DNA的生物合成讲义.ppt

第十四章;复制(replication) 是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。;复制的方式 ——半保留复制(semi-conservative replication) 双向复制(bidirectional replication) 半不连续复制(semi-discontinuous replication) ;一、半保留复制;A G G T A C T G C C A C T G G;子链继承母链遗传信息的几种可能方式:;密度梯度实验:;按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。;原核生物复制时，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。 ;A. 环状双链DNA及复制起始点 B. 复制中的两个复制叉 C. 复制接近终止点(termination, ter);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) 。复制子是独立完成复制的功能单位。 ;5’;3?;顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链(leading strand) 。 另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链(lagging strand) 。复制中的不连续片段称为岡崎片段(okazaki fragment)。 领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。 ;四、参与DNA复制的蛋白质因子;1、DNA聚合酶催化核苷酸之间聚合;5′ A G C T T C A G G A T A ? 3′ | | | | | | | | | | |;（1）原核生物的DNA聚合酶分为三型;原核生物的DNA聚合酶;功能：;323个氨基酸;DNA-pol Ⅱ（120kD）;功能：;（2）常见的真核细胞DNA聚合酶有五种;表14-2 真核细胞DNA聚合酶性质的比较;2、核酸外切酶的校读活性和碱基选择功能是复制保真性的酶学依据;（1）核酸外切酶活性在复制中辨认切除错配碱基并加以校正;A：DNA-pol的外切酶活性切除错配碱基；并用其聚合活性掺入正确配对的底物。 B：碱基配对正确， DNA-pol不表现活性。;（2）复制的保真性依赖正确的碱基选择;遵守严格的碱基配对规律； 聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能； 复制出错时DNA-pol的及时校读功能。;3、复制中的分子解链伴有DNA 分子拓扑学变化;（1）多种酶参与DNA解链和???定单链状态;E. Coli 基因图;解螺旋酶(helicase)　——利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条单链。 引物酶(primase) ——复制起始时催化生成RNA引物的酶。 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。 ;（2）DNA拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态、理顺DNA链;拓扑酶的作用方式：;4、DNA连接酶;HO;（一）原核生物的复制 复制起始：DNA解链形成引发体;E.coli复制起始点 oriC; Dna A;复制的延长过程; 5;领头链的合成：;;同一复制叉上领头链和随从链由相同的DNA-pol催化延长 ;复制过程简图;原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。;;哺乳动物的细胞周期;真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动。 复制的起始需要DNA-pol α（引物酶活性）和pol δ（解螺旋酶活性）参与。还需拓扑酶和复制因子(replication factor, RF)。 ;CDK;DNA-pol δ和pol α分别兼有解螺旋酶和引物酶活性。在复制叉及引物生成后，DNA-pol δ通过PCNA的协同作用，逐步取代pol α，在RNA引物的3?-OH基础上连续合成领头链。随从链引物也由pol α催化合成。然后由PCNA协同，pol δ置换pol α，继续合成DNA子链。 ;3?;线性DNA复制的末端 ;（三）端粒(telomere);端粒酶(telomerase);端粒酶催化作用的爬行模型 ;逆转录酶(reverse transcriptase) ;逆转录病毒细胞内的逆转录现象:;RNA病毒在细胞内复制成双链DNA的前病毒(proviru