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1、第四章第四章 细胞核细胞核 nucleusnucleus第一节第一节 核被膜核被膜第二节第二节 染色质和染色体染色质和染色体第三节第三节 核仁核仁第四节第四节 遗传物质的复制遗传物质的复制第五节第五节 遗传信息的表达遗传信息的表达1学习资料 细胞、个体乃至细胞、个体乃至物种的遗传特性要在物种的遗传特性要在代代相传中得到维持，代代相传中得到维持，有赖于遗传物质完整、有赖于遗传物质完整、准确的复制并分配至准确的复制并分配至子代细胞。子代细胞。2学习资料3学习资料DNADNA复制复制 replicationreplication：由一个亲代双螺旋产生两个子代双螺由一个亲代双螺旋产生两个子代双螺旋的过
2、程（旋的过程（ 3.23.2 10 109 9 核苷酸对核苷酸对）艰巨任务艰巨任务：在子代细胞诞生前迅速而精确：在子代细胞诞生前迅速而精确 地完成这一过程（约地完成这一过程（约8 8小时）小时） 8 8小时内写满小时内写满10001000册书！册书！奇迹是怎样创造的？奇迹是怎样创造的？4学习资料第四节第四节 遗传物质的复制遗传物质的复制replication of the genomic materials 一、一、DNA DNA 复制过程及其特征复制过程及其特征二、二、DNA DNA 复制的有关酶类和蛋白质复制的有关酶类和蛋白质5学习资料一、一、DNA DNA 复制过程及其特征复制过程及其特
3、征1.1.半保留复制半保留复制2.2.复制从复制起始点开始复制从复制起始点开始3.3.复制叉、双向复制和复制泡复制叉、双向复制和复制泡4.4.复制叉的不对称性：前导链、后随链和复制叉的不对称性：前导链、后随链和冈崎片段冈崎片段5.5.校读纠错机制校读纠错机制6.6.整个染色体的复制整个染色体的复制6学习资料复制过程复制过程 DNADNA复制从复制从复制起始点复制起始点开始开始, ,在起始蛋白为首的一个在起始蛋白为首的一个多多酶复合体酶复合体的作用下，双链解开，形成两个方向相反的的作用下，双链解开，形成两个方向相反的复制复制叉叉。在复制叉上，。在复制叉上，DNADNA聚合酶分别以聚合酶分别以DN
4、ADNA双链中的一条为模双链中的一条为模板，板，4 4种三磷酸脱氧核苷酸种三磷酸脱氧核苷酸为原料，合成两条为原料，合成两条新的新的DNADNA链链。随着复制叉向相反两个方向推进，就形成随着复制叉向相反两个方向推进，就形成复制泡复制泡。复制泡。复制泡在各个复制起始点发生并增大，使在各个复制起始点发生并增大，使DNADNA分子得到完整复制。分子得到完整复制。 7学习资料DNADNA复制复制: :由一个亲代由一个亲代DNADNA双螺旋产生两个子代双螺旋的程。双螺旋产生两个子代双螺旋的程。1. 半保留复制半保留复制（semi-conservative replication ） 8学习资料CGTAGC
5、ATCGGC以一条以一条DNADNA链作为模板（旧链）复制新链，复制后的双螺旋链作为模板（旧链）复制新链，复制后的双螺旋含一条旧链和一条新链。含一条旧链和一条新链。1. 半保留复制半保留复制9学习资料母链母链复制复制复制复制复制后的复制后的DNADNA分子，各含有分子，各含有1 1条原来的旧链和条原来的旧链和1 1条新链，两条新链，两个新合成的双螺旋都是原来双螺旋的精确复制品，这称为个新合成的双螺旋都是原来双螺旋的精确复制品，这称为半保留复制半保留复制。复制复制10学习资料2. . 复制从复制起始点复制从复制起始点 replication origins 开始开始11学习资料复制起始点：特殊的
6、复制起始点：特殊的DNADNA序列序列1.1.能被起始蛋白识别并结合能被起始蛋白识别并结合2.2.通常为富含通常为富含A A、T T的重复序列的重复序列在细菌只有一个，在真核细胞有多个在细菌只有一个，在真核细胞有多个12学习资料复制的起始与双链解旋：大量特异蛋白和酶参与复制的起始与双链解旋：大量特异蛋白和酶参与13学习资料细菌细菌真核细胞真核细胞基因组基因组（核苷酸对）（核苷酸对）数百万个数百万个3.23.2 10 109 9 （人）（人）速度速度500500个核苷酸个核苷酸/ /秒秒5050个核苷酸个核苷酸/ /秒秒复制起始点复制起始点一个一个多个多个14学习资料复制从复制起始点复制从复制起
7、始点开始向两个方向推进。开始向两个方向推进。（细菌环状（细菌环状DNADNA分子）分子）15学习资料在真核细胞的染色体上，复制叉由多处复制起始位在真核细胞的染色体上，复制叉由多处复制起始位点向两个方向移动点向两个方向移动16学习资料3.3.复制叉、双向复制和复制泡复制叉、双向复制和复制泡 (replication forks, two-direction replication & replication bubbles) 复制叉复制叉: : 已经打开的已经打开的2 2条单链与未解开的双链间形成条单链与未解开的双链间形成Y Y形。形。17学习资料复制从复制起始点复制从复制起始点开始向两个方向推
8、进，开始向两个方向推进，形成两个反向的复制叉。形成两个反向的复制叉。18学习资料在真核细胞的染色体上，复制叉由多处复制起始位在真核细胞的染色体上，复制叉由多处复制起始位点向两个方向移动点向两个方向移动19学习资料复制叉复制叉 replication fork20学习资料DNA的合成21学习资料4.复制叉的不对称性复制叉的不对称性 asymmetry of replication folk： 前导链、后随链和冈崎片段前导链、后随链和冈崎片段问题：问题：一条新链一条新链:5:533方向合成方向合成另一条新链如何合成？另一条新链如何合成？ 提示：提示：1.1.DNADNA聚合酶聚合酶只能催化单核苷酸
9、只能催化单核苷酸5 533方向方向加加入入2.2.5353连续合成连续合成将使链延长与复制叉将使链延长与复制叉推进相反推进相反?22学习资料4. 复制叉的不对称性：复制叉的不对称性： 前导链、后随链和冈崎片段前导链、后随链和冈崎片段答案：答案：一条新链：一条新链：5353方向不间断合成前导链方向不间断合成前导链另一条新链：另一条新链：5353方向间断合成后随链方向间断合成后随链23学习资料间间断断合合成成的的新新链链后后随随链链RNARNA引物引物冈崎片段冈崎片段连接连接切除切除RNARNA引物引物新新DNADNA延伸延伸RNARNA引物的生成引物的生成旧链旧链 新链新链24学习资料 在后随链
10、合成中，由在后随链合成中，由DNADNA聚合酶在聚合酶在RNARNA引物的引物的3 3-OH-OH上合成一段多核苷酸上合成一段多核苷酸链，此链，此DNADNA片段加上片段加上RNARNA引物构成冈崎引物构成冈崎片段。片段。 冈崎片段冈崎片段（Okazaki fragments）DNA DNA 聚合酶聚合酶I I5 53 3切除切除RNARNA引物引物5 53 3填充脱氧核苷酸填充脱氧核苷酸DNADNA连接酶：连接两个连接酶：连接两个DNADNA片段片段冈崎片段连接冈崎片段连接: :卡通25学习资料3355 复制叉推进方向复制叉推进方向 复制起始点复制起始点模板链模板链复制起始点复制起始点D D
11、N NA A 的的双双向向复复制制示示意意图图复制叉推进方向复制叉推进方向26学习资料复制叉内部结构是不对称的：复制叉内部结构是不对称的：一条链不间断地合成，并率先发生，因而叫一条链不间断地合成，并率先发生，因而叫 作作前导链前导链另一条链间断合成，由冈崎片段连接而成，并滞另一条链间断合成，由冈崎片段连接而成，并滞后发生，因而叫作后发生，因而叫作后随链后随链。( (后随链合成滞后的原因）后随链合成滞后的原因）后随链中核苷酸聚合的方向与链延伸的方向后随链中核苷酸聚合的方向与链延伸的方向 是相反的，而链延伸的方向与复制叉推进的是相反的，而链延伸的方向与复制叉推进的 方向是一致的。方向是一致的。图示
12、图示27学习资料复制的主要步骤复制的主要步骤在复制起始点打开双链在复制起始点打开双链合成一段合成一段RNARNA引物引物前导链合成前导链合成（DNADNA链在链在RNARNA引物后开始引物后开始合成）合成）后随链合成后随链合成( (冈崎片段在引物后开始合成）冈崎片段在引物后开始合成）卡通 228学习资料T T TTCA5校读纠错机制校读纠错机制proofreading & mistake-correction复制过程中复制过程中DNADNA多聚多聚酶的校读纠错作用酶的校读纠错作用一、在新的核苷酸中碱一、在新的核苷酸中碱基刚刚与对应碱基结合、基刚刚与对应碱基结合、尚未与新链末端共价联尚未与新链末
13、端共价联结的时候，多聚酶就对结的时候，多聚酶就对配对进行校对。配对进行校对。碱基配碱基配对错误则使对错误则使DNADNA合成暂停合成暂停。二、二、 “ 核酸外切校读核酸外切校读”。如果联结在。如果联结在RNARNA引物引物3 3OHOH末端的是错配核末端的是错配核苷酸，该酶切除错配者，苷酸，该酶切除错配者，直至正确配对的核苷酸直至正确配对的核苷酸作为引物的作为引物的3 3末端才开末端才开始始DNADNA合成合成。29学习资料6整个染色体的复制整个染色体的复制1.1.多个复制泡不断发生，各个区段复多个复制泡不断发生，各个区段复制顺序先后固定制顺序先后固定. .2.2.端粒酶保证真核染色体末端的完
14、整端粒酶保证真核染色体末端的完整复制复制. .3.3.DNADNA新链合成完毕后立即就有组蛋白新链合成完毕后立即就有组蛋白与之装配，新的核小体形成与之装配，新的核小体形成. .30学习资料快速分裂的核中提取快速分裂的核中提取的的 DNA DNA 电镜照片电镜照片复制泡复制泡return多个复制泡不断发生，各个区段复制顺序先后固定多个复制泡不断发生，各个区段复制顺序先后固定31学习资料端粒酶保证真核染色体（后随链）末端的完整复制端粒酶保证真核染色体（后随链）末端的完整复制卡通32学习资料组蛋白加入，组蛋白加入，形成新的核小体形成新的核小体33学习资料组蛋白核心组蛋白核心DNADNA双链双链合成的
15、新链合成的新链旧链旧链新的组新的组蛋白核心蛋白核心34学习资料二、二、DNA DNA 复制的有关酶类和蛋白质复制的有关酶类和蛋白质 一系列酶和其他蛋白质组成复合一系列酶和其他蛋白质组成复合体，作为一个整体沿体，作为一个整体沿DNADNA分子移动，协分子移动，协调两条链上的合成过程。调两条链上的合成过程。 奇迹的创造者奇迹的创造者35学习资料36学习资料 参加大肠杆菌参加大肠杆菌DNADNA复制的蛋白质及其功能复制的蛋白质及其功能 蛋蛋 白白 质质 功功 能能DnaADnaA蛋白蛋白( (起始因子起始因子) ) 识别起始顺序在复制起始点打开双链识别起始顺序在复制起始点打开双链 DnaBDnaB蛋
16、白蛋白( (解旋酶解旋酶) ) 松解松解DNADNA双螺旋双螺旋DnaCDnaC蛋白蛋白 辅助解旋酶结合到起始点辅助解旋酶结合到起始点DNA DNA 拓扑异构酶拓扑异构酶I I和和II II 解除解除DNADNA超螺旋并防止链缠绕超螺旋并防止链缠绕DnaG DnaG 蛋白蛋白( (引物酶引物酶) ) 合成合成RNARNA引物引物( (前导链上一个前导链上一个, ,后随链上多后随链上多 个引物个引物) ) SSBSSB蛋白蛋白( (单链结合蛋白单链结合蛋白) ) 结合至单链结合至单链DNADNA维持其单链状态维持其单链状态滑动钳夹滑动钳夹 帮助帮助DNADNA聚合酶稳定结合于模板链上聚合酶稳定结
17、合于模板链上DNADNA聚合酶聚合酶III 1.III 1.延长新链延长新链(5(5 3 3聚合酶活性聚合酶活性: :以以DNADNA为模板为模板, , 在在RNARNA引物引物3 3-OH-OH加上加上dNTP)dNTP) 2. 2.错配校读错配校读(3(3 5 5外切酶活性外切酶活性: :切除错配切除错配dNTP)dNTP)DNADNA聚合酶聚合酶I I 在岗崎片段之间除去引物并填补空隙在岗崎片段之间除去引物并填补空隙, ,错错 配校读配校读DNADNA连接酶连接酶 连接岗崎片段连接岗崎片段3 3-OH-OH与与5 5-P-P37学习资料第四章第四章 细胞核细胞核nucleusnucleu
18、s第一节第一节 核被膜核被膜第二节第二节 染色质和染色体染色质和染色体第三节第三节 核仁核仁第四节第四节 遗传物质的复制遗传物质的复制第五节第五节 遗传信息的表达遗传信息的表达38学习资料受精卵受精卵胚胎干细胞胚胎干细胞 各种细胞各种细胞分化分化分化：基因选择性表达的结果分化：基因选择性表达的结果 红细胞：专一表达血红蛋白红细胞：专一表达血红蛋白 分 化 39学习资料一个人的两种细胞：源于同一个细胞一个人的两种细胞：源于同一个细胞(同一个受精卵同一个受精卵)，携，携带完全相同的遗传信息却有着截然不同的形态和功能。带完全相同的遗传信息却有着截然不同的形态和功能。 怎么会这样呢？怎么会这样呢？40
19、学习资料第五节第五节 遗传信息的表达遗传信息的表达Expression of the genomic information 一、基因的转录一、基因的转录 transcriptiontranscription 从从DNADNA到到RNARNA 二、基因的翻译二、基因的翻译 translationtranslation 从从RNARNA到蛋白质到蛋白质41学习资料中心法则中心法则The central principle 细胞内的基因先将它的遗传信息细胞内的基因先将它的遗传信息转录在转录在mRNAmRNA上，再经过翻译，将特上，再经过翻译，将特定的遗传信息翻译为特定的蛋白质。定的遗传信息翻译为特
20、定的蛋白质。42学习资料43学习资料一、基因的转录从一、基因的转录从DNADNA到到RNARNA ( (同样的语言同样的语言) )（一）转录过程（一）转录过程（二）有意义链和反意义链（二）有意义链和反意义链（三）真核（三）真核RNARNA的转录后加工的转录后加工44学习资料Comparison of DNA and RNAFeature DNA RNASugar deoxyribose ribose Base pairing A-T/G-C A-U/G-CStructure double helix single single stranded structures45学习资料 rRNArRN
21、A和和tRNAtRNA能发生分子内的碱基配对，易于能发生分子内的碱基配对，易于折叠成三维结构，从而发挥结构分子的作用折叠成三维结构，从而发挥结构分子的作用DNADNA双螺旋结构双螺旋结构46学习资料在在RNARNA合成酶系合成酶系作用下，以作用下，以DNADNA的一条链上的的一条链上的一段序列为模板，按照碱基配对原则，以一段序列为模板，按照碱基配对原则，以4 4种种三磷酸核苷酸三磷酸核苷酸为原料，合成一个与模板序列为原料，合成一个与模板序列互补的互补的RNARNA分子分子。转录产物主要有转录产物主要有mRNAmRNA、rRNArRNA和和tRNAtRNA。（一）转录过程55335347学习资料
22、转录产生与一条转录产生与一条DNADNA链互补的链互补的RNARNA链链（一）转录过程48学习资料 proteintranslation一个基因一个基因外显子外显子内含子内含子调控序列调控序列49学习资料 proteintranslation一个基因一个基因外显子外显子内含子内含子调控序列调控序列启动子和终止子：启动子和终止子：特殊的特殊的DNADNA序列，对序列，对RNARNA聚合酶发出的信号。聚合酶发出的信号。50学习资料原核细胞的启动子原核细胞的启动子 转录酶识别和结合的部位，结合后启动转录转录酶识别和结合的部位，结合后启动转录起始点起始点酶识别部位酶识别部位不同原核生物启动子区不同原核
23、生物启动子区序列的比较序列的比较酶结合部位酶结合部位Pribnow 盒盒启动子启动子51学习资料由RNA聚合酶转录RNARNA聚合酶：催化这一合成反应，所以又叫转录酶。作用聚合酶：催化这一合成反应，所以又叫转录酶。作用是解开是解开DNADNA双链，以其中的双链，以其中的反基因链反基因链为模板，将为模板，将4 4种三磷酸种三磷酸核苷酸核苷酸聚合成与模板互补的聚合成与模板互补的RNARNA链。链。52学习资料RNARNA聚合酶催化的细菌基因的转录聚合酶催化的细菌基因的转录: :聚合酶遇到启动子序列聚合酶遇到启动子序列就与之结合就与之结合, ,打开双链开始转录打开双链开始转录, ,直至遇到终止子直至
24、遇到终止子. .卡通卡通53学习资料54学习资料三种转录物：信使信使RNA (mRNA)RNA (mRNA)传递遗传信息传递遗传信息核糖体核糖体RNA (rRNA)RNA (rRNA)作为结构分子和酶组分作为结构分子和酶组分转运转运RNA (tRNA) RNA (tRNA) 作为结构分子作为结构分子55学习资料基因链基因链（gene strandgene strand）: : 基因遗传信息所在的基因遗传信息所在的DNADNA单链。单链。反基因链反基因链（antigene strandantigene strand）: : 与基因链互补的那条与基因链互补的那条DNA DNA 单链。单链。mRNA
25、 mRNA 链链：序列与基因链相同（：序列与基因链相同（T=UT=U）( (二二) )有意义链和反意义链有意义链和反意义链 sense/ antisense strands基因链或有意义链基因链或有意义链反基因链或反意义链反基因链或反意义链56学习资料 一段细菌染色体上多个基因的转录方向一段细菌染色体上多个基因的转录方向 理论上任何一段理论上任何一段DNADNA的两条链都可以转录出两个的两条链都可以转录出两个RNARNA分子，但实分子，但实际上一段际上一段DNADNA上总是只有一条链作为上总是只有一条链作为RNARNA的模板，即反基因链，由此的模板，即反基因链，由此转录出来的转录出来的RNAR
26、NA链序列与模板链互补，与基因链相同。一段链序列与模板链互补，与基因链相同。一段DNADNA的两的两条链何者作为模板可以看作由特定基因的启动子位置决定。启动子条链何者作为模板可以看作由特定基因的启动子位置决定。启动子一般位于基因上游一般位于基因上游, ,转录酶先结合上启动子，就决定了模板链。转录酶先结合上启动子，就决定了模板链。57学习资料细菌基因与真核生物基因的比较细菌基因与真核生物基因的比较( (三三) )、真核细胞、真核细胞RNA的转录和加工的转录和加工Transcription and processing 58学习资料细胞内产生的细胞内产生的RNA的种类的种类RNARNA种类种类 功
27、功 能能mRNA mRNA 编码蛋白质编码蛋白质rRNA rRNA 形成核糖体的一部分并参与蛋白质的合成形成核糖体的一部分并参与蛋白质的合成tRNA tRNA 蛋白质合成中作为蛋白质合成中作为mRNAmRNA与氨基酸之间的连接物与氨基酸之间的连接物小小RNA RNA 用于未成熟用于未成熟mRNAmRNA的拼接、蛋白质向内质网的转运的拼接、蛋白质向内质网的转运 以及其他细胞过程以及其他细胞过程59学习资料mRNA(mRNA(真核加工真核加工) )rRNA (rRNA (真核、原核均加工真核、原核均加工) )tRNA (tRNA (真核、原核均加工真核、原核均加工) )( (三三) )、真核细胞、
28、真核细胞RNA的转录和加工的转录和加工60学习资料真核生物真核生物原核生物原核生物原核生物和真核生物的转录、翻译过程原核生物和真核生物的转录、翻译过程细胞核细胞核转录转录转录转录翻译翻译翻译翻译61学习资料 mRNAmRNA的加工的加工 作用作用1. 1. 加帽加帽 ( capping ) ( capping ) 增加稳定性增加稳定性5 5- -三磷酸三磷酸-7-7-甲基鸟苷甲基鸟苷2. 2. 加尾加尾 ( tailing ) ( tailing ) 稳定性和转运有关稳定性和转运有关3 3-Poly A -Poly A 序列序列3. 3. 拼接拼接（splicingsplicing） 切除内含
29、子并联结外显子切除内含子并联结外显子4. RNA 4. RNA 编辑编辑（editingediting） 扩充遗传信息？扩充遗传信息？62学习资料原初转录原初转录产物产物成熟成熟mRNAmRNA帽子帽子附加位点附加位点多聚多聚A尾尾加尾信号加尾信号63学习资料装配成核糖体小亚基装配成核糖体小亚基 装配成核糖体大亚基装配成核糖体大亚基45S rRNA前体前体45SrRNA45SrRNA前体加工前体加工1.1.两种化学修饰两种化学修饰甲基化和假尿苷甲基化和假尿苷2.2.内含子被切除内含子被切除形成三个独立的形成三个独立的 rRNArRNA分子分子（18S18S、5.8S5.8S、28S28S）S
30、S的含义的含义64学习资料tRNAtRNA加工加工1.剪接剪接2.碱基修饰碱基修饰65学习资料66学习资料67学习资料二、基因的翻译从二、基因的翻译从RNARNA到蛋白质到蛋白质 ( (不同的语言不同的语言) )( (发生在细胞核内吗发生在细胞核内吗?)?)（一）密码（一）密码（二）翻译过程（二）翻译过程（三）翻译的场所（三）翻译的场所- -核糖体核糖体 3 3种种RNARNA在此紧密合作在此紧密合作68学习资料 遗传信息的遗传信息的翻译翻译是指以新生的是指以新生的mRNA为模板，为模板，把核苷酸三联子遗传密码翻译成氨基酸序列，合把核苷酸三联子遗传密码翻译成氨基酸序列，合成多肽的过程，是基因表
31、达的最终目的。成多肽的过程，是基因表达的最终目的。 蛋白质的生物合成发生在核糖体上，三种成蛋白质的生物合成发生在核糖体上，三种成熟的熟的RNA分子从核进入胞质后在此各自发挥重要分子从核进入胞质后在此各自发挥重要作用。作用。mRNA 编码蛋白质编码蛋白质rRNA 形成核糖体的骨架并参与蛋白质的合成形成核糖体的骨架并参与蛋白质的合成(核酶核酶)tRNA 蛋白质合成中作为蛋白质合成中作为mRNA与氨基酸之间的连接物与氨基酸之间的连接物69学习资料从基因到蛋白质的步骤从基因到蛋白质的步骤70学习资料71学习资料72学习资料比较比较DNADNA复制和转录的特点复制和转录的特点 复制复制 转录转录目的目的
32、 复制遗传物质复制遗传物质 转录遗传信息转录遗传信息模板模板 完整的染色体分子完整的染色体分子 染色体分子上一段染色体分子上一段DNA(DNA(基因基因) )催化合成的酶催化合成的酶 DNADNA聚合酶聚合酶 RNARNA聚合酶聚合酶原料原料 4 4种脱氧核糖核苷酸种脱氧核糖核苷酸 4 4种核糖核苷酸种核糖核苷酸 dATP,dTTP,dCTP,dGTP ATP,UTP, CTP,GTPdATP,dTTP,dCTP,dGTP ATP,UTP, CTP,GTP产物产物 完整的染色体分子完整的染色体分子 一个特异的一个特异的RNARNA分子分子 ( (子代子代DNA) (mRNA,rRNA,tRNA
33、DNA) (mRNA,rRNA,tRNA或或sRNA)sRNA)首发事件首发事件 起始蛋白识别起始蛋白识别 聚合酶识别并结合至聚合酶识别并结合至 复制起始点复制起始点 基因启动子基因启动子73学习资料本章本章第三、四节第三、四节重点重点74学习资料本章重点本章重点9 9DNA DNA 复制过程及其特征复制过程及其特征复制过程复制过程 DNADNA复制从复制起始点开始复制从复制起始点开始, ,在起始蛋白为首的在起始蛋白为首的一个多酶复合体的作用下，双链解开，形成两个方一个多酶复合体的作用下，双链解开，形成两个方向相反的复制叉。在复制叉上，向相反的复制叉。在复制叉上，DNADNA聚合酶分别以聚合酶
34、分别以DNADNA双链中的一条为模板，双链中的一条为模板，4 4种三磷酸脱氧核苷酸为种三磷酸脱氧核苷酸为原料，合成两条新的原料，合成两条新的DNADNA链。随着复制叉向相反两个链。随着复制叉向相反两个方向推进，就形成复制泡。复制泡在各个复制起始方向推进，就形成复制泡。复制泡在各个复制起始点发生并增大，使点发生并增大，使DNADNA分子得到完整复制。分子得到完整复制。 复制叉内部是不对称的：前导链连续合成，后随复制叉内部是不对称的：前导链连续合成，后随链间断合成。链间断合成。75学习资料本章重点本章重点9 9DNA DNA 复制过程特征复制过程特征1.1.半保留复制半保留复制2.2.复制从复制起
35、始点开始复制从复制起始点开始3.3.复制叉、双向复制和复制泡复制叉、双向复制和复制泡4.4.复制叉的不对称性：前导链、后随链和冈崎复制叉的不对称性：前导链、后随链和冈崎片段片段5.5.校读纠错机制校读纠错机制6.6.整个染色体的复制整个染色体的复制76学习资料本章重点本章重点 1010分子生物学中心法则分子生物学中心法则 细胞内的基因先将它的遗传信息细胞内的基因先将它的遗传信息转录在转录在mRNAmRNA上，再经过翻译，将特上，再经过翻译，将特定的遗传信息翻译为特定的蛋白质。定的遗传信息翻译为特定的蛋白质。77学习资料本章重点本章重点 1111转录过程转录过程在在RNARNA合成酶系作用下，以
36、合成酶系作用下，以DNADNA的一条链上的一段序列为模的一条链上的一段序列为模板，按照碱基配对原则，以板，按照碱基配对原则，以4 4种三磷酸核苷酸为原料，合种三磷酸核苷酸为原料，合成一个与模板序列互补的成一个与模板序列互补的RNARNA分子。转录产物主要有分子。转录产物主要有mRNAmRNA、rRNArRNA和和tRNAtRNA。55335378学习资料思考题思考题 第一部分第一部分1.1.解释下列名词解释下列名词: : 半保留复制半保留复制 复制叉复制叉 复制泡复制泡 前导链前导链 后随链后随链 冈崎片段冈崎片段 基因表达基因表达 转录转录 转录产物加工转录产物加工 翻译翻译 DNADNA复
37、制复制 中心法则中心法则 有意义链（基因链）有意义链（基因链） 反意义链（反基因链）反意义链（反基因链）2.2.简述简述DNADNA复制过程及其特性复制过程及其特性. .3.3.简述基因转录的过程简述基因转录的过程. .79学习资料1.1.由于由于DNADNA复制仅在复制仅在5-35-3方向合成新链，而双螺旋的两条链是方向合成新链，而双螺旋的两条链是反向平行的，因此似乎只能在从反向平行的，因此似乎只能在从3-53-5方向的模板上进行复方向的模板上进行复 制，那么在制，那么在5-35-3 方向的模板上复制是怎样进行的？方向的模板上复制是怎样进行的？答：复制叉在该模板上前进的方向为答：复制叉在该模
38、板上前进的方向为5-35-3，聚合酶只能在，聚合酶只能在5-5-3 3方向延长方向延长DNADNA链，因此通常在模板上是以链，因此通常在模板上是以3-53-5的方向移的方向移动，在动，在5-35-3方向的模板上复制方向的模板上复制DNADNA的方向与复制叉运动的的方向与复制叉运动的方向相反。由于聚合酶要等复制叉复制叉向前移动解开双方向相反。由于聚合酶要等复制叉复制叉向前移动解开双螺旋，再以相反的方向合成链，因此这条链的复制是不连螺旋，再以相反的方向合成链，因此这条链的复制是不连续的（后随链续的（后随链) ) ，复制不能在后随链上延伸，这是因为多，复制不能在后随链上延伸，这是因为多聚酶必须等待通
39、过解螺旋并从复制叉延伸而暴露出的新序聚酶必须等待通过解螺旋并从复制叉延伸而暴露出的新序列为模板支架。结果形成了一个个分离的片段（冈崎片段）列为模板支架。结果形成了一个个分离的片段（冈崎片段），然后这些片段连接成完整的链。，然后这些片段连接成完整的链。思考题思考题 第二部分第二部分80学习资料2. 2. 真核生物的复制（真核生物的复制（40-5040-50碱基碱基/ /秒）较原核生物（秒）较原核生物（500500碱基碱基/ / 秒）的速度慢很多，而真核的基因有更为复杂，那么真核秒）的速度慢很多，而真核的基因有更为复杂，那么真核 生物是以何种机制补偿其较慢的复制速度的？生物是以何种机制补偿其较慢的
40、复制速度的？答：原核生物的复制趋向起始于一个位点，而真核生物有多个答：原核生物的复制趋向起始于一个位点，而真核生物有多个 起始位点，虽然每个复制子的复制速度较慢，但由于其较起始位点，虽然每个复制子的复制速度较慢，但由于其较 短，于是缩短了复制的总体时间。短，于是缩短了复制的总体时间。3. 3. 建立一个建立一个DNADNA复制的流程图，说明其主要步骤及有关的酶和蛋白。复制的流程图，说明其主要步骤及有关的酶和蛋白。双螺旋双螺旋 单链缺口单链缺口 解螺旋解螺旋 去稳定作用和解除螺旋力去稳定作用和解除螺旋力 起始起始 延伸延伸 封闭缺口封闭缺口 螺旋酶SSB蛋白拓扑异构酶引发酶DNA聚合酶DNA连接酶拓扑异构酶81学习资料
