遗传学 第2章 遗传物质II PPT.ppt

DNA的基本组成单位-核苷酸 多核苷酸链 DNA解链(旋)酶(helicase): 是促进DNA的两条互补链分离的一类酶。 拓扑异构酶Ⅱ(TopoⅡ) ：也称为旋转酶(gyrase)，它是切开环状双链DNA的两条链，分子中的部分经切口穿过而旋转，然后封闭切口，使DNA分子从超螺旋状态转变为松驰状态。 引物酶(Primase) :大肠杆菌的引物酶也是DNA复制所必需的一种酶。该酶由一条多肽链组成，MW为60KD，每个细胞中有50-100个分子由大肠杆菌的dnaG基因编码。引发酶催化引物RNA分子的合成。 （2）DNA复制的半不连续性 DNA两条新链的合成, 是从一个复制叉(replicating fork)向着同一个方向延伸的. 而DNA pol I, II, III只有5‘?3’聚合酶活性, 无3‘?5’聚合酶活性, 这样两条DNA延伸时, 发生了矛盾. 原来，在以3‘→5′方向的母链为模板时，复制合成出一条5′→3’方向的前导链(leading strand)。前导链的前进方向与复制叉打开方向是一致的，因此前导链的合成是连续进行的。 (1)、半不连续复制: 前导链 (leading strand) 顺着解链方向生成的子链，其复制是连续进行的，得到一条连续的子链。 而另一条母链DNA是5′→3′方向，它作为模板时，复制合成许多条5′→3′方向的短链，叫做后随链(lagging strand)，后随链的前进方向是与复制叉的打开方向相反的。后随链只能先以片段的形式合成，这些片段就叫做冈崎片段(Okazaki fragments)又称前体片段。前导链合成中, DNA引物酶只在起始点合成一次RNA引物,而在随后链上,每个冈崎片段的合成都要先合成一段RNA引物, DNA pol III才进行DNA合成. 后随链 (lagging strand) 复制方向与解链方向相反，须等解开足够长度的模板链才能继续复制，得到的子链由不连续的片段所组成。 环状DNA复制 四、滚环模型（σ复制） 五、D环复制 D Loop synthesis 1.这种复制形式，在下列生物中发现： （1）哺乳动物的线粒体DNA； （2）高等植物的叶绿体DNA。 D环复制过程： （1）从OH开始，子代H’链先合成，亲代H链鼓起单链D环。 D环复制过程： （2）当H’链合成了67%时，从OL处开始，以单链D环为模板，合成L’链。 D环复制过程： （3））当H’链合成结束时，L’链才合成35%。 D环复制过程： （4）L’链合成完毕。D环复制全过程完成。 复制子(replicon)。是指在同一个复制起点(Ori)控制下合成的一段DNA序列。 多数细菌及病毒，只有一个复制起点，控制整个染色体的复制。所以整个染色体也就是一个复制子。 在真核生物中，每条染色体的DNA复制则是多起点的，多个复制起点共同控制一条染色体的复制，即每条染色体有多个复制子(图3－17)。 E coli的复制起始点oriC的结构 DNA复制是从DNA分子的特定部位开始的，此特定部位称为复制起始点（origin of replication），用ori表示。生物的复制原点都是双螺旋DNA呼吸作用强烈的区域，也就是经常开放的区域，通常是富含AT的部位。 复制原点(ori) 真核生物的研究发现，其复制也是双向的。但近来发现，并不是所有的生物DNA的复制都是双向的，如：噬菌体T2，其DNA的复制就是沿一个方向进行的。5/ — 3/ 大肠杆菌和其它许多原核生物的环状DNA复制是双向的。即DNA的复制从复制起点开始，向二个方向同时进行，最后相遇，完成复制。 复制方向？从起点开始是沿着一个方向进行的呢？还是双向的？ (1) DNA复制的酶系统 DNA聚合酶(DNA polymerase ): 有三种，分别称为DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,主要特点: ●均有5’-3’聚合酶功能，没有3’ -5’聚合酶功能 （DNA的延伸只能从5’向3’端进行） ●没有直接起始合成DNA的能力 （合成DNA必须有引物引导） ●均有核酸外切酶的功能，可校正合成中的错误 （保证DNA复制的高度准确性） 二、 原核生物DNA的复制机理 DNA连接酶（DNA ligase）: DNA连接酶能够在模板存在的情况下，将DNA缺口处相邻的3’-OH和5’-PO4连接起来形成磷酸二酯键，即催化DNA分子上缺口的共价闭合（closure），但对于存在空隙（gap）即缺少一个或多个核苷酸的DNA链无法进行连接。因此，在DNA复制过程中，DNA连接酶在后滞链的合成、DNA损伤的修复以及DNA重组中均起着重要作用。 (3) DN