医学生物学课件--10.ppt

第三篇 基因信息的传递 中心法则 第十章 DNA的生物合成（复制） 复制的要点 1 半保留复制 2 有起始点、终止点和方向 3 半不连续复制 第一节 半保留复制 半保留复制：当细胞分裂, DNA进行复制时，双螺旋结构解开而成为单链，用于合成新的互补链。子代细胞出现新的DNA双链，其中一股单链是从亲代完整地接受过来的旧链。另一股单链完全重新合成的新链，且按碱基配对原则与旧链互补。 DNA半保留复制的证据 第二节 DNA复制的酶学 1.底物：dNTP(dATP, dGTP, dCTP, dTTP) 2.聚合酶：DNA聚合酶（DNA依赖的DNA 聚合酶) DNA--pol 3.模板：单链的DNA母链 4.引物：寡核苷酸引物（RNA) 5.其他酶和蛋白质因子：解链酶，解旋酶，单链结合蛋白，连接酶 DNA聚合酶的活性 5′至3′的聚合活性 5′→ 3′方向 核酸 外切酶活性 5′→ 3′外切酶活性 3′→ 5′外切酶活性 一、聚合酶催化的反应 5′至3′的聚合活性（ 5′→ 3′ ）  核酸外切酶活性 3′→5′外切酶活性 5′→3′外切酶活性 二、 DAN聚合酶结构 (一)原核生物： pol Ⅰ：与校读，修复有关 A、DNA聚合酶活力：通过核苷酸聚合反应使DNA链 沿5’→3’方向延长； B、 3’→5’核酸外切酶活力：由3’端水解DNA链。在 正常情况下该活力受抑制，一旦出现错配碱基时 ，聚合反应停止，该活力会切去错配碱基， 起校 对作用； C、5’→3’核酸外切酶活力：由5’端水解DNA链。切 除嘧啶二聚体和RNA引物。 小片段 ：5′→ 3′核酸 外切酶活性 大片段（Klenow片段）：聚合活性、3′→ 5′外切活性（常用的工具酶） （二）真核生物（DNA-pol）： DNA聚合酶α：与随从链的合成有关。需要以缺口双链或带引物的单链DNA为模板，引物是DNA或RNA短链，RNA引物由引物合成酶合成 DNA聚合酶β：核酸外切酶活性，与修复有关 DNA聚合酶γ：存在于线粒体。以RNA为模板，以DNA短链为引物 DNA聚合酶δ：与领头链的合成有关。具有3’→5’外切酶活力 DNA聚合酶ε：与校读、修复和填补缺口有关 核酸外切酶活性和即时校读 DNA-polⅠ，Ⅱ的3′→ 5′外切酶活性 （主要应用在引物切除后的缺口复制） 复制的保真性和碱基选择 pol Ⅲ 的ε亚基 先形成氢键，再生成磷酸二酯键 依赖三种机理 1 遵守严格的碱基互补配对规律 2 聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能 3 复制中出错时有即时校读功能 三、复制中解链和DNA分子的拓扑学变化 （一）解链酶 领头链 rep蛋白 Dna B 随从链 解链酶Ⅱ （二）DNA拓扑异构酶 既能水解，又能连接磷酸二酯键 拓扑酶Ⅰ：切断DNA双链中的一股（原核生物中只能消除负超螺旋，真核生物中能消除正、负超螺旋） 拓扑酶Ⅱ：切断DNA双链（同上） （三）单链DNA结合蛋白（SSB） 维持模板处于单链状态 保护单链的完整 五、 DNA连接酶（ligase） 催化两段DNA之间的连接 第三节 DNA生物合成过程 一 复制的起始 （一）DNA解成单链 原核生物从一个固定的起始点开始，同时向两个方向进行的，称为双向复制 θ复制 真核细胞染色体比较复杂，可能有多个复制起点，同时形成多个复制单位 复制叉----复制开始后由于DNA双链解开，在两股单链上进行复制，形成在显微镜下可看到的叉状结构，称为复制叉 E.coli复制起始点oriC跨度为245bp，包含有三组串联重复序列和两对反向重复序列 （二）引发体的生成 复制过程需要引物--短链RNA 引物酶：合成RNA引物（十个bp左右），方向为5’ 到 3’ Dna A辨认复制启始点，然后引物酶进入（DnaG蛋白） ，加上解螺旋酶、 DnaB蛋白和DnaC蛋白等，与DNA的起始复制区域形成引发体。 DNA聚合酶Ⅲ 由其β亚单位辨认引物，新链的第一个脱氧核苷酸与引物的3-OH形成磷酸二酯键，开始复制 拓扑异构酶 松弛螺旋。 复制过程中各酶和蛋白质因子的作用 二 复制的延长 原核生物为pol Ⅲ 真核生物为DNA 聚合酶α和δ，其中α与随从链的合成有关，δ与领头链的合成有关 （一）复制延长的生化过程 原核生物复制延长的速度很快 真核生物复制有多个复制起点 （二）复制的半不连续性和冈崎片段 领头链是连续合成的，