9 第九讲 第七章 DNA的复制.pptVIP

第七章 DNA的复制 主要内容 复制的基本规律 DNA复制的酶学和拓扑学变化 DNA生物合成过程 逆转录现象和逆转录酶 要求 掌握 1. 复制的方式 2. DNA复制过程中酶及蛋白因子 的作用 3. 逆转录 熟悉 复制过程与逆转录过程 DNA复制包括 DNA →DNA(复制) RNA →DNA (反转录或逆转录) 复制（replication） 遗传物质的传代,以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。 第一节 复制的基本规律一、半保留复制的实验依据 可能的复制方式：全保留式复制 半保留式复制 混合式复制 半保留复制： 新合成的子代DNA分子中有一半（一条链）是保留亲代的，这种复制方式称为~。 实验依据 1958年Messelson和Stahl实验证实 实验材料：大肠杆菌 其特点：20分钟生长成新一代。 实验方法： 1. 用15N标记NH4CL作为氮的唯一来源的培养基中培养约15代，DNA可全部被15N所标记 实验结果 第一代:中密度带---- (14N15N)DNA的杂交分子(14N15N)DNA 第二代:中密度带和低密度带----(14N15N)DNA 及(14N14N)DNA. 培养代数增加:低密度带增加,中密度带不变 (14N15N)DNA的证实:先100°C加热变性,再对变性前后的DNA分别进行梯度离心,结果:变性前---1条中密度带 ;变性后---1条低密度带条和1条重密度带 实验结果证实:DNA复制方式----半保留复制 如果是全保留方式:第一代不可能出现中密度带 如果是混合式复制方式:中密度带经过 变性离心之后不可能出现低密度带和重密度带 半保留复制的意义 子代 保留了亲代DNA的全部遗传信息,体现代与代之间DNA碱基序列的一致性. 体现遗传过程 的相对保守性.遗传信息通过基因表达决定了生物的特性和种类. 遗传保守性是相对的，变异是普遍存在的 二、双向复制 细胞的繁殖有赖于基因组复制而使子代得到完整的遗传信息。 原核生物基因组是环状DNA，只有一个复制起点（origin)。向两个方向解链，即双向复制。 真核生物每个染色体上有多个复制起始点。 复制子（replicon）：是独立复制的功能单位。 三、复制的半不连续性 领头链或前导链(Leading strand) 随从链或滞后链(Lagging strand) 冈歧片段（Okazaki fragment） 第二节 DNA复制的酶学和拓扑学变化 底物:dNTP 即dTTP dATP dCTP dGTP 酶:依赖DNA的DNA聚合酶(polymerase),简称 DNA-pol,拓扑异构酶,解螺旋酶,引物酶, DNA连接酶(ligase). 模板(template):解开成单链的DNA母链 引物(primer):RNA提供3-OH使dNTP依次聚合。 蛋白因子：单链结合蛋白(SSB)。 一 复制的化学反应 dNTP:γ磷酸-β磷酸-α磷酸—脱氧核糖—碱基 总反应式：(dATP)m+(dTTP)n+(dCTP)y+(dGTP)z (dAMP)m+(dTMP)n+(dCMP)y+(dGMP)z+(m+n+y+z)PPi 方向：新链只能从5’ 3’ 二 DNA聚合酶 DNA-pol特点： 1.合成DNA时需要引物 2.DNA链的合成具有方向性5’ 3’ 3.种类多 连接DNA链3’-OH末端和相邻DNA链5’-p末端。 双链中的单链缺口，或两股都有单链缺口，只要缺口前后的碱基与母链互补，也可连接。 需要消耗ATP。 质粒：存在于细菌染色体外能自我复制的DNA，作为基因工程的常用载体 线粒体DNA（mtDNA） 容易发生突变，损伤后的修复困难，因此与衰老关系密切。 三、复制保真性的酶学依据 遵守严格的碱基配对规律 聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能 复制出错时有即时的校读功能 四、复制中的解链和DNA分子拓扑学变化 解螺旋酶 特点:利用ATP供能, 把DNA双链解开为单链 DnaA:辨认E.coli上的复制起点. oriC DnaB (解螺旋酶): 在起始点上结合并打开双链 DnaC:辅助解螺旋酶(DnaB). DNA拓扑异构酶 是一类可改变DNA拓扑性质的酶 复制时,复制叉行进的前方DNA分子产生正超螺旋,DNA拓扑异构酶可松解超螺旋 还可以引入负超螺旋(水解、连接),有利于复制叉的行进及DNA的合成. 复制结束时,拓扑酶又可将DNA分子引入超螺旋,有利于DNA缠绕、折叠、压缩以形成染色质. 可见,拓扑酶是在复制全过程中有作用. 单链DNA结合