4第四章-DNA的复制.pptx

第四章 DNA 复制;思考：为什么子女长的像自己的父母？;研究DNA复制的目的;有许多问题有待于进一步研究;内容提要;第一节 DNA复制的概述;一、半保留复制 （Semi-conservative Replication）;;;3、半保留模型的证实：Meselson and Stahl （1958）;3、半保留模型的证实：Meselson and Stahl （1958）;4、半保留复制机制 复制时DNA双螺旋的两条链解开，并分别作为模板指导互补链的合成。每个子代DNA的一条链来自亲代的DNA，另一条链则是新合成的 。;二、复制的起点和方向;原核生物基因组：一个复制子 ;真核生物基因组：多个复制子;4、复制方向： 双向复制：单一起点的双向和多起点的双向 （腺病毒：单向）;双向复制（Bidirectional replication） 在同一复制起点两个复制叉以相反的方向移动 单向复制（Unidirectional replication） 单个复制叉从复制起点处向一个特定方向移动 ;复制叉 replication fork 双螺旋DNA 两条亲本链分开使复制进行的部位 复制泡 replication bubbles 复制时，两个复制叉合起来像一个小泡 ;5、复制的速度： 原核生物：50000bp/min 真核生物：1000~3000bp/min; Continuous, semidiscontinuous, and discontinuous models of DNA replication;三、 DNA的半不连续复制;2、前导链（leading strand） 以5￠-3￠方向连续合成的DNA 链 3、滞后链（lagging strand） 总体上沿着3￠到5￠方向延伸，但以小片段形式(5￠-3￠)不连续合成，最后共价连接起来 4、冈崎片段（Okazaki fragment） 在不连续复制中产生的短片段，随后被连接成完整的链 E.coli 1000-2000nt 真核生物 100-200nt;四、RNA引物（RNA primer）;2、功能 RNA引物可以提供3’-OH末端作合成新DNA链起点； 提高了DNA复制的准确性。;3、引发活动 前导链 (leading strand): 引发酶（primase） 滞后链 (lagging strand): 引发体（primosome） 引发酶：在DNA复制中合成RNA引物的一种RNA聚合酶 引发体：指在半不连续DNA复制中，每个岗崎片段合成引发反应中涉及的蛋白质复合体。引发体能沿着DNA 移动，参与连续的引发反应。 ;五、DNA复制的酶体系 （一）参与DNA复制的蛋白质 1、DNA解旋酶（DNA helicase） 作用：解开双链；ATPase Dna B (E. coli ) 2、单链结合蛋白（ssb） 作用：防止单链退火 （在原核细胞中表现出协同效应）;3、引发酶（primase）：如Dna G (E. coli ) 4、DNA连接酶（DNA ligase） 催化DNA链的两个末端的共价连接； 需要能量：NAD（E. coli ）/ ATP（真核） 5、拓扑异构酶 6、DNA聚合酶 ;（二）DNA聚合酶催化的聚合反应 1、以脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)为底物催化合成DNA 2、需要模板(3’ → 5’)和引物的存在 3、不能从头合成新的DNA链（必须有3 ’ -OH末端） 4、催化dNTP加到生长中的DNA链的3’-OH末端 5、催化DNA合成的方向是5 ’ →3’ ;（三）大肠杆菌的DNA聚合酶;;;;5’ → 3’ DNA 聚合酶活性;3’ → 5’ 核酸外切酶活性 作用：即时的校对（Proofreading）功能;5’ → 3’ 核酸外切酶活性 作用： DNA 损伤修复（切除嘧啶二聚体）； 去除引物（切口平移） ;切口平移（Nick translation）;;2、DNA聚合酶 III;（3）Composition of E. coli DNA Polymerase III Holoenzyme;β subunit 环状的二聚体 “滑动的夹板 使全酶的持续性很高 ;DNA聚合酶III----形成不对称的二聚体，使前导链、滞后链的合成可同步进行;回环模型: 滞后链模板形成了一个回环，使环中RNA引物和