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第5章 DNA复制  (Chapter 4 DNA Replication) Chapter 4 DNA Replication （DNA复制） 5.1 DNA Replication: An Overview 5.2 Enzymology of DNA Replication 5.3 Bacterial DNA replication 5.4 Eukaryotic DNA replication 5.5 Regulation 0f DNA replication 第一节 DNA复制概述 (DNA Replication: An Overview) 一、基本概念 二、DNA的半保留复制 三、复制起点、方式和方向 四、DNA复制的半不连续性 一、基本概念 DNA复制 亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以各单链 DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP，合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。 复制子(Replicon，复制单位或复制元) DNA中含有一定复制起点和复制终点的复制单位。 A unit of the genome in which DNA contain a region from origin to terminator 复制子的长度大小不均，1.3万—90万bp不等。 在真核生物中，染色体为DNA分子的载体，每条染色体含一个DNA分子。每个DNA分子上含多个复制子。一条染色体上的多数复制子在细胞周期的S期中，在ATP存在下只复制一次。 DNA 复制在细胞周期的S期 mammalian cell 500-5000 bp/min E.coli，37 ℃, 0.5h, 105 bp/min 二、DNA的半保留复制（Semi-Conservation Replication） 概念： 复制过程中各以双螺旋DNA的其中一条链为模板合成其互补链，新生的互补链与母链构成子代DNA分子 。 理论上DNA的复制也可采用其它方式，如另一种叫全保留复制(conservative replication)的复制方式也是可能的，在这个模型中两条DNA亲代链保留在一起作为子链合成的模板(图6-1)。 DNA复制的两种模型 Semi-conservative mechanism was demonstrated experimentally in 1958 by Meselson and Stahl-------- Proof 1 1958 Meselson-stahl 设计的CsCl超离心试验证实了DNA复制的这一特性。 CsCl (Cesium chloride) density gradient ultracentrifugation（ CsCl密度梯度超离心） Labeled E.Coli DNA with 15N 14N Figure: The expected results of two generations of semiconservative replication in the Meselson–Stahl experiment. 三、复制起点、方向和方式 1、复制起点（origin，ori 或 O，复制原点）复制开始处DNA分子的特定位置 原核生物（Prokaryote）：单复制起点，即——整个染色体只有一个复制单位 All prokaryotic chromosomes and many bacteriophage and viral DNA molecules are circles and comprise single replications. （单复制子） 真核生物（Eukaryote） : 多复制起点，即－－一个genome中有多个复制单位 复制起点序列特征 富含AT 发夹结构 “呼吸作用”十分明显，许多酶的结合位点 真核生物的复制原点约300 bp ± 2、复制方向（复制过程的顺序性） 复制叉（Replication fork）：复制时DNA分子中的“Y”形区域，是由解开的两条链和尚未松解开的双螺旋形成的。 在复制叉区域发生双链的不断分离和新链的合成,代表DNA复制中的生长点。复制叉从起始点起沿着DNA合成方向连续向前移动。无论原核或真核细胞，在电镜下均可看到此种复制现象。 复制眼（replication eye）：电子显微镜下观察正在复制的DNA，复制的区域形如一只眼睛。 真核生物的多复制子 多个复制眼 Electron Microscopy of replicating DNA reveals replicating bub