第三章上DNA复制+++精要.ppt

有丝分裂 细胞周期（cell cycle） G1期 S期 间期（interphase） 细胞周期 G2期 前期 (prophase) M 期 中期 (metaphase) 后期 (anaphase) 末期 (telophase) 1、定义：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。 2、实验证据（1958 Messelson 和Stahl）： DNA复制的机制 其核心在于：DNA双螺旋中的两条链都携带相同的信息，其碱基对是互补的； 因此，在复制过程中两条亲代链分离，分别作为模板引导酶催化的新生互补子链的合成，并遵循标准的碱基配对原则，两条新生双链在细胞分裂时分别进入两个子细胞； 基因组超螺旋 电镜结构显示，就整体而言，大肠杆菌的基因组是由大量超螺旋的结构域构成的 DNA分子复制过程的几何学 线状DNA形成的超螺旋 环状DNA形成的超螺旋 拓扑异构体及拓扑异构酶 Action of a type I topoisomerase. Action of a type II topoisomerase. （二）与DNA复制有关的物质 1、原料：四种脱氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、 dCTP、dTTP) 2、模板：以DNA的两条链为模板链，合成子代DNA 3、引物：DNA的合成需要一段RNA链作为引物 4、引物合成酶（引发酶）：此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物。实质是以DNA为模板的RNA聚合酶。 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? DNA聚合酶Ⅰ的功能 1. 5‘→3’聚合功能 2. 3‘→5’外切活性 3. 5‘→3’外切活性 (1)切口平移（nick translation）； (2)链的置换； (3)模板转换（template-switching） 4. 内切酶活性 原核生物中的DNA聚合酶(大肠杆菌） 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。 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。 第三部分:DNA的复制过程（大肠杆菌为例） 双链的解开 RNA引物的合成 DNA链的延伸 切除RNA引物，填补缺口，连接相邻的 DNA片段 复制起始区的结构特点： （1）富含A－T的3个13bp的串联重复序列，这可能和双链易于解开起始复制有关； （2）具有4个9bp的反向重复顺序，作为蛋白结合位点； 双链解开、复制起始 DNA的半不连续复制DNA:复制时其中一条子链的合成是连续的，而另一条子链的合成是不连续的，故称半不连续复制。 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合成5??3 ?的多个短片段，这些不连续的小片段称为冈崎片段。 由于DNA两条链是反向平行的，DNA聚合酶Ⅲ只能够沿5’-3’的方向合成子代DNA链，在一个复制体中，会出现前导链和滞后链背道而驰的情况。 在上世纪60年代，是否有3’ -5’的方向的DNA聚合酶？— 没有找到！ 其他合成机制？ 1968年，冈崎提出了半不连