn)錄終止類型1）不依賴ρ因子的終止：富含GC的反向重復(fù)轉(zhuǎn)錄的RNA，發(fā)夾轉(zhuǎn)錄終止含富GC的回文序列和寡聚U序列12/13/20221352、原核生物轉(zhuǎn)錄終止類型1）不依賴ρ因子的終止：富含GC的反2）依賴ρ因子的終止：模板終止信號連續(xù)6個U12/13/20221362）依賴ρ因子的終止：模板終止信號連續(xù)6個U12/12/2012/13/202213712/12/20221371960年，RNA聚合酶被發(fā)現(xiàn)E.coli，RNA聚合酶催化RNA的合成需要：模板：雙鏈或單鏈DNA活性單體物質(zhì)：四種NTP二價金屬離子：Mg2+或Mn2+，在生物體中(invivo）發(fā)現(xiàn)的是Mg2+合成方向：5’→3’12/13/20221381960年，RNA聚合酶被發(fā)現(xiàn)12/12/2022138RNA的合成與DNA合成的區(qū)別轉(zhuǎn)錄不需要引物只轉(zhuǎn)錄DNA分子中的一個片段（操縱子operon)雙鏈DNA只有一條鏈具有轉(zhuǎn)錄活性（模板鏈）RNA聚合酶無校對功能12/13/2022139RNA的合成與DNA合成的區(qū)別轉(zhuǎn)錄不需要引物12/12/20啟動子（promoter)終止子(terminator)模板鏈（templattestrand）反意義鏈(antisensestrand)有意義鏈(sensestrand)非信息區(qū)DNA5′5′3′3′

模板鏈：雙鏈DNA中具有轉(zhuǎn)錄活性的的鏈——模板鏈，反義鏈（或負鏈）

編碼鏈：雙鏈DNA中無轉(zhuǎn)錄活性的鏈——編碼鏈，有義鏈（或正鏈）。DNA的有義鏈和反義鏈12/13/2022140啟動子（promoter)終止子(由5種亞基α2ββ’σ組成全酶；沒有σ、亞基的酶稱為核心酶，只催化鏈的延長；σ稱為起始因子，能識別DNA鏈的轉(zhuǎn)錄起始信號（稱為啟動子）E.Coli中的RNA聚合酶12/13/2022141由5種亞基α2ββ’σ組成全酶；沒有σ、亞基的酶稱為核心（四）RNA轉(zhuǎn)錄過程（E.coli）1、轉(zhuǎn)錄的起始：б因子識別啟動子酶與模板結(jié)合，DNA局部解鏈啟動RNA的合成б因子脫落，核心酶滑動12/13/2022142（四）RNA轉(zhuǎn)錄過程（E.coli）1、轉(zhuǎn)錄的起始：б因子識RNA轉(zhuǎn)錄起始12/13/2022143RNA轉(zhuǎn)錄起始12/12/2022143解螺旋恢復(fù)螺旋轉(zhuǎn)錄泡模板鏈編碼鏈RNA聚合酶作用示意圖12/13/2022144解螺旋恢復(fù)螺旋轉(zhuǎn)錄泡模板鏈編碼鏈RNA聚合酶作用示意圖12/2、轉(zhuǎn)錄的延伸：核心酶沿模板3’–5’滑動根據(jù)模板指令選擇相應(yīng)的NTP加入RNA鏈沿5’–3’方向延伸12/13/20221452、轉(zhuǎn)錄的延伸：核心酶沿模板3’–5’滑動12/12/20核心酶沿模板3’→5’滑行至終止信號區(qū)域，轉(zhuǎn)錄終止3、轉(zhuǎn)錄的終止：12/13/2022146核心酶沿模板3’→5’滑行至終止信號區(qū)域，轉(zhuǎn)錄終止3、轉(zhuǎn)錄的12/13/202214712/12/2022147（五）DNA復(fù)制與RNA轉(zhuǎn)錄的異同點12/13/2022148（五）DNA復(fù)制與RNA轉(zhuǎn)錄的異同點12/12/202214（六）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工1、真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工原核生物：不需加工12/13/2022149（六）轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的加工1、真核生物mRNA的轉(zhuǎn)錄后加工原核生物hnRNA：mRNA前體，外顯子、內(nèi)含子分子量大而不均一——核不均一RNA。內(nèi)含子：真核基因內(nèi)部間隔外顯子，并從mRNA上消失的DNA序列外顯子：真核基因中在mRNA上出現(xiàn)，編碼蛋白質(zhì)的DNA序列12/13/2022150hnRNA：mRNA前體，外顯子、內(nèi)含子12/12/2022內(nèi)含子外顯子真核mRNA前體的加工12/13/2022151內(nèi)含子外顯子真核mRNA前體的加工12/12/20221512、tRNA前體的加工數(shù)十種tRNA加工不同1）切除5’、3’末端部分核苷酸2）3’末端加上CCA-OH序列3）核苷的修飾：甲基化12/13/20221522、tRNA前體的加工數(shù)十種tRNA加工不同1）切除5’、33、rRNA前體的加工12/13/20221533、rRNA前體的加工12/12/2022153原核生物rRNA轉(zhuǎn)錄前體的加工甲基化核酸內(nèi)切酶核酸外切酶12/13/2022154原核生物rRNA轉(zhuǎn)錄前體的加工甲基化核酸內(nèi)切酶核酸外切酶12真核生物rRNA轉(zhuǎn)錄前體的加工核酸外切酶甲基化核酸內(nèi)切酶和外切酶12/13/2022155真核生物rRNA轉(zhuǎn)錄前體的加工核酸外切酶甲基化核酸內(nèi)切酶和外基因工程簡介END12/13/2022156基因工程簡介END12/12/2022156（1）hnRNA被剪接，把內(nèi)含子（DNA上非編碼序列）轉(zhuǎn)錄序列剪掉，把外顯子（DNA上的編碼序列）轉(zhuǎn)錄序列）拼接上，真核生物一般為不連續(xù)基因。（2）3’端添加polyA“尾巴”；（3）5’端連接“帽子”結(jié)構(gòu)（m7G5ppp5NmpNp-）；（4）分子內(nèi)部的核苷酸甲基化修飾。真核mRNA前體的加工12/13/2022157（1）hnRNA被剪接，把內(nèi)含子（DNA上非編碼序列）轉(zhuǎn)錄序內(nèi)含子外顯子真核mRNA前體的加工12/13/2022158內(nèi)含子外顯子真核mRNA前體的加工12/12/2022158因發(fā)現(xiàn)斷裂基因而獲1993年諾貝爾生理學獎的RichardJRobertandPhllipASharp12/13/2022159因發(fā)現(xiàn)斷裂基因而獲1993年諾貝爾生理學獎的Richard

概念：RNA病毒以自身RNA為模板合成與自身RNA完全相同RNA分子的過程稱為RNA的復(fù)制。（二）RNA指導(dǎo)的RNA合成（RNA復(fù)制）12/13/2022160概念：RNA病毒以自身RNA為模板合成與自身RNA完全相同（2）復(fù)制酶的β亞基與來自宿主細胞的亞基αδ自動裝配成RNA復(fù)制酶，進行RNA復(fù)制，通常以分子中單鏈RNA為模板（正鏈），復(fù)制出一條新的RNA鏈（負鏈），然后以負鏈為模板復(fù)制出大量正鏈，再與外殼蛋白組裝成新的噬菌體顆粒。兩個階段:（1）病毒RNA可充當mRNA，利用寄主中的核糖體合成外殼蛋白和復(fù)制酶的β亞基。12/13/2022161（2）復(fù)制酶的β亞基與來自宿主細胞的亞基αδ自兩個階段:RNA復(fù)制酶的催化性質(zhì):

以四種NTP為底物；專一性地選擇病毒RNA為模板；按5’→3’的方向合成病毒RNA；無外切酶活性（即無校對功能）。12/13/2022162RNA復(fù)制酶的催化性質(zhì):以四種NTP為底物；12/12/病毒RNA的復(fù)制方式1、病毒含正鏈RNA：進入宿主細胞后先進行病毒RNA復(fù)制酶和有關(guān)病毒蛋白質(zhì)的合成（借助于宿主細胞的蛋白質(zhì)合成體系），然后進行RNA的復(fù)制，再裝配病毒顆粒。如：噬菌體Qβ和灰質(zhì)炎病毒。2、病毒含負鏈RNA和復(fù)制酶：這類病毒進入宿主細胞后，先進行RNA的復(fù)制合成正鏈RNA，再以正鏈RNA為模板合成病毒蛋白質(zhì)RNA，然后裝配病毒顆粒。如：狂犬病病毒、馬水苞性口炎病毒。3、病毒含雙鏈RNA和復(fù)制酶：這類病毒進入宿主細胞后，以雙鏈RNA為模板，通過不對稱復(fù)制產(chǎn)生正鏈RNA，并以正鏈RNA為模板合成病毒蛋白質(zhì)，然后再合成負鏈RNA并形成雙鏈RNA，再裝配病毒顆粒。如呼腸病毒。4、致癌RNA病毒：12/13/2022163病毒RNA的復(fù)制方式1、病毒含正鏈RNA：進入宿主細胞后先進七、核酸生物合成與病毒致癌核酸生物合成的一般規(guī)則絕大多數(shù)細胞DNA和RNA的合成，都是按照Watson-Crick堿基互補的原則,通過拷貝預(yù)先存在的DNA鏈（模板鏈）來產(chǎn)生的。核酸鏈的合成方向只有一個：5‘?3‘。特異的聚合酶催化合成DNA或RNA。致癌的DNA與RNA病毒的繁殖與致癌作用是核酸生物合成的具體化。12/13/2022164七、核酸生物合成與病毒致癌核酸生物合成的一般規(guī)則絕大多數(shù)細胞

正常細胞受到DNA腫瘤病毒感染后，發(fā)生染色體變異、永久性的形態(tài)改變、失去接觸抑制、增殖加速、產(chǎn)生新的抗原從而具有形成腫瘤的能力。DNA病毒吸附于宿主的細胞膜而進入細胞后，在細胞膜處脫去核殼蛋白，DNA進入細胞核中。其一部分或全部可整合于宿主細胞核的DNA分子中，形成變異的DNA。整合后的DNA可以完整分子的形式一起復(fù)制，轉(zhuǎn)錄。它使宿主細胞發(fā)生某些特征性改變，最終轉(zhuǎn)化成腫瘤細胞。DNA病毒12/13/2022165正常細胞受到DNA腫瘤病毒感染后，發(fā)生染色體變異、永久性的RNA病毒不含DNA，絕大多數(shù)病毒RNA是單鏈的，而且都是線狀分子。RNA病毒中，RNA是其遺傳信息的攜帶者，通過RNA的復(fù)制，傳遞遺傳信息。通常病毒RNA復(fù)制過程包括:基因組RNA轉(zhuǎn)錄為mRNA，mRNA翻譯為病毒特異性蛋白質(zhì)，基因組RNA復(fù)制和病毒裝配與釋放。病毒mRNA的合成在病毒復(fù)制過程中處于核心地位。根據(jù)病毒粒子的RNA和指導(dǎo)病毒蛋白質(zhì)合成的mRNA之間關(guān)系，把RNA病毒分為：正鏈RNA病毒、負鏈RNA病毒、雙鏈RNA病毒、逆轉(zhuǎn)錄病毒。RNA病毒12/13/2022166RNA病毒不含DNA，絕大多數(shù)病毒RNA是單鏈的，而且都是線RNA病毒粒子中存在有反轉(zhuǎn)錄酶，在其催化下，可以病毒RNA為模板合成DNA。此外，RNA腫瘤病毒在具有一定致癌作用的酶的催化下，可將致癌信息整合到宿主細胞染色體的DNA分子中去，完成致癌過程。病毒RNA不能直接復(fù)制RNA，須先經(jīng)反轉(zhuǎn)錄酶將RNA的遺傳信息轉(zhuǎn)至DNA形成DNA前病毒，然后再在DNA指導(dǎo)的RNA聚合酶的作用下，完成RNA病毒核酸的轉(zhuǎn)錄。12/13/2022167RNA病毒粒子中存在有反轉(zhuǎn)錄酶，在其催化下，可以病毒RNA左圖是一些病毒的例子：12/13/2022168左圖是一些病毒的例子：12/12/2022168八、核酸生物合成的抑制劑

不少藥物對核酸的合成有抑制作用，或通過抑制核苷酸的合成，間接影響核酸合成，或抑制核酸合成。核酸合成受抑制，也將影響蛋白質(zhì)的合成。12/13/2022169八、核酸生物合成的抑制劑不少藥物對核酸的合成有抑制一些在結(jié)構(gòu)上與核苷酸合成代謝的中間產(chǎn)物或參與者相似的化合物，即所謂的“抗代謝物”，對于正常的核苷酸合成有對抗作用。1)氨基酸類似物，如谷氨酰胺的類似物氮雜絲氨酸,6-重氮基-5-氧正亮氨酸。2)葉酸類似物，如四氫葉酸(FH4)類似物氨呤及氨甲基蝶呤。3)嘌呤、嘧啶類似物，如6-巰基嘌呤、5-氟尿嘧啶等。核苷酸合成的抑制劑12/13/2022170一些在結(jié)構(gòu)上與核苷酸合成代謝的中間產(chǎn)物或參與者相似的

有一些化合物由于能夠與DNA結(jié)合，使DNA失去模板功能，從而抑制其復(fù)制與轉(zhuǎn)錄。某些重要的抗癌藥和抗病毒藥就屬于這一類。1)硫芥、氮芥等烷化劑能干擾DNA的復(fù)制。2)絲裂霉素G，能專一地抑制DNA復(fù)制,但不影響RNA和蛋白質(zhì)合成。3)放線菌素D，低濃度就可有效地抑制DNA轉(zhuǎn)錄功能，高濃度能抑制DNA復(fù)制功能。DNA模板功能的抑制物12/13/2022171有一些化合物由于能夠與DNA結(jié)合，使DNA失去模板功能利福霉素及利福平不作用于DNA，而是抑制細菌的RNA聚合酶和反轉(zhuǎn)錄酶。膦羧基乙酸主要抑制病毒的DNA聚合酶，實驗證明，它在低濃度時就可選擇性地抑制病毒DNA合成，而對宿主細胞須在較高濃度時才有一定的抑制作用。核酸聚合酶的抑制物12/13/2022172利福霉素及利福平不作用于DNA，而是抑制細菌的RNA聚合酶和生物化學實驗氨基酸的紙層析常用的層析方法:紙層析柱層析薄板層析吸附層析分配層析離子交換層析12/13/2022173生物化學實驗氨基酸的紙層析常用的層析方法:紙層析吸Rf遷移率移動速率原點到層析點中心的距離原點到溶劑前沿的距離Gly、Phe、His水：固定相有機溶劑：流動相12/13/2022174Rf遷移率原點到層析點中心的距離原點到溶劑前沿的距離Gly、12/13/202217512/12/2022175瓊脂糖凝膠電泳分離血清脂蛋白瓊脂糖濃度:0.5%凝膠厚度:1.5～2mm影響蛋白遷移速度主要因素:蛋白質(zhì)等電點溶液pH值溶液離子強度電場強度12/13/2022176瓊脂糖凝膠電泳分離血清脂蛋白瓊脂糖濃度:0.5%影響蛋白+-前ααβ1β2β3β乳糜微粒12/13/2022177+-前ααβ1β2β3β乳糜微粒12/12/2022177蛋白質(zhì)固定：變性，易于染色溶液pH＞pI：蛋白質(zhì)帶負電荷，向陽極移動溶液pH＜pI：蛋白質(zhì)帶正電荷，向陰極移動如果電泳緩沖體系的pH＞被分離蛋白pI點樣處靠近陰極12/13/2022178蛋白質(zhì)固定：變性，易于染色溶液pH＞pI：蛋白質(zhì)帶負電荷，醋酸纖維薄膜電泳：電荷效應(yīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳：濃縮效應(yīng)分子篩效應(yīng)電荷效應(yīng)瓊脂糖凝膠電泳：電荷效應(yīng)濃縮效應(yīng)12/13/2022179醋酸纖維薄膜電泳：電荷效應(yīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳：濃縮效應(yīng)瓊脂小麥萌發(fā)前后淀粉酶活力的比較酶的分離純化:提取溫度0～10℃(低溫)淀粉酶活力測定溫度:終止淀粉水解:酶的活力單位：指在一定的條件下，底物的減少量或產(chǎn)物的增加量12/13/2022180小麥萌發(fā)前后淀粉酶活力的比較酶的分離純化:提取溫度0～10℃CTAB分離緩沖液DNA的提取和含量測定Tris-HCINaClEDTACTAB巰基乙醇測定核酸含量的方法紫外吸收法二苯胺法定磷法12/13/2022181CTAB分離緩沖液DNA的提取和含量測定Tris-HCIDNA：水、高濃度鹽中溶解性大，低鹽（0.14M）溶解度低RNA：高鹽溶解性小。沉淀DNA：異丙醇、乙醇等有機溶劑12/13/2022182DNA：水、高濃度鹽中溶解性大，低鹽（0.14M）溶解沉淀D核酸測定：OD260/OD280RNA：＞2.0物質(zhì)內(nèi)含雜蛋白較多時，OD260/OD280下降DNA：1.8蛋白質(zhì)：1.8（OD280/OD260）12/13/2022183核酸測定：OD260/OD280RNA：＞2.0物質(zhì)內(nèi)含VC的測定氧化型2，6-二氯酚靛酚在酸性溶液中呈紅色堿性溶液中呈藍色微量滴定管：滴定管與貯液管，無氣泡或氣柱2.6－二氯酚靛酚法：測定還原性Vc12/13/2022184VC的測定氧化型2，6-二氯酚靛酚在酸性溶液中呈紅色微量滴定測定蛋白質(zhì)的方法雙縮脲法Folin-酚法紫外吸收法凱氏定氮法考馬斯亮藍法蛋白質(zhì)+考馬斯亮藍G-250→蛋白色素復(fù)合物最大光吸收波長：595nm12/13/2022185測定蛋白質(zhì)的方法雙縮脲法蛋白質(zhì)+考馬斯亮藍G-250→蛋白紫外分光光度計光源：氫、氘燈可見光分光光度計光源：鎢燈玻璃比色杯石英比色杯摩爾消光系數(shù)ε：A=εLCL=1cm，C=1mol/L，在一定波長下的吸光度（光吸收值）共軛雙鍵離心機：配平12/13/2022186紫外分光光度計光源：氫、氘燈可見光分光光度計光源：鎢燈玻璃比第十章核苷酸代謝及核酸的生物合成12/13/2022187第十章核苷酸代謝及核酸的生物合成12/12/20221一、核酸的酶促降解1、核酸水解：DNA穩(wěn)定，耐酸堿RNA易水解：堿水解2、酶促水解：1）降解方式12/13/2022188一、核酸的酶促降解1、核酸水解：DNA穩(wěn)定，耐酸堿2、酶促RNA:RNase（穩(wěn)定、耐高溫）DNA:DNase（種類多、工具酶）2）核酸E（1）底物：12/13/2022189RNA:RNase（穩(wěn)定、耐高溫）DNA:DNase（種（2）作用方式：核酸外切E：核酸鏈的一端逐個水解下核苷酸的酶（非特異性）3’-核酸外切E：蛇毒磷酸二酯E3’－OH端開始，生成5’-核苷酸5’-核酸外切E：牛脾磷酸二酯E5’－OH端開始，生成3’-核苷酸12/13/2022190（2）作用方式：核酸外切E：3’-核酸外切E：5’-核酸外特異水解分子內(nèi)磷酸二酯鍵的酶(特異性強)核酸內(nèi)切E牛胰核糖核酸酶：嘧啶核苷3’－磷酸與相鄰核苷酸的3’，5’－磷酸二酯鍵12/13/2022191特異水解分子內(nèi)磷酸二酯鍵的酶(特異性強)核酸內(nèi)切E牛胰核12/13/202219212/12/20226限制性核酸內(nèi)切酶（Restrictionendonuclease）識別雙鏈DNA分子中特定核苷酸序列，并由此切割DNA雙鏈的核酸內(nèi)切酶能識別水解外源雙鏈DNA的核酸內(nèi)切酶（細菌）細菌本身DNA，順序已被甲基化，不被水解僅限于水解外源DNA以保護自身——限制性酶12/13/2022193限制性核酸內(nèi)切酶（Restrictionendonucle限制酶：內(nèi)切方式水解DNA產(chǎn)物：5’為P，3’為OH特點：極高的專一性（對特定核苷酸順序?qū)Ｒ恍裕菈A基專一）對底物DNA有特異的識別位點位點一般在4～8bp，通常具回文結(jié)構(gòu)切割后形成粘性末端（或平齊末端）12/13/2022194限制酶：內(nèi)切方式水解DNA產(chǎn)物：5’為P，3’為OH特點：1回文結(jié)構(gòu)：DNA局部雙螺旋以某一對稱軸旋轉(zhuǎn)180°后，與另一側(cè)的互補片段的順序完全相同的DNA結(jié)構(gòu)粘性末端：雙鏈DNA分子經(jīng)限制性E作用后，每條單鏈的一端帶有識別順序中幾個互補堿基，這樣的末端稱～12/13/2022195回文結(jié)構(gòu)：DNA局部雙螺旋以某一對稱軸旋轉(zhuǎn)180°后，與另粘（3）核酸的酶促降解12/13/2022196（3）核酸的酶促降解12/12/202210核酸核苷堿基降解核苷酸Pi戊糖12/13/2022197核酸核苷堿基降解核苷酸Pi戊糖12/12/202211（5）核苷酸生理功能：1）合成核酸的原料：ATP，GTP，CTP，UTP→RNAdATP，dGTP，dCTP，dTTP→DNA2）能量的貯存和供應(yīng)：ATP，GTP，UTP，CTP等3）參與代謝、調(diào)節(jié)生理活動：cAMP、cGMP：激素的第二信使4）構(gòu)成酶的輔酶或輔基：NAD+，NADP+，F(xiàn)AD，F(xiàn)MN，CoA：含核苷酸5）代謝中間物的載體：UDP-糖基，CDP-膽堿、膽胺、甘油二酯，腺苷-蛋氨酸12/13/2022198（5）核苷酸生理功能：1）合成核酸的原料：2）能量的貯存和供二、核苷酸的降解12/13/2022199二、核苷酸的降解12/12/2022131、嘌呤的降解12/13/20222001、嘌呤的降解12/12/202214次黃嘌呤尿素NH3+CO2GRNH2（微生物）黃嘌呤尿酸尿囊素鳥類12/13/2022201次黃嘌呤尿素NH3+CO2GR（微生物）黃嘌呤尿酸尿尿酸：人體分解代謝的終產(chǎn)物痛風癥：嘌呤核苷酸分解代謝異常血中尿酸水平升高

尿酸鈉晶體沉積，軟骨、關(guān)節(jié)、軟組織、腎臟臨床：皮下結(jié)節(jié)，關(guān)節(jié)疼痛等12/13/2022202尿酸：人體分解代謝的終產(chǎn)物12/12/2022162、嘧啶的降解12/13/20222032、嘧啶的降解12/12/202217NH2二氫尿嘧啶還原H2O（開環(huán)）Β－脲基丙酸H2OΒ－丙AA12/13/2022204NH2二氫尿嘧啶還原H2O（開環(huán)）Β－脲基丙酸H2OΒ－丙A三、核苷酸的合成代謝原料：氨基酸、甲酸鹽和CO2等從頭合成(devovosynthesis)利用核酸降解的中間產(chǎn)物或外源的核苷,嘌呤堿和嘧啶堿合成新的核苷酸補救途徑(salvagepathway)12/13/2022205三、核苷酸的合成代謝原料：氨基酸、甲酸鹽和CO2等從頭合成嘌呤、嘧啶基本途徑從頭合成肝半合成（補救合成）腦、骨髓12/13/2022206嘌呤、嘧啶基本途徑從頭合成半合成（補救合成）12/12/20核糖核苷酸的合成12/13/2022207核糖核苷酸的合成12/12/202221核苷酸合成的兩條途徑核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫氧核苷酸輔酶RNA核苷堿基脫氧核苷DNA補救途徑從頭合成肝半合成腦、骨髓12/13/2022208核苷酸合成的兩條途徑核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸脫（一）嘌呤核苷酸的從頭合成1、嘌呤核苷酸環(huán)上原子來源NNC123547689CO2Asp一碳單位Gln甘氨酸一碳單位N5,N10-次甲基四氫葉酸12/13/2022209（一）嘌呤核苷酸的從頭合成1、嘌呤核苷酸環(huán)上原子來源NNC1一碳單位一碳單位12/13/2022210一碳單位一碳單位12/12/2022242、合成特點合成部位：胞漿主要器官：肝臟；其次，小腸和胸腺腦和骨髓不能合成5-磷酸核糖→IMP（次黃苷酸）→AMP、GMP

12/13/20222112、合成特點合成部位：胞漿12/12/202225IMP合成：

5-P-核糖+ATP→PRPP（5-磷酸核糖焦磷酸）逐漸加上嘌呤的各個原子先形成右環(huán)，再左環(huán)（共11步反應(yīng)）四氫葉酸（FH4）：一碳單位的載體12/13/2022212IMP合成：12/12/20222612/13/202221312/12/202227IMP的合成12/13/2022214IMP的合成12/12/2022283、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)化黃苷單磷酸腺苷單磷酸鳥苷單磷酸次黃苷酸12/13/20222153、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)化黃苷單磷酸腺苷單磷酸鳥苷單磷酸次黃苷NMP+ATPNDP+ADPNDP+ATPNTP+ADP磷酸激酶N：嘌呤或嘧啶堿基12/13/2022216NMP+ATPNDP+ADPNDP+ATPNTP+ADP磷酸

嘌呤類似物（6-巰基嘌呤）：

抑制AMP、GMP的生成

谷胺酰胺類似物（氮雜絲氨酸）：

抑制IMP的合成中有谷胺酰胺參與的反應(yīng)

葉酸類似物（氨基蝶呤、氨甲喋呤）：

抑制IMP合成中有四氫葉酸參與的反應(yīng)4、臨床抗癌藥物的作用機理12/13/2022217嘌呤類似物（6-巰基嘌呤）：4、臨床抗癌藥物的作用機理12氨甲酰磷酸天冬氨酸（二）嘧啶類核苷酸的從頭合成1、嘧啶環(huán)上原子來源前體：氨甲酰磷酸和天冬氨酸12/13/2022218氨甲酰磷酸天冬氨酸（二）嘧啶類核苷酸的從頭合成1、嘧啶環(huán)上原合成場所：胞漿（肝細胞）氨甲酰磷酸+天冬氨酸→嘧啶環(huán)+PRPP→UMP關(guān)鍵中間產(chǎn)物：乳清酸胞苷酸：尿苷酸轉(zhuǎn)變2、合成特點12/13/2022219合成場所：胞漿（肝細胞）2、合成特點12/12/2022312/13/202222012/12/20223412/13/202222112/12/20223512/13/202222212/12/2022363、嘧啶核苷酸的合成與相互轉(zhuǎn)變12/13/20222233、嘧啶核苷酸的合成與相互轉(zhuǎn)變12/12/202237除脫氧胸苷酸，大多數(shù)合成是在NDP的基礎(chǔ)上進行（三）脫氧核糖核苷酸的合成1、核糖核苷酸的還原12/13/2022224除脫氧胸苷酸，大多數(shù)合成是在NDP的基礎(chǔ)上進行（三）脫氧核糖2、dTMP的合成12/13/20222252、dTMP的合成12/12/202239(四)NMP→NDP、NTP生物合成和能量轉(zhuǎn)換中，核苷酸的活潑形式是NDP和NTP12/13/2022226(四)NMP→NDP、NTP生物合成和能量轉(zhuǎn)換中，核苷酸的活12/13/202222712/12/202241脫氧胸苷酸的合成12/13/2022228脫氧胸苷酸的合成12/12/202242氟尿嘧啶(FU)氨基蝶呤氨甲蝶呤胸苷酸合成的抗代謝物作用機理12/13/2022229氟尿嘧啶(FU)氨基蝶呤胸苷酸合成的抗代謝物作用機理12/15－氟尿嘧啶氨甲蝶呤嘧啶類抗代謝物結(jié)構(gòu)12/13/20222305－氟尿嘧啶氨甲蝶呤嘧啶類抗代謝物結(jié)構(gòu)12/12/20224各種核苷酸合成的相互關(guān)系12/13/2022231各種核苷酸合成的相互關(guān)系12/12/202245磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑:主要途徑嘌呤+PRPP嘌呤核苷酸+PPi（四）嘌呤核苷酸合成的補救途徑12/13/2022232磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑:主要途徑（四）嘌呤核苷酸合成的補救途徑12/13/202223312/12/202247磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺乏與Lesch-Nyhan綜合癥HGPRT（次黃嘌呤－尿嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶）缺乏2～3歲，患兒，咬手指和嘴唇，智力缺陷，常痙攣，痛風，活20歲左右不能進行補救途徑，從頭合成速度加快尿酸積累結(jié)石，痛風自殘（？）12/13/2022234磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶缺乏與Lesch-Nyhan綜合癥12/12/（五）嘧啶核苷酸合成的補救途徑12/13/2022235（五）嘧啶核苷酸合成的補救途徑12/12/202249四.DNA生物合成（一）分子遺傳的中心法則

DNA是遺傳信息的儲存和發(fā)布者，在遺傳信息的傳遞中處于中心地位1958年，Crick，“中心法則”（Centraldogma)12/13/2022236四.DNA生物合成（一）分子遺傳的中心法則生物的遺傳信息以密碼的形式貯存在DNA分子上（特定的核苷酸排列順序）細胞分裂，DNA復(fù)制，遺傳信息→子代細胞。子代細胞生長發(fā)育遺傳信息（轉(zhuǎn)錄）→RNA→氨基酸順序（翻譯）蛋白質(zhì)執(zhí)行多樣的生物學功能后代表現(xiàn)出與親代極為相似的遺傳特征12/13/2022237生物的遺傳信息以密碼的形式貯存在DNA分子上12/12/2012/13/202223812/12/202252復(fù)制Replication：

以DNA雙鏈為模板，按照堿基配對原則，合成出與親代DNA分子相同的兩個雙鏈DNA分子的過程基本概念轉(zhuǎn)錄（Transcription)：

以DNA為模板，按照堿基配對原則，合成出一條與模板DNA鏈互補的RNA分子的過程12/13/2022239復(fù)制Replication：基本概念轉(zhuǎn)錄（Transcr逆轉(zhuǎn)錄（ReverseTranscription)：以mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶的作用下合成DNA的過程翻譯（Translation)：以mRNA為模板，合成出具有特定AA順序的Pr肽鏈的過程12/13/2022240逆轉(zhuǎn)錄（ReverseTranscription)：翻譯（中心法則（CentralDogma)：說明DNA、RNA和蛋白質(zhì)之間信息傳遞關(guān)系的法則即：遺傳信息：決定生物結(jié)構(gòu)、性狀和代謝類型的特殊的生物指令12/13/2022241中心法則（CentralDogma)：遺傳信息：12/12（二）DNA的復(fù)制1、DNA生物合成的機理12/13/2022242（二）DNA的復(fù)制1、DNA生物合成的機理12/12/2022、DNA復(fù)制的基本規(guī)律1）半保留復(fù)制(semi-conservativeReplication)DNA復(fù)制過程中，新形成的DNA分子的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈是新合成的，這種復(fù)制方式～生物學意義：生物的遺傳特性，保持相對穩(wěn)定性12/13/20222432、DNA復(fù)制的基本規(guī)律1）半保留復(fù)制(semi-co12/13/202224412/12/20225812/13/202224512/12/2022592）復(fù)制的多模式