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1、第三章DNA復(fù)制 本章重點1.DNA復(fù)制的原則。2.DNA復(fù)制相關(guān)的酶。3.原核生物DNA復(fù)制的過程。本章難點1.端粒合成的過程。第三章 DNA復(fù)制第一節(jié) 復(fù)制的原則第二節(jié) 復(fù)制的方式第三節(jié) 原核生物的復(fù)制第四節(jié) 真核生物的復(fù)制第一節(jié) 復(fù)制的原則一、半保留復(fù)制 （一）內(nèi)容（一）內(nèi)容復(fù)制時，復(fù)制時，DNA兩條鏈解開，兩條鏈解開，以每條鏈為模板以每條鏈為模板，形成的兩形成的兩個子代個子代DNA分子中有一條鏈分子中有一條鏈來自親本，一條鏈為新合成來自親本，一條鏈為新合成的。的。 一、半保留復(fù)制（二）證實一、半保留復(fù)制（二）證實第一代第二代（一）內(nèi)容一條鏈的合成按5 3 方向連續(xù)合成，其合成方向與復(fù)制
2、叉的移動方向一致，稱為前導(dǎo)鏈，另一條鏈先合成許多不連續(xù)的小片段（岡崎片段），最后連接成一條完整的DNA鏈，稱為后滯鏈。二、半不連續(xù)復(fù)制后滯鏈模版回折解決不同向的問題！ 岡崎片段岡崎片段，是在DNA的后隨鏈的不連續(xù)合成期間生成的片段相對比較短的DNA鏈（大約1000核苷酸殘基）。這是岡崎令治與岡崎恒子夫婦在DNA合成實驗中添加放射性的脫氧核苷酸前體觀察到的。（一）內(nèi)容1.所有已知的DNA聚合酶都不能發(fā)動新鏈的合成，只能催化已有鏈的延長反應(yīng)。2.引物是RNA，由RNA聚合酶合成。三、復(fù)制需要引物（二）證實三、復(fù)制需要引物四、復(fù)制通常雙向進行（一）內(nèi)容復(fù)制時兩個復(fù)制叉從復(fù)制起點開始，同時向兩個方向推
3、進。 p復(fù)制從特定位點開始，開始時復(fù)制起始點呈現(xiàn)一個Y 形，稱之為復(fù)制叉。 （二）證實四、復(fù)制通常雙向進行低密度放射性培養(yǎng)基高密度放射性培養(yǎng)基第二節(jié) DNA復(fù)制的方式DNA 復(fù)制要從DNA 分子的特定部位開始，此特定部位稱為復(fù)制起始點, Ori 表示。復(fù)制起點富含AT序列。第二節(jié) DNA復(fù)制的方式在原核生物中復(fù)制起始點常位于染色體的一個特定部位，即只有一個起始點。（單起點）真核生物的染色體是在多個特定部位上同時進行DNA 復(fù)制的，有幾個復(fù)制起始點。（多起點）u多起點復(fù)制一、型復(fù)制二、D環(huán)復(fù)制 三、滾環(huán)復(fù)制第三節(jié) 原核生物的復(fù)制一、起始二、延伸三、終止一、復(fù)制起始復(fù)制起始的過程大腸桿菌的復(fù)制起點
4、為ori C，由245 bp組成。有兩組連續(xù)排列的短的重復(fù)片段：一個是3個13bp序列，另一個是4個9bp序列。 一、復(fù)制起始1.24個DnaA蛋白各帶1個ATP結(jié)合在4個9bp重復(fù)序列上。 （一）起始復(fù)合物的形成2.HU蛋白與DNA結(jié)合，促使雙鏈DNA彎曲，使DnaA蛋白作用于鄰近3個富含AT的13bp序列。 （一）起始復(fù)合物的形成在ATP存在的條件下，3個13bp序列被解鏈，形成開放復(fù)合物。 （二）開放復(fù)合物的形成（三）預(yù)引發(fā)體的形成DNaA招募DnaB-DnaC復(fù)合體結(jié)合到解鏈區(qū)，形成預(yù)引發(fā)體。 （四）引發(fā)體DnaB利用其解旋酶活性繼續(xù)擴大解鏈區(qū)，每個DnaB激活一個DnaG引發(fā)酶，在兩
5、個復(fù)制叉上分別開始進行前導(dǎo)鏈和后滯鏈上RNA引物的合成，并開始DNA的復(fù)制。 復(fù)制起始小結(jié)功能功能DnaA識別復(fù)制起點、解鏈HU使復(fù)制起點彎曲ATP提供能量DnaB解旋酶DnaC裝載蛋白DnaG引發(fā)酶（合成RNA引物）二、延伸（一）消除超螺旋拓?fù)洚悩?gòu)酶IIDNA旋轉(zhuǎn)酶借助水解ATP產(chǎn)生的能量，消除DnaB解旋過程中產(chǎn)生的拓?fù)鋸埩Α?很多單鏈結(jié)合蛋白（SSB）結(jié)合到被解開的單鏈上，保護和穩(wěn)定分開的單鏈。 （二）防止DNA復(fù)性（三）合成DNADNA聚合酶III作為復(fù)制過程中最重要的酶（進行性最強），DNA聚合酶III包含10個亞基 。 （四）切除引物、填補缺口DNA聚合酶I（1）切除引物，該功能依
6、賴于它的5 3 外切酶活性。 （2）填補缺口，該功能依賴于它的5 3 聚合酶活性。 （3）校正功能，該功能依賴于它的3 5 外切酶活性。 Klenow片段DNA聚合酶經(jīng)枯草桿菌蛋白酶處理后產(chǎn)生的大片段稱為，失去了原來的5 3 外切酶活性。（五）連接切口DNA連接酶能催化雙鏈DNA切口處的5-磷酸基團和3-羥基形成磷酸二酯鍵。三、終止大腸桿菌有6個終止位點：terAterF。Tus蛋白能結(jié)合終止位點阻止一個方向的復(fù)制叉前移。四、復(fù)制調(diào)控在細菌的ori C中有11個GATC序列，其中腺嘌呤N6被甲基化。ori C復(fù)制完成時，新合成的鏈未被甲基化，模板鏈仍為甲基化狀態(tài)。半甲基化的起點不能發(fā)生復(fù)制的起
7、始，直到新鏈的ori C被完全甲基化，才能啟動下一輪的復(fù)制。 第四節(jié) 真核生物的DNA復(fù)制一、起始真核染色體具有多個復(fù)制子，每個復(fù)制子都擁有一個復(fù)制起始位點。在釀酒酵母里這一段DNA稱為自主復(fù)制序列（ARS）。 二、延伸1.DNA聚合酶先合成約10個核苷酸的RNA引物和隨后約2030個核苷酸的DNA。 2. DNA聚合酶合成后隨鏈3. DNA聚合酶合成 前導(dǎo)鏈三、端粒的合成真核生物染色體是線性的，在復(fù)制后，不能像原核生物那樣填補5 末端的空缺，因此可能面臨5 末端縮短的問題。 （一）端粒酶端粒酶含有一個RNA分子和具有催化活性的蛋白質(zhì)，是一種反轉(zhuǎn)錄酶。其中的短RNA為合成端粒的重復(fù)序列提供模板，蛋白質(zhì)成分起催化作用。 （二）端粒合成過程（三）成熟的端粒
分子生物學(xué)：第三章 DNA復(fù)制
