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DNA的结构(下)教学教案.ppt
“Heavy” DNA;3、DNA半保留复制的生物学意义:;(二)与DNA复制有关的物质; 5、 DNA聚合酶:以DNA为模板的DNA合成酶
以四种脱氧核苷酸三磷酸为底物
反应需要有模板的指导
反应需要有3?-OH存在
DNA链的合成方向为5 ? ? 3 ?;性质 ; α β γ δ ε
定位 细胞核 细胞核 线粒体 细胞核 细胞核
3’-5’
外切 - - + + +
酶活性
功能; 6、DNA连接酶(1967年发现):若双链DNA中一条链有切口,一端是3’-OH,另一端是5‘-磷酸基,连接酶可催化这两端形成磷酸二酯键,而使切口连接。
但是它不能将两条游离的DNA单链连接起来
DNA连接酶在DNA复制、损伤修复、重组等过程中起重要作用
;7、DNA 拓扑异构酶(DNA Topisomerase):
拓扑异构酶?:使DNA一条链发生断裂和再连接,作用是松解负超螺旋。主要集中在活性转录区,同转录有关。例:大肠杆菌中的ε蛋白
拓扑异构酶Π:该酶能暂时性地切断和重新连接双链DNA,作用是将负超螺旋引入DNA分子。同复制有关。
例:大肠杆菌中的DNA旋转酶;8、DNA 解螺旋酶 /解链酶(DNA helicase)
通过水解ATP获得能量来解开双链DNA。 E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶,还有解螺旋酶I、II、III。;9、单链结合蛋白(SSBP-single-strand binding protein):稳定已被解开的DNA单链,阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。
;(三)DNA的复制过程(大肠杆菌为例);1、双链的解开;从复制原点到终点,组成一个复制单位,叫复制子
复制时,解链酶等先将DNA的一段双链解开,形成复制点,这个复制点的形状象一个叉子,故称为复制叉;复制方向和速度:;Electron Microscopy of replicating DNA reveals
replicating bubbles. How does one prove
bidirectional fork movement?;Pulse with radiolabeled nucleotide; chase with cold
nucleotide. Then do autoradiography;双链解开、复制起始;大约20个DnaA蛋白在ATP的作用下与oriC处的4个9bp保守序列相结合;在HU蛋白和ATP的共同作用下,DNA复制起始复合物使3个13bp直接重复序列变性,形成开链;解链酶六体分别与单链DNA相结合(需DnaC帮助),进一步解开DNA双链;2、RNA引物的合成;DNA的半不连续复制; 在DNA复制过程中,前导链能连续合成,而滞后链只能是断续的???成5??3 ?的多个短片段,这些不连续的小片段称为冈崎片段。;4、切除RNA引物,填补缺口,连接相邻的DNA片段 (复制终止); 5、复制终止; b、专一性终止蛋白
E.coli 中由 tus gene 编码
通过抑制DNA螺旋酶而发挥终止作用;;双链环状、θ型复制、双向等速;(四)DNA复制的其它方式; 线性DNA的末端复制的问题;(1)通过将线性复制子转变为环状或多聚分子。如λ噬菌体:滚环产生多聚复制子);
(2)某种蛋白质可能会介入,在真正的末端上启动。几种线性病毒核酸具有与5`端碱基共价结合的蛋白质,其中了解最清楚的例子是腺病毒 DNA )。
(3)DNA可形成特殊的结构,如在末端形成发夹。使分子没有游离末端。草履虫(Paramecium)的线性线粒体DNA的复制中就形成了一种交联;
(4)末端是可变的,而不是精确确定的。真核生物染色体可能采用这种方式,在这种情况下,DNA末端的短重复序列的拷贝数改变(如端粒的复制);; 线性DNA 双链的复制
单一起点、单向,如:腺病毒; 腺病毒(Adnovirus-2) DNA的复制 ;
腺病毒 DNA 复制起始;;;
不需RNA引物,在正链3’-OH上延伸;
只有一个复制叉;D环复制;(五)真核生物中DNA的复制特点;真核生物复制起始区
酵母的复制起点称为:自主复制顺序(autonomously replicating sequence,ARS)
ARS序列的共同特征:具有一个称为A区的11个A-T碱基对的保守序列。
起始需要起始点识别复合物ORC参与,ORC结合于ARS,它是由6种蛋白质组成的复合物。; 真核生物染色体 DNA末端补齐模式 ;(2) 端粒酶( Telome
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