郜刚分子生物学-03-染色体-2包装和半保留复制-1.pptVIP

2.16 DNA复制 分子生物学讲义 山西师范大学 生命科学学院 2009年9月 2.16 DNA复制的基本机理 DNA由两条螺旋的多核苷酸链组成，两条链的碱基通过A:T和G:C之间的氢键联结在一起。在复制过程中首先两条链间的氢键破裂并使双链解旋和分开，然后以每条链为模板，按碱基互补配对原则(A:T，G:C)，由DNA聚合酶催化合成新的互补链，结果由一条链成为互补的两条链，这样新形成的两个DNA分子与原来的DNA分子的碱基序列完全相同。在此过程中，每个子代DNA的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的。这种复制方式称此过程中，每个子代DNA的一条链来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的。这种复制方式称为半保留复制(semi conservation replication) 3、复制起点 DNA复制在生物细胞中要从DNA分子上特定位置开始。这个特定的位置就称为复制起点(Origin of replication)，用ori表示 4、复制子 DNA复制从起点开始双向进行直到终点为止，每一个这样的DNA单位称为复制子或复制单元(replicon)。在原核生物中，每个DNA分子上就有一个复制子;而在真核生物中，每个DNA分子有许多个复制子，每个复制子长约50-200kb。因此，真核细胞DNA的复制是由许多个复制子共同完成的。 复制起点是有特定结构的，不是随机的 既然DNA复制不是随机的从DNA分子上的任何一点起始，而是从特定的区域开始，这说明复制起点有其结构上的特殊性。分子遗传学者们利用分子克隆技术，分离出 大肠杆菌染色体DNA复制起点oriC 它由422bp的DNA片段组成，其核苷酸序列已经搞清。其结构特点该为(1)在oriC区域内有一系列对称排列的反向重复序列，即回文结构(palindrome)，这表明区域与复制酶系统的识别有关(2)在oriC区中还有两个转录启动区(启动子)的核苷酸序列，这暗示了转录可能在大肠杆菌染色体DNA复制起始着重的作用。目前已有许多实验表明转录确实是复制的起始所必需的，但具体的作用机制尚不清楚。 大肠杆菌复制起点引发的DNA复制 复制是有方向的 7、DNA复制的特点---总结 DNA复制的最主要特点是半保留复制和半不连续复制(Semi-ondisctinuous replication) DNA 在进行复制的时候一其中的一条链为模板连开始复制，经过一系列酶（DNA聚合酶、解旋酶、链接酶等）的作用复制出新的DNA双螺旋。 子代DNA 其中的一条链是亲代DNA 保留下来的也就是说新合成的DNA 中一条链是新合成的另一条是亲代DNA留下来的。成为半保留复制。 在复制起点两条链解开形成复制泡(replication bubbles)，DNA向两侧复制形成两个复制叉(replication forks)。以复制叉移动的方向为基准，一条模板链是3→5，以此为模板而进行的新生DNA链的合成沿5→3方向连续进行，这条链称为前导链(leading strand)。另一条模板链的方向为5→3，以此为模板的DNA合成也是沿5→3方向进行，但与复制叉前进的方向相反，而且是分段，不连续合成的，这条链称为滞后链(lagging strand)，合成的片段即为冈崎片段。这些冈崎片段以后由DNA连接酶连成完整的DNA链。这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物是普遍存在的，称为DNA合成的半不连续复制 8、General features of a replication fork 习题i DNA聚合酶详解 大肠杆菌DNA聚合酶1的理化性质1/2 纯化的DNApolⅠ由一条多肽链组成，约含1000个氨基酸残基，MW为109KD。 分子含有一个二硫键和一个-SH基。通过二个酶分子上的-SH基与Hg2+结合产生二聚体，仍有活性。 每个酶分子中含有一个Zn2+，在DNA聚合反应起着很重要的作用。 每个大肠杆菌细胞中含有约400个分子，每个分子每分钟在37℃下能催化667个核苷酸掺入正在生长的DNA链。 经过枯草杆菌蛋白酶处理后，酶分子分裂成两个片段，大片段分子量为76KD，通常称为Klenow片段，小片段的分子量为34KD。此酶的模板专一性和底物专一性均较差，它可以用人工合成的RNA作为模板，也可以用核苷酸为底物。在无模板和引物时还可以从头合成同聚物或异聚物。 大肠杆菌DNA聚合酶1的理化性质2/2 DNAPolⅠ在空间结构上近似球体，直径约650nm。在酶的纵轴上有一个约200nm的深沟(cleft)，带有正电荷，这是该酶的活性中心位置，在此位置上至少有6个结合位点: [1]模板DNA结合位点; [2]DNA生长链或引物结合位点; [3]引物末端结合位点，用以专一引物或DNA生长链的3-OH; [4]脱氧核苷三磷