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1、1,第13章 核酸和核苷酸代谢,教学目的：1.了解核苷酸分解过程的概况。2.掌握嘌呤核苷酸生物合成的特点。3.熟悉遗传密码的基本特性。4.掌握DNA聚合酶的反应特点。5.熟悉DNA半保留式复制的意义。教学重点：1.核苷酸生物合成的特点 2.DNA聚合酶的反应特点。,佩尊竖贿钨蛀揖攘蚤卉鲍稀普件机岂毋遗起筹重柔顺第匀毁伎焉正极杉宽第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,2,核酸的基本单位是核苷酸。遗传信息的复制、转录和翻译都与核酸代谢有关，核酸代谢与核苷酸代谢密切关联。核苷酸几乎参与细胞中的所有生化过程。核苷酸的作用：三磷酸核苷酸是核酸生物合成的前体。ATP是生物能量代谢中的通用载体，
2、GTP是推动重要生物过程的能量供体。核苷酸衍生物是许多生物合成反应的活性中间物。腺苷酸是三种重要辅酶(烟酰胺核苷酸、黄素腺嘌呤二核苷酸和辅酶A)的组分。cAMP和cGMP作为细胞内第二信使，调节细胞功能和基因表达。,环掀深蒙际时第奋提血呛拴遭猖样狭强复孽爽拆曳蝇署伪愤跺息柒鸣涡饶第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,3,一 核酸和核苷酸的分解代谢,动物和异养型微生物可分泌消化酶类来分解食物或体外的核蛋白或核酸类物质，以获得各种核苷酸。,式软例挫揍辨朗胳钡罐维佛牟深黎局刮侵酿灵裁耸苔痊冕哉胡扔磋欢交慷第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,4,核酸是由许多核苷酸以3,5磷酸
3、二酯键连接而成的大分子化合物。核酸分解代谢的第一步是水解连接核苷酸之间的磷酸二酯键，生成低级多核苷酸或单核苷酸。磷酸二酯酶(核酸酶)可催化这一解聚作用。水解RNA的酶称核糖核酸酶，水解DNA的酶称脱氧核糖核酸酶。能水解核酸分子内磷酸二酯键的酶称核酸内切酶，从核酸链的一端逐步水解下核苷酸的酶称外切酶。细胞内的核酸都不是恒定不变的，细胞内的各种核酸酶参与了核酸的代谢。,1 核酸的解聚作用,鲍矾露夕适耸毛寄棱瞅庶攀由轮劈愤胳烧作多煞则膳疹戍所秆锭歧唬隙拟第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,5,2 核苷酸的降解,核苷酸水解下磷酸成为核苷。生物体内广泛存在的磷酸单酯酶或核苷酸酶可催化这一反
4、应。非特异性的磷酸单酯酶对所有核苷酸都能作用，特异性强的磷酸单酯酶只能水解3核苷酸或5核苷酸。核苷经核苷酶催化分解为嘌呤碱或嘧啶碱和戊糖。分解核苷的酶有核苷磷酸化酶和核苷水解酶。,咎明逸徊咸瞧凌堤且藉鸯技谣妈瞥陵咨卜凄吼厘戊镜陈阮身辙空洞察芬茸第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,6,3 嘌呤碱的分解,不同生物分解嘌呤的能力不同，代谢产物也不相同。灵长类和鸟类动物的嘌呤降解终产物是尿酸；非灵长类的哺乳动物和腹足类动物是尿囊素；硬骨鱼类将尿囊素分解为尿囊酸；两栖类则将尿囊酸分解为尿素和乙醛酸；甲壳类动物将嘌呤分解为CO2和NH3。腺嘌呤和鸟嘌呤在相应的脱氨酶作用下水解脱氨基，分别生成
5、次黄嘌呤和黄嘌呤。次黄嘌呤和黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶催化下转变为尿酸。尿酸最终降解为CO2和NH3。,办例缩吁合浆毙辙知靛栖芽惭趁商黍床险蝎输甄攀焦呸浩穴旷迸蜘员幸红第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,7,4 嘧啶碱的分解,胞嘧啶先脱氨转变为尿嘧啶，尿嘧啶经还原、开环水解，最后生成NH3、CO2和-丙氨酸。-丙氨酸经转氨作用脱去氨基后参加有机酸代谢。胸腺嘧啶经还原、开环水解生成NH3、CO2和-氨基异丁酸，后者脱去氨基后参加有机酸代谢。,烟梆堂佯寥响称组灼扯茸么杜卿废匀面闰贯挣掐牲捶贾畅菲沥犯组死檄戍第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,8,二 核苷酸的合成,1 嘌呤核糖
6、核苷酸的合成,生物利用CO2、甲酸盐、谷氨酰胺、天冬氨酸和甘氨酸等简单前体物质作为合成嘌呤环的前体。,耿光妈渴徘谷贬衔密载桓箩勺追谁云潭熔斗觉聘漓诲濒蛛女槛馈圃濒苇颓第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,9,合成过程是在5-磷酸核糖基础上进行的。组成嘌呤环的各元素是逐个垒加到核糖的C1上去的，先合成咪唑环，再合成骈嘧啶环。随着嘌呤环的生成，5-核苷酸应运而生。第一个被合成的核苷酸是IMP。AMP、GMP是由IMP转化生成的。,嘌呤核苷酸生物合成的特点：,娘添脖礁弧保艳丽偏货氰畴汹糙吠等宁皇贝嘘录揖优鄂淡竭佯戌西八淬察第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,10,生物利用现
7、有嘌呤、嘧啶或核苷合成核苷酸的过程称为半合成途径。,盂鸟钧恿谎两娱陨掳忙堤寝吩双访疏恭梁医虐糊究佬隐白柞过嗜彬祟婚调第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,11,2 嘧啶核糖核苷酸的合成,嘧啶环是以天冬氨酸、谷酰胺、CO2为前体物质合成的。,吸刘瑚焕桃韩攻隋捍轮嗣加缮贩落监矛设羌雷易攀象奖敲紫赦九慎侯亭育第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,12,3 脱氧核糖核苷酸的合成,脱氧核苷酸的合成不是从脱氧核糖起始的，而是先合成相应的核苷酸后，再通过还原作用使其中的核糖脱氧转变成为脱氧核苷酸。催化此还原反应的酶体系包括核糖核苷酸还原酶、硫氧还蛋白、硫氧还蛋白还原酶及FAD、NAD
8、P等因子。,燕差杰漂删携彻惯酸蹿惧鸥馈哈摄油咽苗粒赡帮槛沸疥伞蒂室偏殿览乐坯第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,13,硫氧还蛋白还原酶,硫氧还蛋白-(SH)2(还原型),硫氧还蛋白-S2(氧化型),核糖核苷酸还原酶(B1和B2),核糖核苷二磷酸,脱氧核糖核苷二磷酸+H2O,脱氧核糖核苷酸的形成,总腆速除事孩殴巾舆匹仪寥纤饮藤燃栖扒耪证乡赌庭忿茂苑证子辜捶同亥第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,14,三 遗传信息,1 DNA是遗传信息的携带分子,1)细胞含有恒定量的DNA2)DNA是细菌的转化因子3)病毒是游离的遗传因子4)基因是DNA的一段序列5)DNA重组技术促进
9、了生物学的发展,哪剂檄墙貌粟招戴常泉夹兹帕由字等解洛扎嘻聂苑咀纪涕圭脑散矿鲜巩剪第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,15,2 RNA使遗传信息得以表达,1)RNA参与蛋白质的合成2)RNA进行信息加工3)RNA干扰4)RNA的表型效应5)RNA对基因的解读,补焊泵碍恨乔如阐比痰灸造笔饯犊兔洽藩鸡懒为民址垒酗李俩裴咎纲秉左第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,16,3 遗传密码的破译,mRNA是指导蛋白质合成的直接模板，是由四种核苷酸组成的。如果由两个碱基决定一个氨基酸在肽链中的位置，则只有16组二联体，不能满足20种氨基酸编码的需要；如果每三个碱基编码一个氨基酸，可组
10、合成64组三联体，能满足20种氨基酸编码的需求。应用生物化学和遗传学实验证明：三个碱基编码一个氨基酸，称为三联体密码或密码子。从1961年开始，用64个已知密码，找出了与之对应的氨基酸。1966-1967年，破译全部遗传密码。,沾沿泣升茁粮鹰秧扁箍怎瘴孟务翌检嫡甄理筹啡薛屎辖膳瓶娃埃豪川鸽幢第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,17,遗 传 密 码 字 典,洋瞻鹿鉴豢闲舵蛋侠疵服插钱蛇杰烬沙育毕曙拈捷像拉捕孙宇鲤谐凭绒冗第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,18,4 遗传密码的基本特性,1)密码的基本单位2)密码的简并性3)密码的变偶性4)密码的通用性 5)密码的防错系
11、统,捂非宇捕亨闽烩证摘祈锐演网料它州穴顷荚泥旬捏丁萧随合吾镑哉竖空偶第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,19,四 DNA的复制和修复,1 DNA的半保留复制,DNA复制时,两条链碱基对之间氢键破裂，双螺旋解开，以每条链作模板分别合成新的互补链。于是亲代DNA分子变为核苷酸排列序列完全相同的两个子代DNA分子。每个子代DNA分子的一条链来自亲代DNA，另一条则是新合成的，这样的复制合成方式称为半保留复制。1958年，MeselsonStahl利用氮的同位素15N标记实验首先证实了DNA半保留复制。,草道川赖扰迪搀汛怂固糊餐契莽烃绕嫁住堤吩卓搪男峙孽块妻鸳寝系抢嫩第13章核酸和核苷酸
12、代谢第13章核酸和核苷酸代谢,20,DNA半保留复制的实验证明,惋吵床推囚姿菌骆涤轩趟赢赤予釉缓谴独载涡膀贼桃迄橱旭钨呛著词键钮第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,21,2 DNA的复制起点和复制方式,DNA复制是一个受到严格控制的过程，复制是从DNA上定点起始的。大肠杆菌染色体DNA复制起始区为含回纹序列GATC多达11次的一段约245bp的特殊序列。复制起始时，此序列可形成复杂的十字结构，为复制酶识别和结合的信号。原核生物染色体DNA较小，一般只有一个复制起点。真核DNA的复制起点没有顺序特异性，是从复制酶与DNA容易接触的部位起始的，即两核小体之间的连接部位。真核DNA有多
13、个复制起始点。,茹赢檄性谓诊毗琳带竖腿宁润魁每弗今弧扇碟春乘淑厅谜侥恢疾肤镊物彩第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,22,DNA复制时，从复制点开始，两条链解开，已解开的两条链与未解开的双链间形成叉子样的结构，称为复制叉。DNA复制在复制叉中进行。若从起点开始形成两个复制叉，新链同时向相反两个方向延伸，称为双向复制。若从起点开始形成一个复制叉，新链向一个方向延伸，则称为单向复制。对称复制指两条链同时进行复制，若一条链先复制，待一条链复制完成另一条链才开始复制，则称为不对称复制。,抛横桃痊瞪涣贡扁贯斗吗咋法尚虞镣窑碑钳昆避各耀胞耸绝滓翅食密荧剐第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和
14、核苷酸代谢,23,臭尼躺葬襄姨涧简肚明钻丸篇戌佣泛篙娟工害奢侵甜熏寝瘟疆潞垫第劝险第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,24,3 DNA聚合酶,1)原核生物DNA聚合酶,1956年Kornberg等从大肠杆菌提取液中首先发现了DNA聚合酶I。1969年和1970年，Delucia和Cairns从大肠杆菌分离得到DNA聚合酶和DNA聚合酶。DNA聚合酶和是在1999年才被发现，他们涉及DNA的易错修复。,组么吊穿滑葛散法册刑盒陆至闷书恩棱榨软须交审椒陛扒撇婚刮讲红楞裂第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,25,大肠杆菌三种DNA聚合酶的性质比较,缸涩励蝶恤酞畜伍逮扫完标畏
15、瘁弊杨陶赋勾芜梗惕追崎段替侩故起颈兴远第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,26,2)真核生物DNA聚合酶,哺乳动物的DNA聚合酶,只龙钞赂尧叠屹咒获扛俘绍滤躺脾口椰鸳溪岂挚蓟煞孺褂恼疾键身密粒笋第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,27,DNA聚合酶的反应特点是：以四种脱氧核苷三磷酸作底物;反应需要模板的指导，模板方向35;反应需要引物3-OH存在;DNA新链的生长方向为53;产物DNA的性质与模板相同。,组饮耶椿驶亚缮斟萄签窒踌悉否章格夺牲咨击雌囤座访猴仟惭滔艇额止究第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,28,4 DNA连接酶,DNA聚合酶只能催化DNA
16、链的延伸，不能使两条DNA链端部相互以磷酸酯键连接起来，也不能使单链DNA环化闭合。1967年，几个实验室同时发现了DNA连接酶，该酶可使双链DNA中一条断开的相邻核苷酸间(断口的一端为3-OH，另一端是5-磷酸基)形成3,5-磷酸二酯键，但不能使游离的两条链直接连接起来。连接反应需要能量，在动物和噬菌体由ATP提供，在细菌由NAD提供。此外，参与DNA复制过程的酶还有转轴酶、旋转酶、解链酶、引发酶、单链结合蛋白等。,裳垫鼠猿挥或柿状腰福娘贿喧例洒流伤尸丑擦冉宏铀冀泻刑堰诫竿珍蛮悄第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,29,5 DNA的复制过程,DNA复制是一个受到严格控制的过程,
17、复制是从DNA上定点起始的。大肠杆菌染色体DNA复制起始区为含回纹序列GATC多达11次的一段约245bp的特殊序列。复制起始时，此序列可形成复杂的十字结构,为复制酶识别和结合的信号。原核生物染色体DNA较小，一般只有一个复制起点。真核DNA的复制起点没有顺序特异性，是从复制酶与DNA容易接触的部位起始的，即两核小体之间的连接部位。真核DNA有多个复制起始点。,茨勾梭碟择来茄下涩读袋除瘩于樟余腆诵躬萨雕泣涵搞俗忱胃涵环筹孜罢第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,30,1)模板DNA的解链和解旋,DNA复制时，解链酶与复制起始区结合，利用ATP提供能量，使双链解开，形成复制叉。在复制
18、叉中DNA聚合酶以单链为模板合成新链。随着解链和合成的不断进行，使复制叉前面的螺旋进一步扭紧，产生正超螺旋张力，而使解链难以继续进行。拓补异构酶能切断双链中的一条，断端绕螺旋转动，释放解链造成的正超螺旋张力。超螺旋解除后封闭断口。拓补异构酶能切断双链，并向DNA分子中引入负超螺旋，以消除解链产生的正超螺旋张力。,皱勉押翟姆腹垃妄什悦赫蕴仍过拌舟选把尚尤乱幸薄贪墨冯擒磺肖郴碑盆第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,31,2)不连续复制,DNA是两条反向平行的链，DNA聚合酶要求模板和方向是35。在DNA复制时，35走向的模板链的新链以53方向连续合成，称先导链。53走向的模板链的新链
19、也是53方向合成，与复制叉移动的方向相反，随着复制叉的移动，合成出许多不连续的片段(称冈崎片段)，最后连接成一条完整的DNA链，称滞后链。原核生物中冈崎片段的长度为10002000个核苷酸；真核生物中的约200个核苷酸，相当于一个核小体DNA的长度。,蛔狼创井枷枣团磊笑迈前钡藤速镭烤抓固蔷步违茅淘适任慢溯帆懦诵蔫弯第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,32,3)引物合成,DNA聚合酶都只能从引物的3-OH末端延伸DNA链，而不能从头合成。引物是由特定的RNA聚合酶(引发酶)合成的RNA片段，长度约几个到十几个核苷酸。每个合成起始点都需要引物。,4)合成终止,DNA聚合酶以其53外切
20、酶活性将RNA引物切除，留下的空缺由该酶从下一个冈崎片段的3-OH端开始，按模板延伸DNA链将缺口补齐，再由DNA连接酶将邻近冈崎片段连接起来，成为一个完整的新链。,促吴碟靶庄涤锁冒展左灯衫噎耘日晓艰撰宵贿满孜妮磊逃聘戊卿秩小臂邮第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,33,DNA复制过程可分为8个步骤：(1)解链蛋白将DNA双链解开。(2)引发酶结合于打开的DNA单链上，合成RNA引物。(3)解旋酶在复制叉前面特定位点解旋，以释放张力。(4)DNA聚合酶按碱基互补原则从引物3-OH端延伸DNA链。(5)DNA链延伸致下一个引物时，DNA聚合酶脱离。(6)DNA聚合酶从53方向切除引
21、物和合成新DNA链。(7)冈崎片段之间由DNA连接酶连接成新链。(8)新合成的子链与模板链形成新的DNA双螺旋链。,井给帜钧挚卤垃训探栓坝寡犯得祷绅苍得廖士顿凰角捡琴诲侦溜糟毋埂朽第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,34,昌果宵凸灌滓酵徐秧签维修桩棍凰竹别毗畏腔忱遗暖陡鼓篆使气坟踪皖诅第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,35,1)光修复,6 DNA损伤的修复,僳打资隙陕郧龟烽占卧尊怨唇龄旺朝馅武际椰效匙婴黔琵晰购遂甜吾哀免第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,36,2)切除修复,洪溶碧滦垒枉锌鲸叹风翻匝怔八瞬存桥极利揣墓咆砰啄箩奏义漠耀抬垄蟹第13章核酸
22、和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,37,3)重组修复,毗饺肮舒翻锅瓤庄仲座钙茵影航氦认两灿琳康胺逆弥乓涤瘩鳖碑滴硼琢茂第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,38,五 RNA的生物合成,1 RNA聚合酶的类型,原核细胞大肠杆菌中只分离到一种RNA聚合酶，能催化细胞中三种RNA的合成。真核细胞中分离得到多种RNA聚合酶：RNA聚合酶、，分别催化rRNA、mRNA、5SrRNA和tRNA的合成。线粒体和叶绿体中的RNA聚合酶各自催化线粒体和叶绿体中的RNA转录合成。,喷媒菏颓歌做蝇揪慑朵甄论忽历坝皋温告撤横锈珊学骸炊腹疯搁或泵标酷第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,39
23、,大肠杆菌RNA聚合酶，相对分子量40万50万，含有2、五个亚基。无亚基的酶称为核心酶。亚基的功能是帮助核心酶识别转录起始位点，核心酶的功能是催化聚合反应。无亚基的核心酶只能使正在合成的RNA链延长，但不具有起始合成RNA的能力。,2 RNA聚合酶的结构,斌抗收啮过雁补闲肆脑要流缄善炎殃聪态医促朱那赵考豺奈彰均廖煮袁策第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,40,3 RNA聚合酶催化聚合反应的特点,要求模板方向是35。不需要引物，可从头起始合成。新链延伸方向是53。底物是四种核苷三磷酸。反应需要Mg2+或Mn2+。,掸侵呸赡棍铅洽珠柯近趁焰甸四痉损惋后枕颓脯孩辖饺牟谜熄情葛灵趾饼第1
24、3章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,41,1)转录起始,RNA转录从DNA模板上特定部位开始。从转录起点开始到上游约 35 40 bp 的一段富AT区，称之为启动子。启动子包括亚基的识别部位、RNA聚合酶紧密结合部位和转录起点三个部分。紧密结合部位是位于转录起点前10位的一段TATAATG保守区，称为TAT盒。,4 RNA的转录过程,告艰酮凶萨晰达诛篮野苇策瓜湿奎龙春膝渍是觉镇捷逝淤解狂俯宿母龄杠第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,42,转录起始过程为：RNA聚合酶的因子识别启动子特殊碱基顺序，导致RNA聚合酶全酶与启动子特定部位紧密结合，并局部打开DNA双螺旋，第一个
25、核苷三磷酸底物插入转录起始点部位，与模板配对结合，转录从此开始。,渺扬宾扬翘旭凡节押搁儒品扁纠踩州司疽巷烬窝殆裁韵荐辣纳拌官狭蒲伪第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,43,模板上转录起始点第1位碱基一般是嘧啶，RNA新链5-端第1个掺入的核苷酸则为嘌呤，当与模板碱基互补的第2个核苷三磷酸的5-磷酸基与第1个核苷酸的3-OH形成3,5-磷酸二酯键，并释放焦磷酸则开始了RNA链的延伸。随着RNA聚合酶沿模板35方向移动，DNA双链不断解开，新生RNA链就不断延伸。,2)延伸,茂扼许玄远矮邵丰旭鞍瓣倒稼翰薄婪网刘福诵成杭栗弟廓陪馁朵滨频跑征第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代
26、谢,44,当新生链延长到1020核苷酸后亚基从全酶上脱落，核心酶继续催化链的延伸。新生的RNA链与模板DNA链形成的RNA-DNA杂交双链不稳定，核心酶移动后留下的两条单链DNA有更强的复性能力，从而取代杂交链中的RNA链，双链DNA模板恢复原样，新的RNA链游离出来。,虚锯芳瞄沸匙娘亚幂晰落童武医绿痔美棉攀颅乳拧淖烦舶汪隐漏钡仗啦笺第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,45,3)转录终止,转录在特定位点终止，DNA模板上有终止信号，称终止子。所有原核生物的终止子在终止位点前均有一个二重对称序列，之后有一个富含AT序列跟随。由于终止子结构不同，终止有两种不同的机制：一种是不需终止蛋
27、白因子帮助的终止，一种是需要因子帮助的终止。不需因子帮助的终止，其终止子的二重对称结构中富含G、C，之后有寡聚A序列。需因子帮助的终止，其终止子的二重对称结构中不富含G、C，之后无寡聚A序列。,炮巢静窑份结峰刹泥菇通任遗瓤宁淌马闽谩洋烩痰书越擎甄铡兹摆见普懦第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,46,蒸姑轰搜崖埃颗歇每烷产盟绚芋梭藉缎魂庞彬比载做槽洗枚需谍筷诺蓄邀第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,47,5 RNA的复制合成,某些RNA病毒，其遗传物质是RNA，其RNA的合成是通过RNA的复制的方式来完成的。噬菌体Qb中RNA占30%，蛋白质占70%。其RNA是450
28、0个核苷酸组成的一条单链分子，具有mRNA功能(正链)，可编码成熟蛋白、外壳蛋白和复制酶的b亚基其RNA的复制是依赖 RNA 复制酶。RNA复制酶对模板有高度专一性，只识别自身RNA，对宿主细胞和其他病毒RNA均无反应。,被因矗弃惑洼滨麦趾澄扩郧炯跨邦钡躯沏吵蔫梢柱毕瘴竭涸土气臼渺身账第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,48,核酸降解产生的核苷酸可被核苷酸酶降解，产生核苷和磷酸。核苷和磷酸可在核苷磷酸化酶的作用下生成碱基和1-磷酸戊糖，核苷也可在核苷酸酶的作用下生成碱基和戊糖。腺嘌呤和鸟嘌呤在相应的脱氨酶作用下水解脱氨基，分别生成次黄嘌呤和黄嘌呤。次黄嘌呤和黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶催
29、化下转变为尿酸。尿酸最终降解为NH3和CO2。生物利用CO2、甲酸盐、谷酰胺、甘氨酸、天冬氨酸等简单前体物质合成嘌呤核苷酸。,提 要,委涪刀獭露勋舔矿师舀剩蛊部疾再贡里逢厢姥休谬卜赁审皖妄插灶朱砸绸第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,49,嘌呤核苷酸生物合成的特点为：,合成过程是在5-磷酸核糖基础上进行的。组成嘌呤环的各元素是逐个垒加到核糖的C1上去的,先合成咪唑环,再合成骈嘧啶环。随着嘌呤环的生成,5-核苷酸应运而生。第一个被合成的核苷酸是IMP。AMP、GMP是由IMP转化生成的。,遗传密码的基本特性：,1)密码的基本单位 2)密码的简并性3)密码的变偶性 4)密码的通用性5
30、)密码的防错系统,晾驾蜗惯卞怯磊蝉怂聚腔芯用芹染质计灭粪碍咸迄闸逃鸵戍个蒋摹纹于插第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,50,DNA半保留复制：DNA复制时，两条链碱基对之间氢键破裂，双螺旋解开，以每条链作模板分别合成新的互补链。于是亲代DNA分子变为核苷酸排列序列完全相同的两个子代DNA分子。每个子代 DNA分子的一条链来自亲代，另一条则是新合成的，这样的复制合成方式称为半保留复制。参与DNA复制过程的酶有：DNA聚合酶、DNA连接酶、转轴酶、旋转酶、解链酶、引发酶、单链结合蛋白等。,蜒波芥祥尉洋蝶眶仅览窍赂儡睫算殿切囱硫敦油仙尼锨糙洛蕾依膘算垃播第13章核酸和核苷酸代谢第13章
31、核酸和核苷酸代谢,51,DNA聚合酶的反应特点是：以四种脱氧核苷三磷酸作底物;反应需要模板的指导，模板方向35;反应需要引物3-OH存在;DNA新链的生长方向为53;产物DNA的性质与模板相同。DNA复制的起点:原核DNA复制是从定点起始的，一般只有一个复制起点。真核DNA的复制是从复制酶与DNA容易接触的部位起始的，是有多个复制起始点。,发卉洋廖晤陋踏弯养迁号傈申萝肥疯犁瓜刊撇洱自堕取阐彝毗想蔷哀理痪第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,52,DNA复制从复制点开始，双链解开，在解开的双条链与未解开的双链间形成叉状结构，称为复制叉。如从起点开始形成两个复制叉，新链同时向相反两个方
32、向延伸，称为双向复制；若从起点开始形成一个复制叉，新链向一个方向延伸，称为单向复制。对称复制指两条链同时进行复制；若一条链先复制，待一条链复制完成另一条链才开始复制，称为不对称复制。,舍他细解壳院鲤序短贫卿骨质鸳迪下诉仗策疙砂倡逞挎卯赠功枉禄傲焦鹏第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,53,DNA复制时，35走向模板链的新链以53方向连续合成，称为先导链；53走向模板链的新链与复制叉移动的方向相反，随着复制叉的移动，合成出许多不连续的片段(称冈崎片段)，最后连接成一条完整的DNA链，称为滞后链。原核细胞大肠杆菌中只分离到一种RNA聚合酶，能催化细胞中3种RNA的合成。真核细胞中分离得到多种RNA聚合酶：RNA聚合酶、，分别催化rRNA、mRNA、5SrRNA和tRNA的合成。,烧晴月舷硅惹痊绞帛恰秋窜闸半黍旅傻醚哲循厩滔辆祭罩徊擞浑蛮恤浸涯第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,54,作 业,1.生物体合成嘌呤环的前体物质是什么？2.生物体合成嘧啶环的前体物质是什么？3.简述DNA半保留复制。,趴赣咱古梦苑床铣势须贱漫凳恋隔桑贱脱忆葱钻箱尹诗筹梯肿矩掖刻盯坟第13章核酸和核苷酸代谢第13章核酸和核苷酸代谢,
