DNA的生物合成

“DNA分子在生物体内通过酶促聚合反应合成,即DNA的生物合成。DNA的生物合成有DNA指导的DNA合成(复制)、RNA指导的DNA合成(反转录合成)以及修复合成三种方式

DNA的生物合成

• 原核（细菌）大肠埃希菌
• 真核：酵母菌、人
• DNA合成的特征
  • 半保留复制
    • 放射性标记2：2∧n-2
  • 双向复制
    • 单复制子（原核生物）
      • 多顺反子（原核转录、翻译）
    • 多复制子（单核生物）
      • 单顺反子（单核转录、翻译）
  • 半不连续性复制
    • 子链
      • 前导链：与解链方向一致的连续合成
      • 后随链：不连续合成→冈崎片段
• DNA复制的酶
  • 底物dATP、dCTP、dGTP、dTTP
  • DNA聚合酶：依赖DNA的DNA的聚合酶
    • 原核生物：聚合酶ⅠⅡⅢ
      • 5’→3’聚合酶活性
      • 3‘→5’核酸外切酶活性（校对功能）
      • 5‘→3’核酸外切酶活性（Ⅰ→填补缺口)
      • Ⅲ起主要作用（复制）
    • 真核生物：αβγδε
      • δ起主要作用
      • α引物酶
      • ε填补缺口
  • 核酸
  • 引物
• 方向问题
  • 5‘→3’
  • N→C（蛋白质方向）
• 原核生物复制起始
  • DnaA：辨认复制起始点
  • DnaB：解螺旋酶
  • DnaC:辅助B
  • 拓扑异构酶：解开超螺旋防止打结、理顺连接DNA链
  • DnaG：引物酶（勾引）
  • SSB:单链结合蛋白
• DNA复制过程
  • 原核（三长=复制子长+引物长+冈崎片段长）、催化效率高
  • 真核（三短）、催化效率低
• 逆转录
  • 逆转录酶（依赖RNA的DNA聚合酶）
    • 以RNA为模板聚合dNTP
    • RNA酶活性
    • DNA为模板聚合dNTP
  • 逆转录病毒：HIV
  • 过程
    • RNA→①DNA→水解RNA→②DNA
  • 意义
    • 补充了中心法则
    • 加深RNA病毒致癌，肌肉瘤的认识
    • 逆转录进行基因工程→目的基因
• 引物（RNA）的合成
  • DnaG 、DNA聚合酶α（本质上是RNA聚合酶）
  • 需要引物的过程
    • DNA复制
    • 逆转录
• 冈崎片段处理
  • RNA酶（水解引物）→填补空隙（DNA聚合酶Ⅰ、DNA聚合酶ε）→DNA连接酶
• 端粒酶、端粒
  • 端粒：防止DNA复制中的缩短
  • 端粒酶：逆转录酶（RNA、蛋白质)
• DNA损伤（突变）与修复
  • 环境：嘌呤最容易脱落
  • 紫外线：形成嘧啶二聚体共价键（同一条链）
    • 光修复
  • 类型
    • 碱基错配（点突变）：镰刀细胞贫血（CTC谷氨酸→CAC缬氨酸）
    • 移码突变（非3n）
      • 碱基缺失
      • 碱基插入
    • 重组、重排
      • 急性早幼粒（15,17）
      • 慢粒（9,22）
      • 地中海贫血
• 碱基突变
  • 无义突变→突变为终止密码子→肽链变短
  • 错义突变→氨基酸突变、镰刀细胞贫血
  • 同义突变→简并性
• 修复
  • sos修复：紧急修复（精确差、错误高、校对差）
  • 光修复：紫外线嘧啶二聚体
  • 切除修复：也参加紫外线、需要解螺旋酶