分子生物学课件ChDNAReplication,Repair分析.ppt

Ch3. DNA Replication, Repair 3.1.复制的特点: 1. 复制机制的多样性; 方式多样:线状、环状 D-环复制，θ型复制，滚环复制  2. 复制的完整性； 3. DNA复制与细胞周期的协调性 （一致） 4. DNA复制的真实性 DNA复制错误率10-9 —10-10 （生物进化、多 样性的来源） 3.2.DNA复制反应的共同特点 1.半保留复制； 以母链为模板，合成新的互补链 2. 半不连续复制； 3. 有特定的复制起点； 复制子（复制单元） 4. 需要引物；（3’-OH） 5. 复制真实性； 6. 复制叉的双向移动，DNA合成的单向延伸5’→3’ ； 8. 复制受控制 DNA的半不连续复制  由于DNA的两条链为反向平行，以复制叉移动的方向为基准，一条链为3’ → 5’，其新合成的DNA链沿5’ →3’ 连续进行——前导链 另一条链为5’ →3’ ，新生的DNA链先合成短的冈崎片段，不连续合成——滞后链，再由DNA连接酶连接成完整的DNA链。 这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制称为半不连续复制。 3.3.原核生物DNA的复制 1. 参与DNA复制的酶和蛋白因子 螺旋酶 （Helicase） 促使DNA在复制叉处打开双链，与单链DNA结合，与ATP结合，分解成ADP+Pi，产生能量沿DNA链向前运动，促使DNA双链解开。 单链DNA结合蛋白（SSBP）  与单链DNA结合，防止解开的单链重新配对形成双链或被核酸酶降解; 使单链DNA呈伸展状态，无弯曲和结节，利于作为模板； SSBP可重复使用。 ——形成稳定的单链构象 拓扑异构酶Topoisomerase ——导入负超螺旋 引物酶 Primase  催化引物RNA分子的合成 DNA聚合酶 DNA Polymerase  特点：1. 以dNTP为前体催化合成DNA； 2. 需要模板和引物； 3. 催化dNTP加到DNA链的3’-OH端； 4. 催化合成方向5’→3’ 。 DNA连接酶 将双链DNA上的切口连接起来； 主要用于冈崎片段的连接，DNA修复、重组，两个复制单元间片段的连接。 连接双链DNA的要求： 切口  3 ’-OH 5 ’-磷酸基团  需要能量 2.大肠杆菌DNA的复制过程 起始——延伸——终止 链的延伸? 螺旋酶解开双链；? 拓扑异构酶改变双螺旋数，使复制叉前进；? SSBP结合，保持双链状态；? DNA聚合酶Ⅲ 合成前导链和滞后链，前 导链引发1次，滞后链引发几次；? DNA聚合酶Ⅰ 切除RNA引物，补齐空缺 的碱基；? DNA连接酶连接冈崎片段。 终止 环状DNA：合成完即终止； 线状DNA：末端合成问题。 复制体：  在DNA复制过程中，在复制叉附近，形成以两套DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引发体和螺旋酶构成的类似核糖体大小的复合体称为DNA复制体。 回环模型： 在DNA复制叉处由两套DNA聚合酶在同 一时间分别复制前导链和滞后链，如果滞后 链模板环绕 DNA聚合酶Ⅲ全酶，并通过DNA 聚合酶Ⅲ ，再回折与未解链的双链DNA在同 一方向，则滞后链的合成与前导链的合成在 同一方向上进行。 3.DNA复制方式： θ 型复制： D-环复制： 线粒体、叶绿体环状DNA复制方式之一； 特点：1.以轻链为模板先复制其互补链； 2.以轻链为模板的子链继续合成，以 重链为模板开始合成； 3.复制完成。 两条链的合成不是同步的 4. 线状DNA的复制 线状DNA复制的一个重要问题是末端RNA引物消除后如何补齐？ ① 形成环状DNA进行复制 λ -phage  ② 形成聚合体 T7 DNA ③ 末端形成发夹结