生物化学课件34 DNA的复制和修复.ppt

中心法则： 几个基本概念： 一、DNA的半保留复制 复制中的大肠杆菌染色体放射自显影图(Cairns实验) DNA聚合酶Ⅲ全酶的亚基组成 大肠杆菌三种聚合酶比较 (三）DNA连接酶：连接DNA双链中的单链切口 (四)与DNA合成有关的其它蛋白因子(大肠杆菌中) 端粒酶（telomerase） 端粒合成的一种模型 真核细胞内有五种DNA聚合酶 (三) 切除修复 核苷酸切除修复（2） 第三节 DNA的突变 DNA突变的类型 冈崎片段引物的切除、缺口的填补和切口的连接: 前导链和滞后链的合成（DNA聚合酶的异二聚体催化） (三) 复制的终止 顺时针终止陷阱 逆时针终止陷阱 Ter:终止陷阱，引起复制终止的特定区域，20bp的序列，终止利用物质Tus可识别并结合，从而导致DNA复制的终止。 大肠杆菌DNA复制的终止 (四) DNA复制的精确性（高保真复制） 1、碱基的配对规律：摸板链与新生链之间的碱基配对保证碱基配错几率约为1/104～1/105。 2、DNA聚合酶的3’→5’外切酶活性的校对功能，使碱基的错配几率又降低100～1000倍。 3、DNA的损伤修复系统。 DNA复制必须具有高度精确性，在大肠杆菌的细胞DNA复制中其错误率约为1/109～1/1010，即每109～1010个核苷酸才出现一个错误，也就是大肠杆菌染色体DNA复制1000～10000次才出现一个核苷酸的错误。这么高的精确性的保证主要与下列因素有关： 六、复制起始的时序控制 七、真核生物DNA复制的特点 4、真核生物染色体在全部复制完之前起点不再重新开始复制；而在快速生长的原核生物染色体DNA复制中，起点可以连续发动复制。真核生物快速生长时，往往采用更多的复制起点。 1、真核生物染色体有多个复制起点，称为自主复制序列（ARS）或复制基因(replicator);多复制眼，呈双向复制，多复制子。 2、冈崎片段长约200bp(原核1000-2000bp)。 3、真核生物DNA复制速度比原核慢，速度为1000～3000bp/min(仅为原核生物的1/20～1/50）。 真核DNA复制特点 7、RPA：真核生物的单链结合蛋白；RNaseH1和MF-1切除RNA引物，DNA聚合酶ε填补缺口。 5、真核生物有多种DNA聚合酶,DNA聚合酶Ⅲ（δ）是真正的复制酶，在PCNA存在下有持续的合成能力（PCNA称为增殖细胞核抗原，相当于大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ的β-夹子）。RFC蛋白相当于夹子装配器。 6、真核生物线性染色体两端有端粒结构，它是由许多成串的重短复序列组成，端粒功能是稳定染色体末段结构，防止染色体间的末端连接，并可补偿滞后链5’-末段在消除RNA引物后造成的空缺，使染色体保持一定长度。端粒酶是含一段RNA的逆转录酶. DNA复制需要引物，但在线形DNA分子末端不可能通过正常的机制在引物被降解后合成相应的片段.如果没有特殊的机制合成末端序列，染色体就会在细胞传代中变得越来越短。这一难题是通过端粒酶的发现才得到了澄清，端粒酶是一种含RNA的蛋白复合物，实质上是一种逆转录酶，它能催化互补于RNA模板的DNA片段的合成，使复制以后的线形DNA分子的末端保持不变。 初步研究表明，人体中生殖细胞的端粒长度保持不变，而体细胞的端粒长度则随个体的老化而逐步缩短。对此的一个推论是：人的生殖细胞具端粒酶的活力，体细胞则否。这一问题的解决无疑会有助于对生命衰老的认识。 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A 端粒酶 3′ 5′ TTTTGGGGTTTTG 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A AA 3′ 5′ TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A AA T TGGG TGGG T 3′ 5′ AA TTTTG 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A GTTTTG 整合和杂交 移位和再杂交 端粒合成的完成 TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGTTTT 5′ 3′ n AA 3′ TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT 5′ 3′ TT CCCCT n AA 3′ TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT 5′ 3′ TT AAAACCCC AAAACCCC AAAACCCCT n 进一步加工 继续延伸 动画 细胞核＞1 5’→ 3’ 外切酶 － 高 蚜肠霉素 修复 细胞核2 3’ →5’外切酶 － 有PCNA时高 蚜肠霉素 核DNA合成 线粒体2 3’ →5’外切酶 － 高 双脱氧TTP 线粒体DNA合成 细胞核