[理学]复制.ppt

（一）半保留复制 1953年Watson Crick提出了半保留复制假说。 [提问]? DNA的合成是何种方式？ ? DNA的合成是否为混合式复制方式？ ? DNA的合成是否为半保留复制方式？ [实验证据]：1957年 M.Meselson 和F.W.Stahl用大 肠杆菌为材料，在含15N和14N的NH4 Cl中培养证实了半保留复制方式。 CsCl梯度离心的结果。（如图） 2、半保留复制的概念 两个子代分子中各有一条链来自亲代，各有另一条新合成的链，这种复制方式叫半保留复制。 1、复制起始点： DNA复制要从DNA分子的特定部位开始，此部位称复制起始点(origin) 。 原核：仅含一个 ； 真核：多个起始点 . 2、复制叉：复制时双链打开，分开成两股，各自作为模板，子链沿模板延长所形成的Y字形的结构。 （如图） 3、复制方向： ?单向复制： ?双向复制：常见方式 （如图） 双向复制 复制时，DNA从起始点(origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。 　 原核生物的染色体DNA、质粒、病毒及真核生物的线粒体DNA是单复制子。 真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子的复制。 习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子(replicon) 。 真核生物多个复制起始点、复制子与复制叉 DNA复制的体系 底物: dNTP (dATP、dGTP 、dCTP 、dTTP) 聚合酶: 依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-pol) 模板: 解开成单链的DNA母链 引物: 提供3‘-OH末端的寡聚核苷酸 其它酶和蛋白质因子: 拓扑异构酶、解螺旋酶、单链DNA结合蛋白、引物酶、连接酶 二、DNA聚合酶 全称：依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 简称：DNA-pol 聚合反应机理 聚合反应的特点 DNA 新链生成需引物和模板； 以4种dNTP为底物； 需要引物3/-OH的存在； 新链的延长只可沿5? → 3?方向进行； 遵守碱基互补规律。 是复制延长中真正起催化作用的酶， 活性很强； 具有5‘→3’的聚合活性； 具有3‘→5’外切酶活性； 三、引物酶(primase) 依赖DNA的RNA聚合酶。 可以催化游离NTP聚合。 催化RNA引物的生成。 七、单链DNA结合蛋白 (single stranded DNA binding protein, SSB) 在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整性。 DNA的生物合成 -----复制的过程小结 双链DNA的复制包括 识别起点、解链解旋、 合成引物 延长子链 切除引物、填补连接 复制错误的矫正 第四节 真核生物DNA复制过程 一、真核和原核DNA细胞复制比较 DNA的复制导致端粒缩短 端粒酶(telomerase) 线性DNA在复制完成后，其末端由于引物RNA的水解而可能出现缩短。故需要在端粒酶（telomerase）的催化下，进行延长反应。 端粒酶 端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体，它可以其RNA为模板，通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。 端粒酶的爬行模型（动画演示） 2、逆转录酶 -------RNA指导的DNA聚合酶 催化逆转录过程的酶称逆转录酶，RNA病毒中都含有此酶。 兼具有三种酶活性： RNA指导的DNA聚合酶： 核糖核酸酶H（RNase H酶）：水解杂合链。 DNA指导的DNA聚合酶：以新合成的DNA链为模板合成互补的DNA链，形成DNA双链。 逆转录病毒的生活周期 突变 (mutation)： 是由遗传物质结构改变而引起的遗传信息的改变。从分子水平来看，突变就是DNA分子上碱基的改变。 DNA损伤 (DNA damage)： 泛指一切DNA结构和功能的变化。包括各种突变类型、碱基的损伤和DNA链的断裂。 ----- DNA紫外线损伤的光裂合酶修复 3、逆转录过程 RNA 模板 逆转录酶 DNA-RNA 杂化双链 RNA酶 单链DNA 逆转录酶 双链DNA RNA 衣壳 被膜 逆转录酶 转录 转译 整合入宿主细胞染色体DNA 进入细胞 丢失被膜 丢失衣壳 逆转录 RNA RNA cDNA 衣壳蛋白 被膜蛋白 逆转录酶 4、逆转录研究的意义 逆转录酶和逆转录现象，是分子生物学研究中的重大发现。 至少在某些生物，RNA