第二章 染色体与DNA-3复制.pptVIP

大肠杆菌DNA聚合酶特征 （五）DNA复制的忠实性和调控 （五）DNA复制的忠实性和调控 2、DNA复制的调控 DNA复制过程中的共同特征 复习思考题 E.coli的复制终止 现已发现有两个终止区域（terE,D,A和ter C,B），位于相遇点的另一侧100Kb处。每一终止顺序对某一方向移动的复制叉来说是特异的。 ter顺序有一个23bp的区域，在体外可导致复制的终止，但其功能显示了一定的方向性。 终止需要tus(terminus utilization substance)基因的产物Tus(36kD)， Tus能识别ter保守顺序，并阻止复制叉继续前进。 ter-Tus复合物可能通过抑制螺旋酶来实行终止 1、与原核生物不同，真核生物DNA复制有许多起始点。 2、真核生物DNA复制的速度(60核苷酸/每秒钟)比原核生物DNA复制的速度(E.coli 1700核苷酸/每秒钟)慢 3、真核生物的染色体在全部完成复制之前，各个起始点上的DNA的复制不能再开始，而在快速生长的原核生物中，复制起始点可以连续开始新的DNA复制，表现为虽只有一个复制单元，但可有多个复制叉。 （四）真核生物DNA复制的特点 4、真核生物DNA的复制子被称为ARS（autonomously replicating sequences），长约150bp，包括数个复制起始必需的保守区。真核生物DNA复制的起始需要起始原点识别复合物（ORC）参与。 5、在真核生物中主要有5种DNA聚合酶，分别为DNA聚合酶α、β、γ、δ和ε，其特性如下表。真核生物的DNA聚合酶一般都不具有核酸外切酶活性,推测一定有另外的酶在DNA复制中起校对作用。 蚜肠霉素 蚜肠霉素 ddTTP ddTTP 蚜肠霉素 DNA合成抑制剂 高 有PCNA时高 高 低 中等 持续合成能力 有 有 有 有 有 5′→3′聚合 无 无 无 无 无 5′→3′外切 有 有 有 无 无 3′→5′外切 修复 主要DNA复制酶 线粒体DNA复制 损伤修复 DNA引物合成 功能 核内 核内 线粒体 核内 核内 在细胞内分布 ≥1 2-3 2 1 4 亚基数 DNA聚合酶ε DNA聚合酶δ DNA聚合酶γ DNA聚合酶β DNA聚合酶α 性质 真核生物DNA聚合酶 6、端粒复制 端粒复制的生物学意义： （1）维持染色体的完成性，决定细胞的寿命； （2）维持染色体的独立性，若无端粒，两个染色体末端很可能融合到一起； （3）解决末端复制问题，端粒酶能与端粒作用，延伸其长度。 端粒酶催化端区TG链的合成 1、DNA复制的忠实性（fidelity） (二)DNA聚合酶的自我校正 (三)DNA聚合酶催化的反应机制 (四)错配校正系统 (一)RNA引物 为什么在DNA复制起始要使用需要清除的RNA作为引物，而不使用可以不必清除的DNA为引物呢？ 问题: 为什么在DNA复制起始要使用需要清除的RNA作为引物，而不使用可以不必清除的DNA为引物呢？ 在DNA复制中，开始从头合成的引物（RNA或DNA）拷贝碱基容易错配，误差率至少为10-4；而且，开始阶段所形成的短核苷酸序列中的错配碱基也不易被校正。如果冈崎片段中的这些引物拷贝作为终产物保留下来，即使它们所占的比例只有5%，也会造成基因突变大大增加。因此，DNA复制中从头合成的引物最终必须除去，而用RNA引物要比DNA引物有利得多，因为RNA引物的核苷酸序列即使有错配最终也被清除，并由DNA聚合酶I合成的正确短DNA片段来填补。 1、DNA复制的忠实性（fidelity） (一)RNA引物 为什么在DNA复制起始要使用需要清除的RNA作为引物，而不使用可以不必清除的DNA为引物呢？ (二)DNA聚合酶的自我校正 (三)DNA聚合酶催化的反应机制 (四)错配校正系统 起始被GATC半甲基化抑制 (13min,1.5min) 起始需复制起始点的Dam靶序列完全甲基化 复制的调控发生在起始阶段，从复制原点起始一轮DNA复制，特异性蛋白因子对原点的识别和结合是关键的一步。当DNA复制起始以后，这种可为复制机构所利用的状态发生了改变，或者是DNA被修饰酶（如甲基化和去甲基化等），或者是特异性蛋白质因子被修饰（磷酸化和去磷酸化等）。这样，使得在一个细胞周期中，复制原点通常只能被使用一次。总之，DNA复制是由活化物、阻遏物及它们的相互作用调节的。DNA复制的调控，包括DNA水平、RNA水平以及蛋白水平。 （1）大肠杆菌染色体DNA的复制调控 细胞内dnaA蛋白在起始时起关键作用，它的浓度决定了oriC质粒复制起始频率。 半甲基化：oriC亲代链保持甲基化，新合成的链则未被甲基化 oriC和dnaA位点再甲基化的延迟 （2）ColE1质粒DNA的复制调控 （3）单链