生物化学--第十一章 DNA复制RNA转录-DNA复制.ppt

第十章　DNA的复制和修复 第一节　半保留复制 第二节　参与DNA复制的酶与蛋白质 第三节　复制过程 第四节　DNA损伤及修复 几个相关概念： 1. 复制起始点 (origin, ori) 原核生物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，同时形成多个复制单位， 两个起始点 之间的DNA片段称为复制子(replicon)。 2. 复制叉 (replication fork) 复制时双链打开，分开成两股，新链沿 着张开的模板生成，复制中形成的这种Y 字形的结构称为复制叉。 三、DNA复制的起点和方向 复制中的大肠杆菌染色体放射自显影图(Caims实验) 四、复制特点 　半不连续复制 　半保留复制 DNA的半不连续复制复制过程 第二节　参与DNA复制的酶与蛋白质★ 　　复制相关蛋白的基因：dna A、dna B、dna C… …dna X 　　相应的表达产物蛋白质：Dna A、Dna B、Dna C … …Dna X 　　 Dna A：辨认复制起始位点 　　 Dna B：解螺旋酶 　　 Dna C：辅助解螺旋酶使其在起始点上 结 合并打开双链。 一、DNA聚合酶★ （一）催化的反应特点★ 　　以四种dNTP为原料 　　需要模板 　　需要引物　 　　催化反应方向为5’-3’ 　产物性质与模板链相同 （二）大肠杆菌三种DNA聚合酶比较 DNA聚合酶 I 5? ? 3 ?聚合酶功能 聚合反应机理： DNA聚合酶的3′- 5′外切酶水解位点 DNA聚合酶5′- 3′外切酶活力 DNA-pol I: 曾被称为复制酶(replicase) 含量最多 可被水解成两个片段 小片段(N端)：具有5′→3′外切酶活性； 大片段(C端)：具有聚合活性和3′→5′ 外切酶活性，也称为Klenow片段，是常用的工具酶。 DNA-pol III: 由10种亚基组成的不对称聚合体 催化效率最高 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ全酶的结构和功能 二、解旋酶（解超螺旋，也叫拓扑异构酶、DnaB蛋白） ①连环数（linking number , L） DNA双螺旋中，一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数 ②扭转数（twisting number , T） DNA分子中的Watson-Crick螺旋数目，以T表示 ③超螺旋数（缠绕数 , writhing number , W） 三、解链酶（ DnaA蛋白） 四、SSB 五、引物酶 六、DNA连接酶 解螺旋/链　酶 (helicase) （ DnaA蛋白） : 　模板对复制的指导作用在于碱基的准确 配对，而碱基却埋在双螺旋的内部。只有把DNA解开成单链，它才能起模板作用。 解螺旋酶是最早发现的与复制有关的蛋 白质，当时称为rep蛋白。作用是利用ATP供 能，解开DNA双链。 四、SSB 　SSB曾被称为螺旋反稳定蛋白（HDP）。 　SSB与解开的DNA单链紧密结合，防止 重新形成双链，并免受核酸酶降解。在复制中维持模板处于单链状态。 引物酶 (primase): 依赖DNA的RNA聚合酶。 催化RNA引物的合成。 在大肠杆菌，引物酶是dna G基因的产物。 RNA引物： 　　在DNA模板的复制起始部位由引物酶催 化NTP的聚合，形成短片段的RNA，为DNA 聚合提供3′-OH末端。 连接酶连接切口 大肠杆菌和其它细菌的DNA连接酶要求NAD+提供能量；在高等生物和噬菌体中，则要求ATP提供能量。 DNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用。 第三节　复制过程 一、复制起始 二、链的延长（冈崎片段的合成） 三、复制的终止 引发体 (primosome): 是由Dna B、Dna A、Dna C以及其他复制 因子一起形成复合体，再结合引物酶形成 较大的聚合体，结合到模板DNA上。 冈崎片段引物的切除、缺口的填补和切口的连接: 引导链与随从链分别由哪些酶或蛋白参与？ 三、复制的终止 DNA忠实性的保障 真核细胞内有五种DNA聚合酶 真核和原核DNA细胞复制比较 真核细胞DNA复制的特点 端粒酶（telomerase） 特点： 1. 由RNA和蛋白质构成的复合物 2. 为特殊的逆转录酶，能以自身的RNA为 模板逆转录合成端粒DNA 功能： 合成端粒DNA，维持端粒的长度 爬行模型： 端粒合成的一种模型 第四节　DNA损伤及修复 DNA紫外线损伤的光裂合酶修复 切除修复 DNA的重组修复 SOS修复： 这是一种在DNA分子受到较大范围损伤