核苷酸代谢与遗传信息的表达.ppt
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核苷酸核苷酸是构成核酸的基本单位,人体所需是构成核酸的基本单位,人体所需的核苷酸都是由机体的核苷酸都是由机体自身合成自身合成的。
的。
食物中的核酸或核苷酸类物质基本上不能食物中的核酸或核苷酸类物质基本上不能被人体所利用。
在核酸类物质的水解产物被人体所利用。
在核酸类物质的水解产物中,只有中,只有磷酸磷酸和和戊糖戊糖可被吸收利用。
可被吸收利用。
小肠单核苷酸胰核酸酶食物中核酸的消化食物中核酸的消化核苷酶小肠戊糖含氮碱核苷酸酶磷酸核苷小肠核蛋白胃HCl蛋白质核酸核苷酸类物质在人体具有多方面的生理功用:
核苷酸类物质在人体具有多方面的生理功用:
作为合成核酸的原料作为合成核酸的原料:
如:
如ATPATP,GTPGTP,CTPCTP,UTPUTP用于合成用于合成RNARNA,dATPdATP,dGTPdGTP,dCTPdCTP,dTTPdTTP用于合成用于合成DNADNA。
作为能量的贮存和供应形式作为能量的贮存和供应形式:
除:
除ATPATP之外,还有之外,还有GTPGTP,UTPUTP,CTPCTP等。
等。
参与代谢或生理活动的调节参与代谢或生理活动的调节:
如环核苷酸:
如环核苷酸cAMPcAMP和和cGMPcGMP作为激素的第二信使。
作为激素的第二信使。
参与构成酶的辅酶或辅基参与构成酶的辅酶或辅基:
如在:
如在NADNAD+,NADPNADP+,FADFAD,FMNFMN,CoACoA中均含有核苷酸的成分。
中均含有核苷酸的成分。
作为代谢中间物的载体作为代谢中间物的载体:
如用:
如用UDPUDP携携带糖基,用带糖基,用CDPCDP携带胆碱,乙醇胺或甘携带胆碱,乙醇胺或甘油二酯,用油二酯,用腺苷腺苷携带蛋氨酸(形成携带蛋氨酸(形成SASAMM)等。
)等。
核苷酸的代谢包括核苷酸的代谢包括核苷酸的代谢包括核苷酸的代谢包括合成代谢合成代谢合成代谢合成代谢和和和和分解代谢分解代谢分解代谢分解代谢。
体。
体。
体。
体内核苷酸的合成途径有二:
内核苷酸的合成途径有二:
内核苷酸的合成途径有二:
内核苷酸的合成途径有二:
1.1.1.1.从头合成途径从头合成途径从头合成途径从头合成途径:
利用磷酸核糖、氨基酸、:
利用磷酸核糖、氨基酸、:
利用磷酸核糖、氨基酸、:
利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料,经一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料,经一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料,经一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料,经一系列酶促反应合成核苷酸的过程。
是体内一系列酶促反应合成核苷酸的过程。
是体内一系列酶促反应合成核苷酸的过程。
是体内一系列酶促反应合成核苷酸的过程。
是体内核苷酸主要途径,肝脏是主要部位,在细胞核苷酸主要途径,肝脏是主要部位,在细胞核苷酸主要途径,肝脏是主要部位,在细胞核苷酸主要途径,肝脏是主要部位,在细胞液中。
液中。
液中。
液中。
2.2.2.2.补救途径补救途径补救途径补救途径:
指利用分解代谢产生的自由嘌指利用分解代谢产生的自由嘌指利用分解代谢产生的自由嘌指利用分解代谢产生的自由嘌呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。
呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。
呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。
呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。
这一途径可在大多数组织细胞中进行。
这一途径可在大多数组织细胞中进行。
这一途径可在大多数组织细胞中进行。
这一途径可在大多数组织细胞中进行。
一、核苷酸的合成代谢一、核苷酸的合成代谢
(一)、嘌呤核苷酸的合成代谢
(一)、嘌呤核苷酸的合成代谢1.1.嘌呤核苷酸的从头合成:
嘌呤核苷酸的从头合成:
通过利用一些简通过利用一些简单的前体物,如单的前体物,如5-5-磷酸核糖,氨基酸,一碳磷酸核糖,氨基酸,一碳单位及单位及COCO22等,逐步合成嘌呤核苷酸的过程等,逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为称为从头合成途径从头合成途径。
(11).合成部位:
这一途径主要见于合成部位:
这一途径主要见于肝肝,其次为其次为小肠和胸腺小肠和胸腺。
所有合成反应在。
所有合成反应在胞液胞液中中进行。
进行。
嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源CO2甲酰基(N5,N10-CH=FH4)甲酰基(N10-CHOFH4)天冬氨酸谷氨酰胺(酰胺基)甘氨酸(22).从头合成过程从头合成过程
(1)IMP的合的合成成
(2)AMP和和GMP的生成的生成(3)ATP和和GTP的生成的生成R-5-P(5-磷酸核糖)磷酸核糖)ATPAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P(磷酸核糖焦磷酸)(磷酸核糖焦磷酸)在谷氨酰胺、甘氨酸、在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下天冬氨酸的逐步参与下IMPAMPGMPH2N-1-R-5-P(5-磷酸核糖胺)磷酸核糖胺)谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺转移酶酰胺转移酶AMPADPATPADPATP腺苷激酶腺苷激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP鸟苷激酶鸟苷激酶ADPATP激酶激酶ATP和和GTP的生成的生成嘌呤核苷酸是在嘌呤核苷酸是在磷酸核糖磷酸核糖分子上逐步合成的。
分子上逐步合成的。
IMP的合成需的合成需5个个ATP,6个高能磷酸键。
个高能磷酸键。
AMP或或GMP的合成又需的合成又需1个个ATP。
(3).嘌呤核苷酸从头合成特点利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应,合成嘌呤核苷酸的过程,称过简单的反应,合成嘌呤核苷酸的过程,称为补救合成(或重新利用)途径。
为补救合成(或重新利用)途径。
2.嘌呤核苷酸的补救合成途径(11).定义定义腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(,HGPRT)腺苷激酶腺苷激酶(22).参与补救合成的酶参与补救合成的酶腺嘌呤腺嘌呤+PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤鸟嘌呤+PRPPHGPRTGMP+PPi(33).合成过合成过程程腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP(44).补救合成的生理意义补救合成的生理意义补救合成节省从头合成时的能量和补救合成节省从头合成时的能量和补救合成节省从头合成时的能量和补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。
一些氨基酸的消耗。
一些氨基酸的消耗。
一些氨基酸的消耗。
体内某些组织器官,如脑、骨髓等体内某些组织器官,如脑、骨髓等体内某些组织器官,如脑、骨髓等体内某些组织器官,如脑、骨髓等只能进行补救合成。
只能进行补救合成。
只能进行补救合成。
只能进行补救合成。
自毁容貌症自毁容貌症自毁容貌症自毁容貌症由于基因缺陷,由于基因缺陷,由于基因缺陷,由于基因缺陷,HGPRTHGPRTHGPRTHGPRT缺失,表现为尿酸缺失,表现为尿酸缺失,表现为尿酸缺失,表现为尿酸增高及神经异常。
自毁容貌症患者在发病时增高及神经异常。
自毁容貌症患者在发病时增高及神经异常。
自毁容貌症患者在发病时增高及神经异常。
自毁容貌症患者在发病时会毁坏自己的容貌会毁坏自己的容貌会毁坏自己的容貌会毁坏自己的容貌,用各种器械把脸弄得狰用各种器械把脸弄得狰用各种器械把脸弄得狰用各种器械把脸弄得狰狞可怕狞可怕狞可怕狞可怕.这种疾病患者常常被束缚在床上或这种疾病患者常常被束缚在床上或这种疾病患者常常被束缚在床上或这种疾病患者常常被束缚在床上或轮椅上轮椅上轮椅上轮椅上.自毁容貌症患者大多死于儿童时代自毁容貌症患者大多死于儿童时代自毁容貌症患者大多死于儿童时代自毁容貌症患者大多死于儿童时代,很少活到很少活到很少活到很少活到20202020岁以后岁以后岁以后岁以后.现有的医疗技术对此无现有的医疗技术对此无现有的医疗技术对此无现有的医疗技术对此无计可施计可施计可施计可施,而只能寄希望于基因治疗而只能寄希望于基因治疗而只能寄希望于基因治疗而只能寄希望于基因治疗.基因治疗基因治疗基因治疗基因治疗技术将大大提高人类的素质技术将大大提高人类的素质技术将大大提高人类的素质技术将大大提高人类的素质,降低新生儿遗降低新生儿遗降低新生儿遗降低新生儿遗传病的发生率传病的发生率传病的发生率传病的发生率.例如例如例如例如,对孕妇作例行的产前检对孕妇作例行的产前检对孕妇作例行的产前检对孕妇作例行的产前检查查查查,一俟发现尚在母腹中的婴儿患有遗传性一俟发现尚在母腹中的婴儿患有遗传性一俟发现尚在母腹中的婴儿患有遗传性一俟发现尚在母腹中的婴儿患有遗传性疾病疾病疾病疾病,则马上就可施行基因手术则马上就可施行基因手术则马上就可施行基因手术则马上就可施行基因手术.
(二)、嘧啶核苷酸的合成代谢
(二)、嘧啶核苷酸的合成代谢从头合成途径从头合成途径补救合成途径补救合成途径1.1.嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液主要是肝细胞胞液嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘧啶质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘧啶核苷酸的途径。
核苷酸的途径。
(11).定义定义(22).合成部位合成部位(33).嘧啶合成的元素来源嘧啶合成的元素来源氨基甲氨基甲酰磷酸酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸2.2.嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶胸苷激酶TMP+ADP(三)脱氧核苷酸的生成(三)脱氧核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上进行在核苷二磷酸水平上进行(N代表代表A、G、U、C等碱基)等碱基)dNDP+ATP激酶激酶dNTP+ADP二磷酸脱氧核苷二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶,核糖核苷酸还原酶,Mg2+还原型硫氧化还原型硫氧化还原蛋白还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧氧化型硫氧化还原蛋白化还原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶硫氧化还原蛋白还原酶(FAD)脱氧核苷酸的生成脱氧核苷酸的生成(3)TMP合酶合酶N5,N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2还原酶还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMPdTMP的生成的生成二、核苷酸的分解代谢二、核苷酸的分解代谢核苷酸核苷酸核苷酸酶核苷酸酶Pi核苷核苷核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶1-1-磷酸核糖磷酸核糖碱基碱基
(一)、嘌呤核苷酸的分解代谢
(一)、嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤核苷酸的分解首先是在嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶核苷酸酶的催化的催化下,脱去磷酸生成嘌呤核苷,然后再在下,脱去磷酸生成嘌呤核苷,然后再在核苷核苷酶酶的催化下分解生成嘌呤碱,最后在的催化下分解生成嘌呤碱,最后在黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶的作用下氧化生成的作用下氧化生成尿酸尿酸,再经尿液排,再经尿液排出体外。
出体外。
嘌呤碱的最嘌呤碱的最终终代谢产物代谢产物AMPAMPGMPGMPHH(次黄嘌呤)(次黄嘌呤)GGXX(黄嘌呤)(黄嘌呤)黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤核苷酸的分解代谢尿酸尿酸是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢的是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢的终产终产物物。
但在鸟类,尿酸则可继续分解产生。
但在鸟类,尿酸则可继续分解产生尿囊尿囊素素。
正常人血浆中尿酸含量约为正常人血浆中尿酸含量约为0.120.36mmol/L0.120.36mmol/L(26mg%)(26mg%)。
尿酸水溶性较差,当血浆中尿酸含量超过尿酸水溶性较差,当血浆中尿酸含量超过8mg%8mg%时,即可形成尿酸盐晶体。
时,即可形成尿酸盐晶体。
痛风症痛风症患者由于体内患者由于体内嘌呤核苷酸分解代谢异嘌呤核苷酸分解代谢异常常,可致血中,可致血中尿酸水平升高尿酸水平升高,以,以尿酸钠尿酸钠晶体晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾,临床上表沉积于软骨、关节、软组织及肾,临床上表现为皮下结节,关节疼痛等。
现为皮下结节,关节疼痛等。
(二)、嘧啶核苷酸的分解代谢
(二)、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱嘧啶碱1-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸核苷核苷核苷酸酶核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶嘧啶碱的降解过程主要在嘧啶碱的降解过程主要在肝细胞肝细胞中进行。
中进行。
不同类型的嘧啶碱,其分解代谢的途径和终产物不不同类型的嘧啶碱,其分解代谢的途径和终产物不同同。
胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基异丁酸脲基异丁酸-氨基异丁酸氨基异丁酸H2O丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoATAC肝肝尿素尿素甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATAC糖异生糖异生三、核苷酸的抗代谢物能够抑制核苷酸合成的一些抗代谢药物,通能够抑制核苷酸合成的一些抗代谢药物,通常是属于嘌呤、嘧啶常是属于嘌呤、嘧啶、氨基酸氨基酸、叶酸和叶酸和核苷核苷的的类似物,主要通过对代谢酶的类似物,主要通过对代谢酶的竞争性抑制作竞争性抑制作用用,来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成,因而,来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成,因而具有抗肿瘤治疗作用。
具有抗肿瘤治疗作用。
(一)碱基类似物
(一)碱基类似物
(一)碱基类似物
(一)碱基类似物1.嘌呤类似物:
6-6-巯基嘌呤巯基嘌呤、6-6-巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌呤、8-8-氮杂鸟嘌呤氮杂鸟嘌呤等。
等。
2.2.嘧啶类似物:
嘧啶类似物:
主要的抗代谢嘧啶类似物是主要的抗代谢嘧啶类似物是5-5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-5-FUFU)。
)。
5-FU5-FU在体内可转变为在体内可转变为F-dUMPF-dUMP,其,其结构与结构与dUMPdUMP相似,可竞争性抑制相似,可竞争性抑制胸苷酸合胸苷酸合酶酶的活性,从而抑制胸苷酸的合成。
的活性,从而抑制胸苷酸的合成。
(二)
(二)氨基酸类似物:
氨基酸类似物:
氮杂丝氨酸类似谷氨酰胺,可抑制氮杂丝氨酸类似谷氨酰胺,可抑制CTPCTP的合成。
的合成。
临床上应用较多的氨基酸类似物包括氮杂丝氨和临床上应用较多的氨基酸类似物包括氮杂丝氨和6-6-重氮重氮-5-5-氧正亮氨酸。
氧正亮氨酸。
这些氨基酸类似物的分子结构与谷氨酰胺类似,因这些氨基酸类似物的分子结构与谷氨酰胺类似,因而可干扰谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用,抑而可干扰谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用,抑制嘌呤核苷酸的合成。
制嘌呤核苷酸的合成。
(三)(三)叶酸类似物叶酸类似物叶酸类似物包括叶酸类似物包括氨蝶呤氨蝶呤及及甲氨蝶呤甲氨蝶呤。
能竞争性抑制能竞争性抑制二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶,减少体内四氢叶酸,减少体内四氢叶酸的生成,使嘌呤核苷酸合成过程中所需一碳单位的的生成,使嘌呤核苷酸合成过程中所需一碳单位的供应受阻而抑制其合成。
供应受阻而抑制其合成。
(四)(四)核苷类似物:
核苷类似物:
阿糖胞苷阿糖胞苷和和环胞苷环胞苷属于核苷类似物,能抑制属于核苷类似物,能抑制CDPCDP还还原成原成dCDPdCDP。
第二节第二节第二节第二节DNADNADNADNA的生物合成的生物合成的生物合成的生物合成生物体内生物体内生物体内生物体内DNADNADNADNA的合成包括三个方面的合成包括三个方面的合成包括三个方面的合成包括三个方面:
1.1.1.1.以以以以DNADNADNADNA作为模板指导的作为模板指导的作为模板指导的作为模板指导的DNADNADNADNA合成称为合成称为合成称为合成称为复复复复制制制制,即将,即将,即将,即将DNADNADNADNA携带的信息传至子代携带的信息传至子代携带的信息传至子代携带的信息传至子代DNADNADNADNA。
2.DNA2.DNA2.DNA2.DNA合成也可以合成也可以合成也可以合成也可以RNARNARNARNA为模扳指导合成,为模扳指导合成,为模扳指导合成,为模扳指导合成,通常将其称作通常将其称作通常将其称作通常将其称作反转录作用反转录作用反转录作用反转录作用,见于见于见于见于RNARNARNARNA病毒。
病毒。
病毒。
病毒。
3.3.3.3.当各种因素引起当各种因素引起当各种因素引起当各种因素引起DNADNADNADNA损伤时,损伤损伤时,损伤损伤时,损伤损伤时,损伤DNADNADNADNA可进行修复合成,校正错误,完成正确合成可进行修复合成,校正错误,完成正确合成可进行修复合成,校正错误,完成正确合成可进行修复合成,校正错误,完成正确合成,以保持,以保持,以保持,以保持DNADNADNADNA结构的稳定性和遗传信息的结构的稳定性和遗传信息的结构的稳定性和遗传信息的结构的稳定性和遗传信息的准确性。
准确性。
准确性。
准确性。
DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代;通过转录和翻译,将遗传信息传递给蛋白质分子,从而决定生物的表现型。
DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。
在RNA病毒中,其遗传信息贮存在RNA分子中。
因此,在这些生物体中,遗传信息的流向是RNA通过复制,将遗传信息由亲代传递给子代,通过反转录将遗传信息传递给DNA,再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质,这种遗传信息的流向就称为反中心法则。
反映了从反映了从DNADNARNARNA蛋白质的遗传蛋白质的遗传信息主流,揭示了生物体内遗传信息的贮存、信息主流,揭示了生物体内遗传信息的贮存、传递和表达的规律传递和表达的规律。
转录RNA翻译蛋白质DNARNA(病毒)复制复制翻译蛋白质(病毒)反转录一、DNA的复制
(一)DNA复制的概念和方式1.复制的概念:
以亲代以亲代DNADNA为模板合成子代为模板合成子代DNADNA,将遗传信息准确地复制到子代,将遗传信息准确地复制到子代DNADNA分子上,这一过程叫分子上,这一过程叫复制。
复制。
2.2.复制方式复制方式:
半保留复制:
半保留复制以亲代以亲代DNADNA双链为模板以碱基互补方式合双链为模板以碱基互补方式合成子代成子代DNADNA,这样新形成的子代,这样新形成的子代DNADNA中,中,一条链来自亲代一条链来自亲代DNADNA,而另一条链则是新,而另一条链则是新合成的,这种复制方式叫合成的,这种复制方式叫半保留复制半保留复制。
半保留复制的实验证据半保留复制的实验证据:
19581958年年MeselsonMeselson和和StahlStahl用同位素用同位素15N15N标标记大肠杆菌记大肠杆菌DNA,DNA,首先证明了首先证明了DNADNA的半保的半保留复制。
留复制。
该实验首先将大肠杆菌在含该实验首先将大肠杆菌在含1515NN的培养基中的培养基中培养数代后,使其培养数代后,使其DNADNA中的碱基氮均转变中的碱基氮均转变为为1515NN。
然后将大肠杆菌移至只含。
然后将大肠杆菌移至只含1414NN的培的培养基中同步培养一代、二代、三代。
分别提养基中同步培养一代、二代、三代。
分别提取取DNADNA,作,作密度梯度离心密度梯度离心,将具有不同密,将具有不同密度的度的DNADNA分离开。
分离开。
DNADNA半保留复制的证据半保留复制的证据15N-DNA)DNADNADNADNADNA15N-DNA14N-DNA3.复制的原料:
以三磷酸脱氧核苷(dNTP即dATP、dCTP、dGTP、dTTP)为原料。
(二)参与
(二)参与DNADNA复制的酶类及蛋白因子复制的酶类及蛋白因子复制是在酶催化下的核苷酸聚合过程,需要多种酶和因子的共同参与。
1.DNA1.DNA拓扑异构酶拓扑异构酶:
拓扑异构酶对DNA分子既能水解又能连接磷酸二酯键,其主要作用是解开DNA超螺旋结构。
对DNA分子兼有内切酶和连接酶的功能,使DNA分子的紧密状态变为松弛状态,有利于DNA双链分开。
2.解链酶:
解链酶又称解螺旋酶,其作用是解开DNA双链。
解链酶能辨认复制的起始点并与之结合,先解开一小段DNA。
这一小段单链DNA可作为模板引导DNA新链的合成。
在DNA复制过程中,解链酶可沿着模板向着复制方向移动,逐渐解开双链。
每解开1个碱基对,需消耗2分子ATP。
3.单链DNA结合蛋白(SSB):
作为模板的DNA总要处于单链状态,因为符合碱基配对,解开的DNA单链又总会有形成双链的倾向,以使分子达到稳定状态和免受细胞内核酸酶的降解。
SSB能与解开双螺旋的DNA单链结合,在复制过程中防止单链重新形成双螺旋,保持单链状态以便于进行复制,同时还可以防止单链DNA被核酸酶水解。
SSB不象DNA聚合酶那样沿着复制方向向前移动,而是不断结合、脱离的。
4.引物酶复制是在一小段RNA引物的基础上加进脱氧核苷酸的。
催化引物合成的是一种RNA聚合酶,因它不同于催化转录过程的RNA聚合酶,遂称为引物酶。
在复制的起始点,在DNA模板链的指导下,以NTP为底物,按碱基配对原则,引物酶催化RNA引物的合成。
53355RNA引物5RNA引物5.DNA聚合酶DNA聚合酶又称DNA指导的DNA聚合酶(DDDP),其主要作用是在DNA模板链的指导下,以三磷酸脱氧核苷(dNTP即dATP、dCTP、dGTP、dTTP)为底物,按碱基配对原则,将三磷酸脱氧核苷逐个地加到寡聚核苷酸的3-末端上,并催化核苷酸之间3,5-磷酸二酯键的形成,从而将dNTP沿着53方向聚合成为多核苷酸。
在原核生物中,目前发现的在原核生物中,目前发现的DNADNA聚合酶有聚合酶有三种,分别命名为三种,分别命名为DNADNA聚合酶聚合酶(polpol),),DNADNA聚合酶聚合酶(polpol),),DNADNA聚合聚合酶酶(polpol),),这三种酶都属于具有多种这三种酶都属于具有多种酶活性的多功能酶。
酶活性的多功能酶。
参与参与DNADNA复制的主要是复制的主要是polpol和和polpol。
在真核细胞在真核细胞在真核细胞在真核细胞至少有至少有至少有至少有5555种种种种DNADNADNADNA聚合酶,分别聚合酶,分别聚合酶,分别聚合酶,分别称为称为称为称为DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶、。
DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶和和和和是是是是DNADNADNADNA复制时起主要复制时起主要复制时起主要复制时起主要作用的酶,作用的酶,作用的酶,作用的酶,DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶主要参与主要参与主要参与主要参与DNADNADNADNA损伤的修复,损伤的修复,损伤的修复,损伤的修复,DNADNADNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶存在于线粒体存在于线粒体存在于线粒体存在于线粒体内,参与线粒体内,参与线粒体内,参与线粒体内,参与线粒体DNADNADNADNA的复制。
的复制。
的复制。
的复制。
6666DNADNADNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶:
DNADNADNADNA连接酶能连接连接酶能连接连接酶能连接连接酶能连接DNADNADNADNA链链链链3-OH3-OH3-OH3-OH末端和相邻末端和相邻末端和相邻末端和相邻DNADNADNADNA链的链的链的链的5-5-5-5-磷酸末端,使磷酸末端,使磷酸末端,使磷酸末端,使二者生成磷酸二酯键,从而把两段相邻的二者生成磷酸二酯键,从而把两段相邻的二者生成磷酸二酯键,从而把两段相邻的二者生成磷酸二酯键,从而把两段相邻的DNADNADNADNA链链链链连接成完整的链,这一反应需消耗连接成完整的链,这一反应需消耗连接成完整的链,这一反应需消耗连接成完整的链,这一反应需消耗ATPATPATPATP。
作用作用作用作用:
在有模板指导的条件下,催化:
在有模板指
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- 核苷酸 代谢 遗传信息 表达