第五章 DNA的生物合成PPT.ppt

中心法则 （the central dogma);Chapter 5  DNA replication;复 制 概 念;第一节 DNA复制的基本方式;一、半保留复制（semiconservative replication);意 义;复制叉移动方向;;第二节 DNA复制的酶学; 复制是在酶催化下的核苷酸聚合过程，需要多种高分子物质共同参与。;5?; DNA聚合酶（DNA polymerase） DNA螺旋酶 拓扑酶 引物酶 连接酶 其它相关酶和蛋白质 ;一、DNA聚合酶（DNApolymerase）;原核生物DNA聚合酶;;主要作用：;一条分子量120kDa的多肽链 活性很低 能促进DNA合成 有3’→5’的外切核酸酶活性，无5’→3’外切酶活性 在DNA的修复中起一定作用 ;真正负责大肠杆菌细胞内合成DNA的复制酶（Replicase）； 10种亚基组成的不对称二聚体； 核心酶(core enzyme)：具有核苷酸聚合的作用； 3’→5’外切酶活性。; E.coli DNA 聚合酶Ⅲ不对称二聚体;;原核生物DNA聚合酶的比较;;DNA解旋酶/DNA解旋蛋白（DNA unwinding protein）：催化双螺旋DNA的解旋和解链，该过程需水解ATP提供能量。;解旋酶ⅡⅢ和rep蛋白； 解旋酶ⅡⅢ：沿着后随链的模板，从5‘?3’方向移动，促使复制叉向前延伸； rep蛋白：沿着前导链的模板，以3‘?5’方向向前移动，从而促进双链不断解开。;三、DNA拓扑异构酶（DNA Topisomerase ） ;;; DNA结合蛋白对单链DNA有高亲和力，能特异地结合到分开的单链DNA上。对DNA复制区形成的单链DNA有稳定作用。 在真核生物中，一种单链DNA结合蛋白称之复制蛋白A（replication protein A, RPA）结合到暴露的单链上。;;四、DNA引物酶(Primase);五、DNA连接酶(DNA ligase );连接酶连接模板链上相邻两个片段的切口 ;解螺旋酶：解开DNA双螺旋 DNA拓朴异构酶：理顺DNA链 单链DNA结合蛋白：稳定维持DNA单链状态 前导链的合成：在聚合酶III与滑动夹子结合下连续合成。 尾随链的合成：解旋酶（DnaB）和引物酶（DnaG）沿着模板移动。每1000-2000bp合成一个引物。聚合酶III延伸引物，一直达到前一个冈崎片段为止。聚合酶I去除RNA引物，并填补留下的空隙。连接酶封闭最后缺口。 ;; 第三节 DNA生物合成过程;DNA复制的基本过程;大肠杆菌DNA复制的相关酶和蛋白质;（一）复制的起始(initiation);DnaA蛋白、rep蛋白、SSB 和 拓扑酶共同参与。 起始点（ori C） 固定单一起始点 跨度 254 bp 结构：3 组串联重复序列（识别区） 2 对反向重复序列（富含AT）;Dna B;Dna A;在解链基础上，引物酶进入形成引发体。 引发体 —— 为含解螺旋酶、引物酶和DNA复制起始区的复合物。;复制的起始(initiation);复制方向（5`? 3`） 半不连续复制 冈崎片段 前导链 滞后链;;引物水解（RNA酶） 补缺（DNA-pol I ） 连接（连接酶）;二、真核生物的DNA生物合成 （一）复制的起始（比较原核生物） 1、过程同原核生物： 解链 ? 引发体形成 ? 生成引物 2、特点： 起始点结构较 ori C 短（ 酵母为11bp，富含AT，称为自主复制序列 —— autonomouse replication sequence，ARS） 多起点（多复制子） 时序性（分组激活，非同步进行）;;3、参与酶和蛋白因子： DNA-pol ? （引物酶活性） DNA-pol ?（解螺旋酶活性） 拓扑异构酶 复制因子（RF，如：RFA、RFC） 增殖细胞核抗原（proliferation cell nuclear antigen，PCNA） 4、通过细胞周期实现其调节： 细胞周期与DNA复制 细胞周期蛋白、周期蛋白依赖激酶与细胞周期 CDK抑制物 —— 锚蛋白（ankynin）、P21蛋白;1、 DNA-pol ? 催化合成引物。 2、 DNA-pol ? 在增殖细胞核抗原（PCNA）协同下，催化领头链或随从链合成