12级DNA生物合成1.ppt

二、复制的起点和方向 （一）概念 复制子(replicon)：基因组能独立进行复制的单位成为复制子。 起点(origin)：控制复制起始，是含有100-200个碱基对的一段DNA。细胞内存在着能识别起点的特殊蛋白质(在大肠杆菌中称为Dna A蛋白)。 终点(terminus)：终止复制 复制叉(replication fork)----复制开始后由于DNA双链解开，在两股单链上进行复制，形成在显微镜下可看到的叉状结构，称为复制叉 三、原核细胞DNA的复制－－（DNA指导下的DNA合成） （一）DNA聚合酶 1956年kornberg等首先从大肠杆菌中发现DNA聚合酶。其后在广泛不同的生物中都找到有这种酶。 底物： dNTP (dATP dGTP dCTP dTTP)； 聚合酶（polymerase， DNA-pol): 依赖DNA的DNA聚合酶,是1种模板指导的酶 模板（template): 解开成单链的DNA母链； 引物（primer): 提供3′-OH末端,使dNTP聚合； 其它酶和蛋白质因子 1.大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ—polymeraseⅠ pol Ⅰ:也称Kornberg酶。是各种DNA聚合酶中研究的最透彻的，它的一些特点代表了DNA聚合酶的基本特点： （1） pol Ⅰ的性质 分子量：10，9000，单链，球形，活性部位含 Zn2＋， 电镜下可以看到二聚体，每个细胞有400个酶分子。 （2）功能： 3. 大肠杆菌DNA聚合酶 Ⅲ——polⅢ DNA复制酶，1972年发现 （1）pol Ⅲ 是真正起复制作用的酶，由10种亚基组成不对称二聚体，α、ε、θ组成核心酶 （2）功能： ① 5′→3′聚合酶活性； ② 3′→5′外切酶活性。 该酶在原核细胞中主要负责DNA链的延伸，是复制延长中真正起催化作用的酶。 DNA聚合酶Ⅰ DNA聚合酶Ⅱ DNA聚合酶Ⅲ 亚基数目 1（单体酶） ＞1（多亚基酶 ） ＞1(多亚基酶) 5’→3’聚合活性 + 中 + 很低 + 很高 3‘→5’外切活性 + + + （保护DNA复制的 忠实性） 5‘→3’外切活性 + - - 1、冈崎片段和半不连续复制 （1）冈崎片段： 逆复制叉合成的小的DNA片段，在原核生物有1000-2000核苷酸，真核生物约100-200核苷酸。1968年冈崎(Okazaki) 发现。 （2）DNA的半不连续复制： DNA双链复制时，一条链是连续合成的（前导链），另一条链是不连续合成的（滞后链或后随链），这种前导链的连续复制和后随链的不连续复制称DNA的半不连续复制。 2、DNA半不连续复制中的RNA引物 （1）前导链和滞后链的合成都需要RNA引物 （2）引物合成酶(Dna G)：是以DNA为模板的RNA聚合酶（合成方向5′→3′），合成的引物长度5-10nt . (3) 引物RNA的起始和终止的位置受解链酶、引发酶、模板顺序及其二级结构的影响。 （4）DNA聚合酶Ⅰ切除前导链及冈崎片段的引物后，填补空缺，由DNA连接酶将切口连接。 RNA引物的合成称作“引发” 。 后随链的合成需多次引发作用，而发动前导链的合成只需一次引发。 3、DNA连接酶（ligase） 催化两段DNA之间的连接 DNA连接酶（1967年发现）：若双链DNA中一条链有切口，而且一端是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。 但是它不能将两个游离的DNA分子连接起来。 大肠杆菌和其它细菌的DNA连接酶需要NAD+提供能量；在高等生物和噬菌体中，则要ATP提供能量。T4 DNA连接酶可连接两个游离的DNA分子. 总结:原核生物DNA的复制过程：（以大肠杆菌为例） 双链的解开 起始----RNA引物的合成 DNA链的延伸 终止----切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的DNA片段 ①前导链的延长： DNA聚合酶Ⅲ全酶二聚体的一个亚基与前导链的模板结合而发挥催化作用，与复制叉同向。 ②滞后链的延长 DNA聚合酶Ⅲ全酶二聚体的另一亚基与形成一个环的滞后链的模板结合发挥催化