《生化通便-代谢by r9-303》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生化通便-代谢by r9-303（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、考拉在此祝大家考试顺利啊，题目渊源真的不明！但这是人家辛苦的结果嘛，名字依然保留！DNA 代谢.1 RNA 代谢.4 氨基酸，核苷酸及相关分子的生物合成 .8 蛋白质代谢.14DNA 代谢代谢一、DNA 复制 DNA 复制受控于一套基本规则 1DNA 半保留复制： 当细胞分裂 DNA 进行复制时，双螺旋结构解开而成为单链，按碱基互补配对原则合成新的互补链。子代 细胞中的 DNA 双链，其中一条单链完全重新合成，另一条单链是亲代链的完整保留。 2复制从一个起点开始，通常向两个方向进行。 3复制是一个高度协调的过程，母链的解旋和复制同时进行。 细菌 DNA 环的一端或两端都是活动点，被称作复制叉，
2、那里的亲代 DNA 解链，两条链同时进行复制。 细菌染色体的复制是双方向的，环的两端都具有活动的复制叉。 复制环总是开始于一个固定的位点，称为起始点。复制开始于起始点并双向同时进行。 4DNA 合成的 5-3方向性及半不连续性 DNA 新链的合成沿 5-3方向进行，即 DNA 链只在末端的游离 3羟基上增长，模版 DNA 链是 35的。 以复制叉移动方向为准，前导链沿 53方向连续合成，后随链也从 5-3方向合成，但与复制叉方向相反。后随链由合成的许多小片段先后连接而成的，该片段称为冈崎片段。DNA 复制过程 DNA 复制所需的酶：核酸酶，DNA 聚合酶，连接酶核酸酶降解 DNA 核酸酶：降解
3、 DNA，只专门作用于 DNA。主要分为两类：外切核酸酶和内切核酸酶。 外切核酸酶从分子末端降解核酸。许多外切核酸酶只能将双链核酸一条链上的核苷酸从 5端或 3端切下 来。 内切核酸酶可以从核酸链或分子的任意点开始降解。 限制性内切酶只在特定的核苷酸序列处切开。DNA 聚合酶合成 DNA 基本的反应是通过增长的 DNA 链的 3末端核苷酸的 3-OH 对即将引入的 5-脱氧核苷三磷酸的 5-磷酸 进行亲核攻击而实现的，合成方向是 5-3，反应中会生成无机焦磷酸盐。 DNA 聚合的过程需要有两个必要条件： 所有聚合酶都需要模版。DNA 聚合反应需要有引物。引物的 3末端带有能与核苷酸相结合的游离
4、 3羟基，引物通常是寡聚 RNA。大肠杆菌至少含有 5 种聚合酶 DNA 聚合酶 I DNA 聚合酶 II：与 DNA 修复有关 DNA 聚合酶 III：复制过程中最重要的酶DNA 聚合酶 IV 和 DNA 聚合酶 V：与一种不常见的 DNA 修复方式有关DNA 聚合酶 I 在复制中不是最主要的酶，而是通过它的 53外切酶活性在复制、重组以及修复过程中起清除作用。 Klenow 片段是将 53外切酶结构域取出后的片段，保留了合成与校对功能。 完整的 DNA 聚合酶 I 上的 53外切酶可通过切口平移过程替换与模板链配对的一段 DNA 或 RNA。 酶的这些活性对复制过程中的 DNA 修复和 R
5、NA 引物的去除均有作用。DNA 复制酶系统（DNA 的复制过程需要的酶和蛋白质因子） 1 解旋酶：使母链解开螺旋； 2 拓扑异构酶：减弱螺旋状 DNA 结构解旋后的拓扑应力；3 DNA 结合蛋白：稳定 DNA 单链； 4 引物酶：促使与模版结合的引物 RNA 片段的合成；5 DNA 聚合酶； 6 DNA 连接酶：RNA 引物被切除，并被 DNA 替代后，将 DNA 骨架上的断口接上并形成两条连续的新链。DNA 分子合成可分为三步： 合成起始 大肠杆菌复制起点oriC，包含一个由 13 个碱基对组成的 3 次重复片段和一个由 9 个碱基组成的 4 次重复片 段。 合成起始的关键部分是 DnaA
6、 蛋白：20 个 DnaA 蛋白质分子结合到 9 个碱基对组成的 4 次重复片段，再识别由 13 个碱基对组成的 3 次重复区域（富含 A=T） ，并使此处 DNA 相继发生变性。在 DnaC 蛋白的协助下，DnaB 蛋白的两个六聚体分别附在 DNA 两条链上，从两个方向对 DNA 进行解旋并形成 2 个潜在的复制叉。 起始阶段是 DNA 复制中唯一一个可以受调节的阶段，由于受到调节而使得在一个细胞周期中只发生一次复制。 Dam 甲基化酶可以使 oriC DNA 甲基化，DNA 的甲基化以及与细菌质膜的相互作用可以影响复制的起始时间。DNA 片段的合成及延伸 母代 DNA 被 DnaB 解旋酶
7、解旋， 前导链的合成 前导链的合成较直接，由 DnaG 引物酶在复制起点处合成一个短链 RNA 引物。脱氧核苷酸由 DNA 聚合酶 III 加 到引物上，合成与复制叉处 DNA 解旋同步。 后随链的合成 后随链的合成是以冈崎片段的形式进行。首先 DnaB 解旋酶和 DnaG 引物酶合成一个 RNA 引物，DNA 聚合酶 III 与 RNA 引物结合，催化加上脱氧核苷酸。DNA 聚合酶 III 离开与新的引物结合， RNA 引物被 DNA 聚合酶 I 的 5 3外切酶活性除去，并通过同样的酶催化合成 DNA 取而代之，留下的切口由 DNA 连接酶封闭。 前导链和后随链合成之间的协调 两条链都是由
8、一个不对称的 DNA 聚合酶 III 二聚体合成。这要通过将后随链所在的 DNA 弯曲，使两个发生聚 合反应的位点靠拢在一起才得以实现的。合成终止 Ter 序列结 Tus 蛋白质，Tus-Ter 复合体能抑制单方向前进的复制叉，该复合体只能对一个复制叉起作用。 一个复制叉遇到 Tus-Ter 复合体时，复制停止；另一个复制叉遇到已停止的复制叉后也停止复制。DNA 复制过程非常精确，依赖于： 碱基互补配对：错误的核苷酸可以与模版的碱基形成氢键，但通常无法进入酶的活性中心。 校对：聚合酶加上了错的核苷酸则无法继续，35外切酶的活性除去不匹配的核苷酸之后，聚合酶重新工作。错配修复。真核生物的复制 真
9、核生物的 DNA 复制的重要性质与原核生物相同。 所有真核生物 DNA 复制的起始都需要一个多亚基的蛋白质，即起点识别复合体（ORC） 。 真核细胞中有多个复制起始点，多点复制可能是真核生物的独特性质。 DNA 聚合酶 不具备校正 35外切核酸梅的活性，仅能合成后随链上冈崎片段的短引物。 DNA 聚合酶 具有 35外切核酸酶的校对功能，在复合物中与细菌的 DNA 聚会酶 III 相似。二、DNA 修复 突变 突变：DNA 核苷酸序列的永久性改变（替代突变，插入或缺失突变） ；多数突变是有害的。 沉默突变：对 DNA 没有本质影响，或对一个基因功能的影响可以忽略不计的突变。 在哺乳动物中，突变的
10、积累与癌症之间有密切关系。所有细胞都有多重的 DNA 修复系统 修复系统的数量和多样性既反映 DNA 修复对细胞存活的重要性，又反映了 DNA 损伤的多样性。 DNA 修复是可能的，因为 DNA 分子由两条互补链构成，DNA 损伤在一条链中可被切除，并没有损伤的互补链 作为模版复制新链而得以准确修复。错配修复 细胞是通过甲基标记的 DNA 模板去区别旧链和新合成的链。 链的识别是基于 Dam 甲基化酶的作用，即 DNA 的甲基化总是在(5)GATC 序列在腺嘌呤 N6位上。 在新合成的链中，瞬间未被甲基化的 GATC 序列与模版可以区分开来，再依据已甲基化的模版的信息去修复。 间隔较远的 GA
11、TC 序列引导的错配修复，则由 MutL 蛋白和 MutS（识别错配）蛋白形成复合物，再结合所有的错配碱基对，遇到MutH 蛋白（识别(5)GATC）后，MutH 蛋白在 GTAC 序列靠 5端的 G 处切断非甲基化链。 错配在切点 5端，非甲基化链沿着 35方向从切点向错配点降解，需要 DNA 解旋酶 II、SSB 和外切核酸酶或以及 DNA聚合酶 III、DNA 连接酶； 错配在切点 3端，非甲基化链沿着 53方向从切点向错配点降解，需要 DNA 解旋酶 II、SSB 外切核酸酶或 RecJ 核酸酶以及 DNA 聚合酶 III、DNA 连接酶。碱基切除修复 所有细胞都有一类 DNA 糖基化
12、酶，能够识别一些特别普通的 DNA 损伤，并通过断裂 N 糖苷键来切除受影响的 碱基。这种切除会在 DNA 产生脱嘌呤或脱嘧啶位点，一般称为脱碱基位点或 AP 位点。 AP 位点是由 DNA 中的 N糖苷键的慢速自发水解产生的。 AP 位点形成后，损伤的脱氧核糖 5-磷酸被 AP 内切核酸酶切除，切除的 DNA 片段由 DNA 聚合酶催化合成 的新链取代，留下的 DNA 缺口由 DNA 连接酶连接。核苷酸切除修复 DNA 损伤会造成 DNA 螺旋状结构的扭曲，它可以通过核苷酸切除来修复。 在大肠杆菌中，关键的酶复合物是 ABC 核苷酸切除酶，它可以在 DNA 上产生两个切割点。 在核苷酸切除修
13、复中，核苷酸切除酶在损伤庞大的损伤部位与 DNA 结合，多亚基酶水解损伤中的任意一侧 DNA 链的磷酸二酯键，DNA 片段在解旋酶帮助下去除，缺口在大肠杆菌中由 DNA 聚合酶填补，在人体内 由 DNA 聚合酶 填补，切口由 DNA 连接酶封闭。直接修复 最典型的例子是环丁嘧啶二聚体的直接光反应，该反应由 DNA 光解酶引发。 嘧啶二聚体由光诱导反应产生，光解酶利用吸收的光能使损伤修复。当双链断裂、双链交联或损伤发生在单链 DNA 时，互补链自身损伤或缺失： 重组 DNA 修复： 同源遗传的重组需要的信息来自独立、同源的染色体； 易错修复/SOS 应答： DNA 损伤高频发生时细胞对大规模 DNA 损伤所产生的应激反应； SOS 蛋白产生特异性的 DNA 聚合酶，可以跳过那些阻碍复制的损伤基因来进行复制。三、DNA 重组 遗传重组可分为三种类型：同源遗传重组、位点特异性重组、DNA 转座 同源遗传重组 涉及到具有几乎相同序列的延伸区域的任意两个 DNA 分子之间或者同一个分子的片段之间的遗传交换。 在细菌中，同源遗传重组通常用于对 DNA 损伤部位受阻的复制叉的重建，也出现在细胞接合作用等过程。 在真核细胞中，同源遗传重组一般与细胞分裂及 DNA 修复相关
