生物化学 DNA的生物合成(复制).ppt

?真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动。?复制的起始需要DNA-polα（引物酶活性）和polδ（解螺旋酶活性）参与。还需拓扑酶和复制因子(replicationfactor,RF)。（一）复制的起始?增殖细胞核抗原(proliferationcellnuclearantigen,PCNA)在复制起始和延长中起关键作用。?酵母DNA复制起始点为11bp富含AT的核心序列。?复制起始包括打开复制叉、形成引发体和合成RNA引物。（二）真核生物复制的延长发生DNA聚合酶α/δ转换DNA-polδ和polα分别兼有解螺旋酶和引物酶活性。在复制叉及引物生成后，DNA-polδ通过PCNA的协同作用，逐步取代polα，在RNA引物的3?-OH基础上连续合成领头链。随从链引物也由polα催化合成。然后由PCNA协同，polδ置换polα，继续合成DNA子链。3?5?5?3?领头链3?5?3?5?亲代DNA随从链引物核小体DNA复制与核小体装配同步进行。染色体DNA呈线状，复制在末端停止。复制终止包括：岡崎片段、复制子之间的连接。端粒的合成（三）端粒酶参与解决染色体末端复制问题5?3?3?5?5?3?3?5?+5?3?3?3?3?5?5?线性DNA复制的末端真核生物端粒的形成：

端粒（telomere）是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分，通常膨大成粒状。功能?维持染色体的稳定性?维持DNA复制的完整性结构特点?由末端DNA序列和蛋白质构成。?末端DNA序列是多次重复的富含G、T碱基的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG…单链DNA结合蛋白

(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整性。108局部解链后（二）DNA拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态、理顺DNA链复制过程正超螺旋的形成：拓扑是指物体或图像作弹性位移而又保持不变的性质。DNA复制时，双链DNA解开为单链，DNA分子将绕双螺旋轴反向旋转。因为复制速度快，旋转的速度也很快，将达100次/秒，这样难免造成DNA分子的打结、缠绕现象发生。这时就需要DNA拓扑异构酶的作用，来理顺DNA双链，以配合复制过程。

解链过程中，DNA分子会过度拧紧、打结、缠绕、连环等现象。拓扑异构酶作用特点既能水解、又能连接磷酸二酯键克服解链过程中的打结、缠绕现象拓扑异构酶Ⅰ拓扑异构酶Ⅱ分类拓扑异构酶Ⅰ切断DNA双链中一股链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA变为松弛状态。反应不需ATP。拓扑异构酶Ⅱ切断DNA分子两股链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。利用ATP供能，连接断端，DNA分子进入负超螺旋状态。（主要）作用机制拓扑异构酶Ⅰ的作用拓扑异构酶Ⅱ的作用解旋解链酶类的作用五、DNA连接酶连接DNA链3?-OH末端和相邻DNA链5?-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整的链。DNA连接酶是1967年在三个实验室同时被发现的。它利用ATP（真核生物）或NAD＋（原核生物）水解提供的能量催化DNA链的5-PO4与另一DNA链的3-OH生成磷酸二酯键以封闭DNA链上的缺口。但这两条单链DNA必须是与同一条DNA链互补配对结合的，而且必须是紧密相邻的，这样才能被DNA连接酶催化而生成磷酸二酯键。也就是说DNA连接酶连接的是双链DNA上的单链DNA缺口（nick），而不能连接单独游离存在的两条DNA链或RNA链末端。

HO5’3’3’5’DNA连接酶ATP（NAD+）AMP5’3’5’3’在复制中起接合双链中单链缺口的作用。在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。是基因工程的重要工具酶之一。DNA连接酶的功能提供核糖3?-OH提供5?-P结果DNA聚合酶引物或延长中的新链游离dNTP去PPi(dNTP)n+1连接酶复制中不连续的两条单链不连续→连续链拓扑酶切断、整理后的两链改变拓扑状态DNA聚合酶，拓扑酶和连接酶催化3?,5?-磷酸二酯键生成的比较DNA生物合成过程TheProcessofDNAReplication第三节有关复制的一些知识，我们主要是通过以原核细胞为材料所做出的实验来认识的。因此我们将以原核生物为重点来讲述DNA的复制。DNA的复制是一个连续的过程，但为了