[教育]第五章 DNA的生物合成.ppt

Chapter 5  DNA replication 一、半保留复制（semiconservative replication) 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。 端粒的复制模型 1989年Greider和Blackburn提出了端粒的复制模型。反应为四步进行： （1）首先是端粒酶与端粒DNA结合，端粒酶 中的RNA与凸出的3′模板配对； （2）以RNA为模板，在DNA3′端上从头合成 DNA； （3）延伸六个nt； （4）合成一个重复单位后，端粒酶向DNA模板 新合成的3′移动， RNA再和模板配对，就这样循环 往复，周而复始。最后延伸的3′端再回折，以G·G 配对的方式形成发夹结构，产生端粒。 癌症与端粒酶 此前人们已经发现，癌细胞往往会产生格外多的端粒酶，使它们能不断分裂繁殖。 认为80%的癌症与端粒酶过多密切相关。 英国《自然细胞生物学》杂志最近在网上提前发表了美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家的报告。科学家用会发出荧光的蛋白质给端粒酶“染色”，观察它们在细胞里的活动。结果发现，正常细胞是将端粒酶限制在细胞核里的一个特定区域，只有在细胞分裂、DNA端粒需要修补时才把它释放出来。与之相反，在癌细胞里，端粒酶有很大的自由度。 科学家认为，端粒酶在癌细胞里能够自由活动，可能与癌细胞的强大生命力有关。如果找到方法把这些端粒酶重新“关起来”，就有可能抑制癌细胞的繁殖。 五、DNA连接酶(DNA ligase ) DNA连接酶：催化冈崎片段间磷酸二酯键的形成； 注意：连接碱基互补基础上双链中的单链缺口，不能连接单独存在的DNA或RNA单链。 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。 各种酶与蛋白质的作用小结 第三节 DNA生物合成过程 DNA复制的基本过程 起始 延长 终止 大肠杆菌DNA复制的相关酶和蛋白质 连接DNA片段辨认起始点 DnaA蛋白 运送和协同DnaB DnaC蛋白 连接DNA片段 DNA连接酶 去除引物，补充空隙 DNA polⅠ 合成DNA DNA polⅢ全酶 引入负超螺旋 DNA旋转酶(拓扑异构酶Ⅱ) 稳定单股链区 SSB(单链结合蛋白) 解开双链 rep蛋白(解链酶) 合成RNA引物 引物酶(DnaG) 开始解链 DnaB蛋白 作用 蛋白质 （一）复制的起始(initiation) 一、原核生物的 DNA 生物合成 引发体生成 引物合成 DNA 解链 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） 1、DNA 解链 Dna B Dna C Dna A SSB DNA 大肠杆菌起始点: DNA-蛋白质复合物的类核小体结构 Dna A a DNA DnaA蛋白识别、结合于 ori C的重复序列 DNA 解链的基本过程 b DnaA蛋白与DNA形成 复合物，促使解链 c 在DnaC的协助下，DnaB结合于初步打开的双链，并用其解螺旋酶活性使双链解开一定长度 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。 2、引发体形成： 3、引物的生成： 引发体移动过程中，在适当位置引物酶催化引物生成。 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 （二）复制的延长(elongation) 5? 5? 3? 3? 3? 5? 解链方向 不连续复制 随从链 复制叉 冈崎片段 连续复制 领头链 引物水解（RNA酶） 补缺（DNA-pol I ） 连接（连接酶） （三）复制的终止(termination) 0/100 50 Ori C 82 ter 32 E.Coli 基因图 双向复制 终止点（Ter）： 基本过程 二、真核生物的DNA生物合成 （一）复制的起始（比较原核生物） 1