分子生物学课件第四篇 章 DNA的复制.ppt

第四章 DNA的复制 Chapter 4 DNA Replication;RNA;复制：亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。 ;1、DNA的半保留复制 (semi-conservative replication);Possible Model of DNA Replication;;DNA复制时以亲代的每一条DNA链为模板，按照碱基互补配对的原则，合成与其互补的DNA链，在子代DNA中，一条链来于亲代DNA，另一条链是新合成的。DNA 的这种复制方式称为半保留复制(semi-conservative replication);2、复制起点与方式;;（1）复制起点; isolation of ori; rich AT 回文序列 “呼吸作用”十分明显 Enzymes binding site ; 复制的方向; 子链DNA延伸方向 ;如果DNA的延伸方向是 3’ → 5’ ;A T C G ;碱基发生错配后的校正…… ;（2）DNA复制方式;环状DNA：θ型复制 从复制起点开始, 双向同时进行，形成θ样中间物 复制可以是双向或单向进行，多数为等速双向复制 ;b、滚环式复制（rolling circle replication） 由于复制时产生的滚环结构形状象σ，又称σ复制 。 如病毒、细菌因子 ;c、D环复制(D-loop replication);3、DNA的半不连续复制 (semi-discontinuous replication) ;模板链：以3’→5’方向的亲代DNA作模板链： 子代链：子代链在复制时聚合方向为5’→3’的连续进行复制，这一条链被称为前导链(leading strand)。（复制方向与解链方向一致） 模板链：以5’→3’方向的亲代DNA链为模板链 子代链：子代链在复制时聚合方向也是5’→3’，但是不连续复制，这条链被称为滞后链(lagging strand)。（复制方向与解链方向相反) ;半不连续复制：前导链连续复制而滞后链不连续复制，就是复制的半不连续性。 ;5’;岗崎片段（Okazaki fragment） 1968 ;H3-T ;dUTP : dTTP = 1 ：300 ／cell ;U;前导链 ( dUMP片段长度) ;二、与DNA复制有关的酶和蛋白质;拓扑异构酶Ⅰ(topA)可使DNA双链中的一条链切断，松开双螺旋后再将DNA链连接起来，从而避免出现链的缠绕。拓扑异构酶Ⅱ可切断DNA双链，使DNA的超螺旋松解后，再将其连接起来。 ; 促进DNA分子两条互补链分开，利于复制叉前进。; 与单链DNA结合，稳定其构象??防止形成双链结构，利于DNA复制； 保护新合成的单链DNA，免于其被核酸酶水解。; 4、DNA聚合酶 (DNA polymerase);功能:;DNA聚合酶Ⅰ具有校正与编辑属性;DNA聚合酶Ⅰ的3’-5’外切核酸酶活性从生长的DNA链3’端切除错配碱基;DNA聚合酶Ⅰ的切除与修复模式; 3’ 5’ 5’ 3’ 外切酶 聚合酶; DNA-pol II基因发生突变，细菌依然能存活 3‘→5’外切酶活性 无5→3外切酶活性。 在pol I和pol III缺失情况下暂时起作用 参与DNA损伤的应急状态修复 不是复制的主要聚合酶,是一种修复酶;DNA多聚酶Ⅲ的结构;;全酶在DNA上的装配分为三个阶段：;大肠杆菌三种DNA聚合酶比较;冈崎片段形成后，DNA聚合酶I(5-3’外切活性)除去RNA引 物， DNA连接酶再来封闭DNA的缺口。 ;在DNA复制中催化合成RNA引物的酶;;三、原核生物DNA的复制;1、DNA复制的起始; 有9个蛋白和酶参与复制的起始;A、20个各带1个ATP的DnaA蛋白 结合于 9bp顺序，使DNA围绕着复合物卷成一圈;D、SSB 结合单链DNA，防止分开的DNA单链重新缔合。防止分开的DNA单链被DNA酶水解。;2、复制的延伸; 引发—RNA引物的合成; DNA新链的延伸;;; 引物的消除、缺口的补充及链的连接;3、DNA复制的终止过程;DNA复制的终止;四、真核生物的DNA复制; 真核生物DNA聚合酶;线状 DNA的复制 及避免5’末端短缩的模式; 3’-OH ? ;（1） T7 噬菌体 ;?;35937 bp ;复制起始复合体