第五章DNA復制.pptVIP

第五章 DNA复制 Chapter 5 DNA Replication;DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。 在RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA分子中。因此，在这些生物体中，遗传信息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代，通过反转录将遗传信息传递给DNA，再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就称为反中心法则。 ;DNA dependent DNA polymerase——DDDP DNA dependent RNA polymerase——DDRP RNA dependent RNA polymerase——RDRP RNA dependent DNA polymerase——RDDP;第一节 DNA复制的一般特点 ;DNA以半保留方式进行复制，是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明。该实验首先将大肠杆菌在含15N的培养基中培养约十五代，使其DNA中的碱基氮均转变为15N。将大肠杆菌移至只含14N的培养基中同步培养一代、二代、三代。分别提取DNA，作密度梯度离心，可得到下列结果： P124;二、有一定的复制起始点（区） P105 DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序(富含AT)的片段，即复制起始点（OriC），可被多聚原点结合蛋白所识别。在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在真核生物中则为多个，位于复制泡中心位置附近。 ;三、需要引物 参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段具有3’端自由羟基（3’-OH）的RNA作为引物(primer) ，才能开始聚合子代DNA链。 RNA引物的大小，在原核生物中通常为50～100个核苷酸，而在真核生物中约为10个核苷酸。RNA引物的碱基顺序，与其模板DNA的碱基顺序相配对。 ;四、复制类型 双向复制 DNA复制时，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。 但在低等生物中，也可进行单向复制。 Θ型复制：环状双链DNA从复制原点解开成单链，两条母本链分别作模板各自合成互补的子链。形似字母θ;滚环复制：φX174（P131）双链环状DNA，其中一条链从复制起始点进行单链特异性切断，以另一链作模板，在其3’-OH端聚合脱氧核糖核苷酸而延伸，5’端固定在膜上，复制链剥离出来成为越来越长的尾巴。数倍于模板链的长度。; 线粒体和叶绿体环状DNA的复制方式。在复制泡里以一条亲代链作模板合成一条新链，置换出另一条亲本链，这种由一条单链和一条双链组成的三元泡状结构，称为置换环(displacement loop)或D环。;五、半不连续复制 由于DNA聚合酶只能以5→3方向聚合子代DNA链，即模板DNA链的方向必须为3→5。因此，分别以两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。;以3’→5’方向的亲代DNA链作模板的子代链在复制时基本上是连续进行的，其子代链的聚合方向为5’→3’，这一条链被称为先导链(leading strand)。而以5‘→3’方向的亲代DNA链为模板的子代链在复制时则是不连续的，其链的聚合方向也是5’→3’，这条链被称为后随链(lagging strand)。;由于亲代DNA双链在复制时是逐步解开的，因此，随从链的合成也是一段一段的。DNA在复制时，由后随链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment)。 冈崎片段的大小，在原核生物中约为1000～2000个核苷酸，而在真核生物中约为100个核苷酸。 ;第二节 DNA复制的条件 ;二、模板(template) DNA复制是模板依赖性的，必须要以亲代DNA链作为模板。亲代DNA的两股链解开后，可分别作为模板进行复制。 ;三、相关蛋白质P107-118;1. 解螺旋酶P116 DNA解链酶(DNA helicase):利用ATP的化学能使双链DNA母链在复制叉处分开成单链的一种酶。 每解开一对碱基，需消耗两分子ATP。 水解ATP时依赖于单链的存在(即双链DNA需有缺口或单链末端) DNA复制时,解链酶常结合在后随链上沿5-3方向移动;rep蛋白沿前导链3-5方向移动。;2. 单链DNA结合蛋白P115 单链DNA结合蛋白（single strand binding protein, SSB）。这是一些能够与单链DNA结合的蛋白质因子。有多种名称,如解旋蛋白、熔化蛋白、螺旋降稳蛋白等。注意原核与真核生物SSB的区别 功能：① 使解开双螺旋后的DNA单链能够稳定存在，即稳定单链DNA，便于以其为模板复制子代DNA；② 保