dna的复制修复及重组dna技术医学生物化学上海交通大学医学院.pptVIP

? 分子生物学的中心法则(central dogma) DNA RNA 蛋白质 第一节 DNA复制的几个基本原则（特点） 一 、半保留复制（semiconservative replication）  模板 原则 特点 亲代的DNA双链，每股链都可作为模板 按碱基配对原则指导新链的合成 合成的两个子代DNA分子碱基顺序与亲代分子完全一样 一条链来自于亲代的DNA链，另一条链是新合成的链 二、半不连续复制 （semidiscontinuous replication） 1、 体内仅存在5’ 3’的DNA聚合酶 2、 前导链与随从链（岗崎片段） 三、RNA引物 DNA聚合酶 不能催化两个游离的dNTP在DNA模板上聚合 需要具3’-OH的引物 RNA聚合酶 能催化两个游离的NTP在DNA模板上聚合 提供3’-OH 引物最后要被DNA聚合酶Ⅰ除去，缺口由该酶补满，再由连接酶连接 四、复制的真实性 DNA的半保留复制 遵守严格的碱基配对规律 RNA引物 DNA聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能 复制出错是有即时的校读功能(3’ 5’ 外切酶功能） DNA损伤的修复机制 第二节 参与DNA复制的一些酶类和蛋白质 DNA链合成的条件 dNTP Mg++ 3’-OH引物 DNA模板 酶和蛋白质因子 酶和蛋白质因子 DNA聚合酶Ⅲ/Ⅰ DNA解链酶 DNA结合蛋白(SSB） 拓扑异构酶Ⅰ/Ⅱ 引发体 DNA连接酶 DNA聚合酶Ⅰ 多功能酶 5’ 3’外切酶 3’ 5’外切酶 5’ 3’聚合酶 单链多肽 大小二个片段 切除RNA引物， 填补空缺 损伤后修复 DNA聚合酶Ⅱ与Ⅲ 多功能酶 5’ 3’聚合酶 3’ 5’外切酶 不对称二聚体 单体1-前导链/单体2-随从链 DNA 复制的主要酶 高续进性 高聚合酶活性 高产物真实性 DNA聚合酶Ⅲ全酶（DNA Polymerase Ⅲ holoenzyme） 10种不同亚基组成 θαε τ γ2 δ δ’ χψ DNA聚合酶Ⅲ※ β(4个) DNA聚合酶Ⅲ全酶 二、真核细胞的DNA聚合酶 五种 DNA 聚合酶α DNA聚合酶δ和PCNA DNA聚合酶γ DNA聚合酶β、ε 参与随从链的合成 参与前导链的合成 参与线粒体DNA的合成 参与DNA的修复 三、解链、解旋酶类 DNA解链酶（helicase） DNA结合蛋白(SSB）   解开DNA双链每个bp消耗2个ATP 与单链DNA结合,维持单链状态 (“镇纸”) 使其不受核酸酶水解 避免单链DNA自身发夹螺旋形成 使前端螺旋易解开 拓扑异构酶Ⅰ（topoisomerasⅠ） 转轴酶 拓扑异构酶Ⅱ 旋转酶 （gyrase） 切断DNA双螺旋中的一股，张力下降后封闭。 切断DNA双链，使另一双链经过此缺口，再封闭。 四、引发体（primosome） 蛋白质 DnaA DnaB 引物酶 结合到DNA双链复制起始部位(需ATP) 解链酶的作用 合成RNA引物 五、DNA连接酶 催化二段DNA链之间3’,5’ 磷酸二酯键的形成 缺口填补: 连接双股DNA分子中一链的缺口 双链DNA分子中双链的缺口 不能连接二分子单链DNA 第三节 DNA复制过程(起始、延长、终止） 确定复制的起始点 解开双链DNA,提供单链DNA模板 形成复制叉 DNA合成的起始和延长 形成带有新合成的DNA片段的复制泡 复制的终止 原核生物 双向复制 （θ型复制） 特定起始点：oriC 真核生物 多个复制单位（复制泡） （复制起始点+复制叉） 多个起始点 三、复制的终止 去除RNA引物 补充空缺 连接 DNA聚合酶Ⅰ的小片段 5’ 3’外切酶 DNA聚合酶Ⅰ的大片段 3’ 5’外切酶 5’ 3’聚合酶 DNA连接酶 四、端粒DNA的复制 1.端粒(telomere) 真核生物染色体DNA是线性的 每复制一次，子链的5’有缺失。 3’端有特殊的序列,线性DNA末端的复制必须的 ---端粒 端粒特征: 3’端是由数百个串联重复G丰富的6个核苷酸组成（AGGGTT）n 人:5’-AGGGTTAGGGTT-------3’ 端粒能稳定染色体 2.端粒酶（telomerase) ----防止端粒缩短的酶 组成 蛋白质(DNA聚合酶)+RNA(合成端粒DNA的模板) 唯一携带RNA模板的逆转录酶 人端粒酶: 模板(RNA-端粒酶):3’-CAAUCCCAAUC-5’ 合成(DNA): 5