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复制的高保真性(high fidelity) 复制的三个重要特点 半保留复制(semi-conservative replication) 双向复制(bidirectional replication) 半不连续复制(semi-discontinuous replication) 一、半保留复制的实验依据和意义 DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。 密度梯度离心 二、双向复制 原核生物复制时，DNA从起始点(origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。 真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子的复制。 习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子(replicon) 。复制子是独立完成复制的功能单位。 聚合反应的特点 DNA 新链生成需引物和模板； 新链的延长只可沿5? → 3?方向进行 。 二、DNA聚合酶 全称：依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 简称：DNA-pol DNA-pol Ⅲ 空间结构模型 （二）DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读 ? 细胞能否分裂，决定于进入S期及M期这两个关键点。G1→S及G2→M的调节，与蛋白激酶活性有关。 ? 蛋白激酶通过磷酸化激活或抑制各种复制因子而实施调控作用。 ? 真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动。 ? 复制的起始需要DNA-polα（引物酶活性）和polδ（解螺旋酶活性）参与。还需拓扑酶和复制因子(replication factor, RF)。 ? 增殖细胞核抗原(proliferation cell nuclear antigen, PCNA)在复制起始和延长中起关键作用。 3? 5? 3? 5? 引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。 引物 3 HO 5 引物酶 （二）复制的延长 复制的延长指在DNA-pol催化下，dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。 5 3 5 dATP dGTP dTTP dCTP dTTP dGTP dATP dCTP OH 3 3 DNA-pol 目 录 复制过程简图 目 录 目 录 一个DNA-polyⅢ同时 指导两条子链合成 辛勤工作中的DNA-poly Ⅲ模式图 原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。 ori ter E.coli 82 32 ori ter SV40 50 0 （三）复制的终止 5? 5? 5? RNA酶 OH P 5? DNA-pol Ⅰ dNTP 5? 5? P ATP ADP+Pi 5? 5? DNA连接酶 随从链上不连续性片段的连接 目 录 哺乳动物的细胞周期 DNA合成期 G1 G2 S M 二、真核生物的DNA生物合成 （一）复制的起始 3? 5? 5? 3? 领头链 3? 5? 3? 5? 亲代DNA 随从链 引物 核小体 （二）复制的延长 染色体DNA呈线状，复制在末端停止。 复制中岡崎片段的连接，复制子之间的连接。 染色体两端DNA子链上最后复制的RNA引物，去除后留下空隙。 （三）复制的终止 5? 3? 3? 5? 5? 3? 3? 5? + 5? 3? 3? 3? 3? 5? 5? 目 录 目 录 切除引物的两种机制 目 录 端粒(telomere) 指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。 功能 ? 维持染色体的稳定性 ? 维持DNA复制的完整性 结构特点 ? 由末端单链DNA序列和蛋白质构成。 ? 末端DNA序列是多次重复的富含G、C碱基的短 序列。 TTTTGGGGTTTTGGGG… 正常端粒(telomere) 有关端粒对寿命的争论 Dolly 死于6岁 第一个克隆生物母羊多莉(1996-2003) 多莉与自己的幼崽 端粒酶(telomerase) 端粒酶RNA (human telomerase RNA, hTR) 端粒酶协同蛋白(human telomerase associated protein 1, hTP1) 端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase, hTRT) 组成 各种DNA聚合酶的共同三维结构示意图 聚合酶活性中心 外切酶活性中心 （一）原核生物的D