第三章 DNA的生物合成与损伤修复.pptVIP

DNA的合成反应包括: 1.DNA指导的DNA合成(复制) 2.RNA指导的DNA合成(逆转录) 3.修复合成 半保留复制---复制的方式 (semi-conservative replication) 半不连续复制---基本特点 (semi-discontinuous replication) 双向复制 (bidirectional replication) 复制的高保真性 （high fidelity） 一、半保留复制 DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板按碱基配对规律，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，另一股单链则完全重新合成。这种复制方式称为半保留复制。 二、半不连续复制 三、双向复制(bidirectional replication) 复制开始时，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。 原核生物： ? 基因组是环状DNA ? 只有一个复制起始点 真核生物： ? 染色体DNA有多个复制起始点。 ? 两个起始点之间的DNA片段称为复 制子(replicon)。 ? 复制子是独立完成复制的功能单位。 真核生物多个复制起始点、复制子与复制叉 DNA聚合酶催化聚合反应的特点： 新链生成需单链DNA作模板 新链的生成需要引物 新链的延长只能沿5? → 3?方向进行 参与复制的主要酶类 一、DNA聚合酶* 二、解链、解旋酶类 解螺旋酶 DNA拓扑异构酶 单链DNA结合蛋白 三、引物酶 四、DNA连接酶 五、端粒酶（真核生物） 一、 DNA聚合酶 全称：依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 简称：DNA-pol; DDDP 1. DNA聚合酶的活性 DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读 1）DNA聚合酶I (DNA-pol I) 单肽链（109 kD） 含量最多,具有DNA聚合酶的三种酶活性： 5??3?聚合酶活性 5??3?外切酶活性 3??5?外切酶活性 作用: 5??3?外切酶活性： 去除RNA引物 3??5?外切酶活性： 切除错配碱基，起校正作用 5??3?聚合酶活性： 填补两个冈崎片段之间的缺口 二、解螺旋酶(Dna B，解链酶) ——利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条单链 五、引物酶(primase) ——复制起始时催化生成RNA引物的酶 作用*: 为DNA-pol发挥作用提供的3-OH DNA复制的体系 底物: dATP、dGTP 、dCTP 、dTTP 聚合酶: 依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-pol) 模板: 解开成单链的DNA母链 引物: 提供3-OH末端的寡核苷酸 其他酶和蛋白质因子: 拓扑异构酶、解螺旋酶、 单链DNA结合蛋白、引物酶、连接酶 一、原核生物的DNA生物合成 DNA复制分为三个阶段 复制的起始 复制的延长 复制的终止 复制是从DNA分子上的特定部位开始的，这一部位叫做复制起始点,常用ori或o表示。 DnaA、B、C三种蛋白质共同参与 DnaA蛋白：辨认复制起始点 DnaB蛋白(解螺旋酶)：解开DNA双链 DnaC蛋白：运送和协同DnaB 复制时双链打开成两股单链，新链沿着张开的模板生成，复制中形成的这种Y字形结构称为复制叉（replication fork） 单链DNA结合蛋白（SSB）与解开的单链结合，保持DNA模板的单链状态。 ? 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)。 线性DNA在复制完成后，其末端由于引物RNA的水解而可能出现缩短。故需要在端粒酶的催化下，进行延长反应。 四、真核生物的端粒和端粒酶 （一）端粒 1、端粒：是真核生物染色体线性DNA分子末 端的结构图 2、作用：维持染色体