2022年分子生物学期末重点.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 一绪论学习必备欢迎下载广义的分子生物学：对生物大分子结构和功能的讨论；生物大分子：蛋白质,核酸,多糖以核酸和蛋白质等生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信 息传递中的作用为讨论对象, 从分子水平阐明生命现象和生物学规律；狭义的分子生物学：偏重于核酸（基因）的分子生物学,主要讨论基因或 DNA 的复制、转录、表达和调控等过程,也涉及与这些过程相 关的蛋白质和酶的结构与功能的讨论；1972 年第一个重组 DNA 分子在试验室制造胜利；1982 年世界上第一个基因重组产品人胰岛素问世；20XX 年人类基因组方案（ HGP）序列图完成；二.基因的结构与功能基因现代分子学概念：基因是核酸分子中贮存遗传信息的遗传单位,是 RNA和蛋白质相关遗传信息的基本存在形式,是指贮存 RNA序列信息和有功能的蛋白质多肽链序列信息、以及表达这些信息所必需的全部核苷酸序列 ；大部分生物中构成基因的核酸物质是DNA,少数生物（如RNA病毒）中是 RNA；基因现代生物学概念： 基因打算遗传性状的表达, 基因存在于染色体及线粒体 DNA上,呈直线排列并世代相传；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载基因的化学本质是 DNA（RNA病毒除外）；一个基因是 DNA分子中具有特定核苷酸排列次序的一个区段；结构基因序列：表达为蛋白质或功能 RNA 每个基因携带的遗传信息 调控序列：表达结构基因（合成 RNA）脱氧核糖核酸 基本组成单位核酸 核糖核酸 核苷酸DNA是由四种脱氧核糖核苷酸通过 链大分子；3,5- 磷酸二酯键连接而成的长RNA是由四种核糖核苷酸通过 3,5- 磷酸二酯键相连而成的多核苷酸长链；前一位 -OH 下一位磷酸基DNA结构 一级结构：分子中的核苷酸排列次序二级结构：双链反向互补的右手螺旋三级结构：超螺旋结构 高级结构一级结构组成：碱基,磷酸,脱氧核糖有严格的方向性 二级结构：书写方式 5 3 1. Chargaff 规章：摩尔数： A=T C=G 不同生物种属的 DNA 碱基组成不同同一个体不同器官,组织的 2. DNA 是反向平行的互补双链结构：DNA 具有相同碱基组成 a.碱基位于双螺旋内侧b.亲水的脱氧核糖和磷酸骨架位于外侧 c.两条链碱基间氢键结合：A-T 2 C-G 3（较稳固）碱基互补Watson-crick 配对 bp,kbp 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载10 个核苷酸表面有一个大3. 右手双螺旋：沿中心轴每旋转一周有沟和一个小沟（碱基对占据空间不对称所致）螺距 3.4nm 4. 疏水性碱基积累力和氢键是 横向稳固 氢键DNA双螺旋结构的稳固力纵向稳固 碱基平面的积累力（更重要）螺旋内部碱基平面重叠靠近产生的疏水作用5. 双螺旋结构具有多样性：附加氢键Hoogsteen配对 B-DNA 三级结构（致密结构） ：超螺旋 a.正超螺旋：盘绕方向与双螺旋相同b.负超螺旋（自然界闭合双链DNA主要存在形式,有利于转录起始）1. 绝大部分原核生物的 DNA 都是共价封闭的环状双螺旋分子原核生物 DNA在细胞内进一步盘绕形成类核 80%DNA 20%蛋白质细菌基因组中 超螺旋可相互独立形成超螺旋区大肠杆菌 平均 200个碱基就有一个负超螺旋形成2. 真核生物 DNA在细胞核内可组装成染色体真核生物 DNA与蛋白质的复合物以致密形式存在于核内 基本结构单位 核小体 DNA 组蛋白（小分子量碱性富含精八聚体核心组蛋白 赖）：H1 H2A H2B H3 H4 双链 DNA缠绕于核心组蛋白上形成核小体的 核心颗粒 核心颗粒间由 DNA和组蛋白 H1 构成的连接区相连形成串珠样结构名师归纳总结 细胞周期大部分时间分散存在的染色质非组蛋白）第 3 页,共 42 页细胞分裂期高度组织有序的 染色体 DNA 蛋白质（组蛋白- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 真核生物染色体功能区学习必备欢迎下载染色a.端粒 染色体末端膨大的粒状结构体末端 DNA（端粒 DNA 简洁重复序列）和 DNA结合蛋白 人TTAGGG端粒在爱护染色体结构的稳固与爱护复制过程中 DNA 的完整性方面有重要作用,仍与衰老与肿瘤的发生进展有关 的连接位点b.着丝粒两个染色单体基因的功能： a.荷载遗传信息 b.通过复制,将遗传信息遗传给子代 c.基因表达的模板基因组构：单个基因的组成结构及个体内的基因组织排列方式mRNA的非翻译区： 为蛋白质编码的结构基因 （断裂基因） 中除含有一段储存着一个特定多肽链的一级结构信息外,仍存在一些与多肽链编码无关的 必需的调控序列DNA序列,这些序列是多肽链翻译和加工的所名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载内含子数 = 外显子数 -1 外显子数是描述基因结构的重要特点之一外显子和内含子同时显现于最初合成 接mRNA 前体中,在合成后被剪高等真核生物内绝大部分编码蛋白质的结构基因都有内含子（组蛋白编码基因除外）；原核生物的结构基因基本没有内含子；不同生物结构基因特点断裂 连续 病毒取决于宿主顺式调剂：一个基因的调控区和结构基因位于同一个 DNA 分子中的相邻部位顺式作用元件： 与转录调控有关的 加尾信号和一些反应元件；DNA 序列,包括启动子、 增强子、反式调剂： 由某一基因表达产生的蛋白质因子,对另一个基因的表达有调控作用反式作用因子：是通过直接结合或间接作用于DNA,对基因表达发挥不同作用（激活或抑制）的各类蛋白因子 阻遏蛋白 5端 上游 负 3端 下游 正 零不用于标记碱基位置原核生物基因的调控序列：启动子和转录终止信号（最基本）1. 启动子供应转录起始信号（本身不被转录）RNA 聚合酶特异识别和结合的DNA 序列,具有方向性,一般位于结构基因转录起点的上游大肠杆菌功能区： a.RNA 合成起点（ +1 位碱基） b.RNA 聚合酶结 合部位（ -10bp 区） 普里布诺盒 TATAAT c.转录起始识别部位（-35bp 区） TGACA 名师归纳总结 原核生物：强启动子弱启动子第 5 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载启动子序列越接近共有序列,起始转录的作用越强；反之2. 终止子供应 RNA 合成终止信号在结构基因下游接近3端的一段 DNA 序列中由 GC富集区组成的具有回文特点的重复序列；转录后在 RNA 分子中形成特别的茎环结构以终止 RNA 链的延长；3. 操纵元件被阻遏蛋白识别与结合操纵元件（操纵序列）是一些启动子邻近部位的一小段特定序列,可被具有抑制转录作用的阻遏蛋白识别并结合；分重叠通常与启动子区域有部4. 正调控蛋白结合位点可加强下游结构基因的转录在原核基因的弱启动子邻近常有一些特别的DNA 序列,某些具有转录激活作用的正调控蛋白可以识别并结合这种 DNA 序列,加快转录的启动；真核生物基因的调控序列其顺式作用元件：启动子、上游调控元件、增强子、加尾信号和一些细胞信号反应元件1. 启动子供应转录起始信号通常本身不被转录,有一些启动子（如编码 列可位于转录起始点的下游,可被转录tRNA 基因的启动子）的 DNA 序启动子 II 最为复杂,和原核的启动子有很多不同；TATA 盒位于转录起始点上游 合成的起始位点-25bp 处,核心序列是 TATA,打算 RNA名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载上游启动子：a.TATA 盒上游的一些特定DNA 序列 b.与 TATA 盒共同组成启动子 c.是反式作用因子（转录激活因子）的识别与结合的位点 d.打算转录的效率常见: a.CAAT 盒 含有 5GGNCAATCT3核心序列-80-90bp b.GC 盒 含有 5CCGCC3核心序列-70bp 和-120bp RNA 聚合酶转录因子启动子类型启动子构成含有该启动子的基因I TF I I 核心元件、上rRNA 游调控元件（UCE）II TF II II TATA 盒、几个mRNA 上游启动子元件、转录起始位点III TF III III A 盒和 B 盒、tRNA 转录起始点5S rRNA U6 snRNA 真核生物 RNA 聚合酶及其对应的转录因子和启动子类型2. 增强子增强邻近基因的转录增强子是增强真核生物基因启动子的工作效率的顺式作用元件,是真核生物基因中最重要的调控序列, 打算每一个基因在细胞内的表达水平；位置：不固定一般位于转录起始点上游-100-300bp处3. 缄默子是负性调剂元件缄默子是可抑制基因转录的特定序列,当其结合一些反式作用因子（转录抑制因子）时对基因的转录起阻遏作用,使基因缄默；反应元件：是一类能介导基因对细胞外的某种信号产生反应的特定DNA 序列特点：a.具有较短的保守序列 子内或增强子区域b.通常位于启动子邻近、 启动名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载PolyA信号：a.结构基因 3端下游b.由 AATAAA序列和 GC丰富区,或 T 丰富区组成 c.终止 mRNA 转录和为其加上 PolyA 尾PolyA尾： a.可能有助 mRNA 从核到细胞质转运 到核酶降解,增强 mRNA 的稳固性原核生物基因的基本结构 5启动序列结构基因终止子 3真核生物基因的基本结构b.防止在细胞中受5增强子 + 上游启动子元件（启动子）+ 结构基因（断裂基因）+ 加尾信号 + 转录终止点 3RNA的结构与功能：mRNA：1.真核生物和原核生物的mRNA 中都有编码区和非翻译区mRNA 中间的一部分序列是一个特定多肽链的序列信息,这一段核苷酸序列称为多肽链编码区或开放阅读框 的一级结构ORF ORF 打算多肽链分子非翻译区又称非编码区 UTR:ORF 的 5端上游和 3端下游 主要功能：参与翻译调控2.真核生物 mRNA 特有的 5末端的帽结构大部分真核生细胞的mRNA 的 5末端以 7-甲基鸟嘌呤 -三磷酸鸟苷名师归纳总结 为起始结构,这种GpppN-结构被称为帽结构帽结构可以与帽结合第 8 页,共 42 页蛋白CBPs结合 功能： a.有助于 mRNA 从细胞核向细胞质的转运b.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载爱护 mRNA 的稳固,不被降解 结合；c.翻译起始时,与起始因子和核糖体3.真核生物 mRNA 的 3末端有多聚 A 尾结构 转录完成后加入 在真核生物 mRNA 的 3 末端,大多数有一段由数十个至百余个腺苷酸连接而成的多聚腺苷酸结构,称为多聚 结构负责 mRNA 从细胞核向细胞质的转运译起始调控A 尾 polyA 功能：a.与帽 b.爱护 mRNA 的稳固 c.翻去除 polyA 尾和帽结构是细胞内 mRNA 降解的重要步骤；tRNA：a.氨基酸接纳茎 tRNA3末端最终 3 个碱基,氨基酸结合部位 Tyr-tRN代表 tRN的氨基酸接纳茎已经结合有酪氨酸b.反密码环 含反密码子 c.稀有碱基：双氢尿嘧啶 DHU 假尿嘧啶 甲基化的嘌呤 ,位于两侧的环状结构： DHU环和 TC环rRNA：细胞中含量最多的RNA,是核糖体的主要组成成分,构成核糖体的骨架 核糖体（核糖核蛋白体）小分子 RNA,又称非 mRNA小 RNAsnmRNA 分类snRNA snoRNA scRNA miRNA、siRNA、antisenseRNA 作用真核细胞rRNA的加工蛋白质翻译RNA前体中合成后的转以及核糖体的装配运的内含子的剪接名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载核酸酶：指全部可以水解核酸的酶 a.DNA 酶 b.RNA酶有的核酸酶可以在 DNA或 RNA分子内部切断磷酸二酯键, 称为核酸内切酶；在核酸内切酶中,有的要求序列特异性4-8bp ,称为限制性核酸内切酶 RE；有的没有序列特异性, 称为非限制性核酸内切酶；核酸外切酶仅能水解位于核酸分子链末端的核苷酸；依据其作用的 方向性,又有 53或 35核酸外切酶之分；功能：生物体内的核酸酶负责细胞内外催化核酸的降解；1. 参与 DNA的合成与修复、 RNA合成后的剪接 2. 清除余外的、结构和功能反常的核酸,同时也可以清除侵入细胞 的外源性核酸 3. 体外重组 DNA技术中的重要工具酶 4. 消化液中降解食物内的核酸加以利用核酶是一类具有催化作用的RNA,其底物亦是核酸,因此从功能上来说,也属于核酸内切酶,且为序列特异性的核酸内切酶；基因组的结构与功能基因组：细胞或生物体中, 一套完整单倍体的遗传物质的总和称为基因组； 基因组结构：指不同的基因功能区域在核酸分子中的分布和排列情形；功能：储存和表达遗传信息；进化程度越高的生物其基因组越复杂；人基因组：1. 只有不到三万种基因 （只有很少一部分DNA序列编码蛋白质）3. 存在大量重复序列： （高度重复、中度重复、低度重复也称单拷贝）名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载高度重复序列： a. 反向重复序列： 由两个相同次序的互补拷贝在同一DNA链上反向排列而成散在分布反向重复序列易形成链内碱基配对而呈“ 发夹” 式或“+” 字形结构 b. 卫星 DNA（随体 DNA）：成串排列 可用等密度梯度离心法将其与主体 DNA分别开 人类基因组中可分别出三类卫星 DNA ,共占人类基因组的 5 6%：大卫星 DNA（macrosatellite DNA）：其重复单位为 5171 bp,主要分布于染色体的着丝粒区；小卫星 DNA（minisatellite DNA）：其重复单位为1570 bp,存在于常染色体；微卫星 DNA（microsatellite DNA）：其重复单位为25 bp,存在于常染色体高度重复序列的功能：参与复制水平的调剂； 参与基因表达的调控； 参与染色体配对；参与转位作用； 与进化有关； 同一种属中不同个体的高度重复次序的重复次数不一样, 这可以作为每一个体的特点, 即 DNA指纹 ；中度重复序列： 短分散 Alu 家族、 Hinf 家族 、长分散 KpnI 家族 真核生物基因组中 rRNA基因属于中度重复序列, 通常集中成簇存在,这样的区域为 rRNA区,如染色体的核仁组织区；功能： a. 中度重复序列在基因组中所占比例在不同种属间差异很大,名师归纳总结 一般约占 10-40%,在人约为 12%,这些序列大多不编码蛋白质；b.第 11 页,共 42 页在结构基因之间以及内含子内都可以见到中度重复序列；c. 功能类似- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载于高度重复序列, 在基因调控中起重要作用； d. 中度重复序列中有一部分是编码 rRNA、tRNA、组蛋白及免疫球蛋白的结构基因单拷贝序列 ：a. 在基因组中只显现一次或数次；b. 属于结构基因,它储存了庞大的遗传信息,编码各种功能不同的蛋白质；4. 多基因家族与假基因 多基因家族：指 DNA序列具有较高的同源性（通常大于 50%）,并且 其编码产物具有相同或相像生理功能的一组结构基因；多基因家族中的基因通常是由同一祖先基因经进化或变异而来；分类：1. 成簇分布在某一条染色体上,可同时发挥作用 如组蛋白基因家族 2. 成簇分布于不同染色体上,编码一组功能上紧密相关的蛋白质 如珠蛋白基因家族；假蛋白：又称为加工基因或非功能基因；这类基因的核苷酸次序虽然与正常的结构基因很相像,但基本上不能表达；与正常基因相比,缺少内含子,两侧有顺向重复序列；5. 线粒体 DNAmtDNA结构有别于染色体 DNA mtDNA：属于真核细胞核外遗传物质,可独立编码存在于线粒体中的 多肽链、rRNA或 tRNA；mtDNA为双链环状 DNA,其分子结构特点与原 核生物 DNA相同；原核生物基因组的结构与功能：1. 原核生物基因以操纵子方式组构2. 原核生物中的质粒DNA质粒是细菌细胞内携带的染色体外的能独立进行名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载复制的闭合环状 DNA分子质粒特点：a. 能够独立于细胞的染色质DNA而进行复制 b. 对宿主细胞的生存不是必需的 c. 能给予细菌特定的遗传性状： 例如使宿主细菌获得耐受抗生素的才能,因此质粒是基因工程的重要载（vector ）质粒的遗传调控： 1. 复制调控系统：质粒自身带有一个复制调控系统,能够独立于细胞的染色质DNA而进行复制；复制调控系统： I.Ori（复制起点 II.rep基因（ rep 蛋白启动质粒复制 III.cop基因（cop 基因本身或其表达产物抑制复制作用）2. 安排系统：能使细胞分裂与质粒复制和谐；过程中精确安排到子细胞中；从而使质粒在细菌分裂3. 细胞分裂掌握系统：抑制细胞分裂,使细胞分裂与质粒复制和谐,防止太多不含质粒子细菌显现；4. 质粒的不相容性： 具有相同复制起始点和安排区的两种质粒不能共 同存在于同一个细菌细胞中,这种现象称为质粒的不相容性；质粒拷贝方式： a. 严谨型质粒：低拷贝数质粒,一个细菌内仅含数个 质粒； b. 放松型质粒：即高拷贝质粒,每个细菌内的质粒数目可达 10-60 个或更多；质粒对宿主的适应性： 1. 窄宿主谱质粒： 仅能存在于一种或数种亲密 相关的宿主 2. 广宿主谱质粒：可以在不同科、属、种的细菌之间传 递原核生物基因组特点： a. 基因组相对较小,由DNA组成（染色体、质名师归纳总结 粒,均为共价闭环双链）,染色体DNA为单拷贝 b. 每个 DNA分子只第 13 页,共 42 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载有一个复制起始点 c. 重复序列少 d.结构基因通常为连续基因（无内含子,因此,转录后不需要剪切）,且多为单拷贝基因（编码 rRNA的基因除外） e. 结构基因所占比例小 f.功能相关的基因经常组织形成操纵子结构,操纵子结构是原核基因组的一个突出的结构特点；操纵子：功能上相关的如干结构基因串联在一起,制其转录表达,构成基本转录单位,称为操纵子（由一套调控序列控 operon ）；多顺反子：原核生物中,操纵子转录产生的 mRNA通常为多顺反子,编码多个蛋白质的 mRNA,整个体系在一个启动子的掌握之下；顺反子：即结构基因,为打算一条多肽链合成的功能单位单顺反子：只编码一个蛋白质的 反子的形式存在；病毒基因组的结构与功能 : 1. 病毒的基因组较小mRNA,在真核生物中, DNA是以单顺2. 有的病毒基因组是 DNA,有的是 RNA 3.RNA病毒基因组可以由数条不相连的 RNA链组成4. 病毒基因组存在基因重叠5. 有的病毒基因可以形成多顺反子 mRNA 6. 噬菌体基因是连续的,真核细胞病毒的基因是不连续的病毒是由一个核酸分子 （DNA或 RNA）与蛋白质构成的非细胞形状的,必需在活细胞内寄生并以复制方式增殖的非细胞型微生物；病毒组成：核衣壳 核酸、衣壳 、包膜（来自宿主细胞膜）名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载基因组复制DNA复制需要的材料：底物：dATP,dGTP,dCTP,dTTP；聚合酶：依靠 DNA的 DNA聚合酶,简写为 DNA-pol ；模板：解开成单链的 DNA母链；引物：一小段 RNA；其他的酶和蛋白质因子 DNA聚合酶： 5至 3的聚合活性 聚合反应的特点： 1. 聚合反应具有方向性 : 5 至 32. DNA 聚合酶不能催化两个游离的脱氧核苷酸聚合,只能在一段寡核苷酸的 3 -OH 逐个添加脱氧核苷酸,使核苷酸链不断延长；核酸外切酶活性： a.35 外切酶活性能辨认错配的碱基对,并将其水解 b.53 外切酶活性 能切除突变的 DNA片段 原核生物的 DNA聚合酶： DNA-pol DNA-pol DNA-pol DNA聚合酶 I 亚基数目35 外切酶活性53 外切酶活性功能1 + + 切除引物、修复DNA聚合酶 II 1 + - 校正、修复DNA聚合酶10 + - DNA复制时,III DNA合成的主要酶真核生物的 DNA聚合酶：DNA-pol : 在复制延长中起催化作用 DNA-pol : 在没有其他 DNA-pol 时才发挥催化作用 DNA-pol : 在线粒体 DNA复制中起催化作用名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载DNA-pol : 在复制延长中起催化作用 DNA-pol : 在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用 DNA复制的保真性： DNA聚合酶的特性保证了子链与母链遗传信息的 精确性；三种机制： 1.DNA聚合酶对碱基配对的挑选作用 , 保证严格 的碱基配对规律 2.DNA 聚合酶对模板的识别作用 3.DNA 聚合酶 35外切活性的校正作用,复制出错时有即时的纠错功能解螺旋酶：利用 ATP 供能,作用于氢键,条单链；单链 DNA结合蛋白 SSB 使 DNA双链解开成为两DNA拓扑异构酶：分类： I II 作用特点：既能水解,又能连接磷酸二酯键 解链过程中, DNA分子会过度拧紧、打结、缠绕、连环等现象,均需 DNA拓扑异构酶,转变DNA分子构象,理顺 DNA链,使复制能顺当进行；拓扑异构酶 I ：a. 切断 DNA双链中一股链,使 DNA解链旋转不致打结 b. 不需要 ATP供能 拓扑异构酶 II ：a. 切断 DNA分子两股链,断端通过切口旋转使超螺 旋放松 b. 利用 ATP供能,连接断端, DNA分子进入负超螺旋状态 引物酶：依靠 DNA的 RNA聚合酶：不需要任何引物,错配率高；在模板的复制起始部位催化NTP的聚合 , 形成短片段的 RNA；这一小段 RNA作为复制的引物,供应 3 -OH末端,使 DNA-pol 能够催化 dNTP 聚合；复制终止后被切除；DNA连接酶：连接 DNA链 3- OH 末端和相邻 DNA链 5-P 末端,使二者生成磷酸酯键, 从而把两段相邻的DNA链连接成完整的链；DNA连接酶在 DNA修复、重组、剪接中也起连接缺口的作用；名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载DNA复制过程的共同特点：1. 半保留复制方式保证了遗传信息的忠实传递 2. 基因组 DNA都有固定的复制起始点 3. 复制子是基本复制单位 4. 双向复制形成复制泡和复制叉5. 半不连续复制方式克服了DNA空间结构对 DNA新链合成的制约DNA复制的起始： 复制起点 ori：DNA复制起始于 DNA分子上的特定部位,在此处两链分开,各形成一个单链区；富含 复序列；复制叉：复制起点解链后形成的叉状结构 复制泡：两个复制叉组成AT区域,短的重双向复制： DNA复制由复制起点开头,分别向相反的方向进行DNA聚合酶合成新的DNA链的过程： a. 前导链（能连续合成）的生成b. 随后链（分段合成,不连续）的生成冈崎片段： 随后链的合成方向与复制叉移动方向相反,先合成很多不连续片段,称冈崎片段半不连续复制：一条链（前导链）连续合成,另一条 链（随后链）不连续合成复制子：从一个复制起点开头所复制的 本的复制单位,称复制子；DNA分子或 DNA片段是一个基复制的终止： a.RNA引物去除 b. 冈崎片段连接c. 在特别的终止结构区域停止名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载原核生物的 DNA复制特点：1. 只有一个复制起点2. 从起点向两个相反方向复制3. 复制的速度快4. RNA引物和冈崎片段均较长5. 可以连续发动复制,即在上一轮复制尚未完成的情形下能发动新的复制大肠杆菌 DNA聚合酶：DNA聚合酶 I ,DNA聚合酶 II ,DNA聚合酶 III 大肠杆菌基因组 DNA复制过程：起始延长终止A. 起始： 1.DNA双链在复制起始点的解链；2. 形成引发体,合成 RNA引物；参与大肠杆菌 DNA复制起始的主要蛋白分子名称 功能DnaA蛋白 辨认起始点DnaB蛋白（解螺旋酶）解开 DNA双链DnaC蛋白 帮助解螺旋酶DnaG蛋白 （引物酶）催化 RNA引物生成SSBP 稳固解开的单链 DNA 引发体的生成：含有解螺旋酶、区域的复合结构称为引发体；DnaC蛋白、引物酶和 DNA复制起始B. 延长：引物合成后,由DNA pol（在真核细胞为DNA聚合酶 和 催化,按碱基配对原就,将dNTP逐一添加到引物 3末端,形成磷酸二酯键,使新合成的链不断延长；名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载前导链的合成：由 DnaG在复制起始位点邻近合成一个 10-60nt 的 RNA引物,然后由 DNA pol III把 dNTP加到该引物上；滞后链的合成：产生 Okazaki fragments ；C.终止：切除 RNA引物,填补缺口,连接相邻的 DNA片段在 DNA聚合酶、 RNaseH（真核）催化下切除 RNA引物；留下的间隙由 DNA聚合酶催化合成一段 作用下,连接相邻的 DNA链；DNA填补上；在 DNA连接酶链的终止过程：当复制叉前移遇到 20bp 重复性终止子序列（Ter ）时,Ter 与 Tus 蛋白结合,阻挡复制叉的连续前移,当相反方向复制叉到 达,在 DNA拓扑异构酶 II 作用下使复制叉解体,释放子链 DNA；原核生物 DNA复制的调剂： 1.DNA复制起始频率是可调剂的 生长条件好合成代谢活跃复制起始因子的浓度快速积存发动连续复制高复制起始频率 3. 复制频率与细胞分裂次数相适应 大肠杆菌半甲基化修饰是掌握机制之一 中重复的 GATC序列（甲基化,复制开头） oriC名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载甲基化抑制因子抑制半甲基化状态子代 DNA甲基化 细胞周期完成 抑制因子脱离 GATC 序列中的 A甲基化,复制起点激活 真核生物染色体 DNA的复制特点：1. 复制时需解开和重新组装核小体结构；组蛋白合成与 DNA复制同时进行, DNA边合成边组装成核小体；2. 多起点复制；3. RNA引物及冈崎片段长度均小于原核生物；4. 真核生物染色体全部复制完成以前不会发动新一轮复制；5. 真核生物 DNA的复制子称为 ARS自主复制序列）；复制的起始需 要起始原点识别复合物（ORC）参与 6. 有五种 DNA聚合酶；7. 真核生物 DNA复制叉的移动速度大约只有50bp/s （慢）,仍不到大肠杆菌的 1/20 ；8. 真核生物线性 DNA末端具有端粒结构；真核生物染色体 DNA复制过程 1. 真核生物 DNA复制的 DNA聚合酶与帮助因子 真核生物 DNA聚合酶名师归纳总结 DNA聚合酶 亚基数目35 外切酶活性53 外切酶活性功能第 20 页,共 42 页4 - - 引物合成DNA聚合酶 1 - - DNA损耗修复- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - DNA聚合酶 2 学习必备欢迎下载- 线粒体 DNA复+ 制DNA聚合酶 2 + - 核 DNA复制DNA聚合酶 5 + - 填补缺口、修复真核生物 DNA复制的帮助因子名称结构特点活性在 DNA复制中的作用PCNA DNA聚合酶 的辅PCNA沿 DNA滑动,助蛋白使聚合酶 不会从 DNA上滑落RF-C 5 个亚基负责将 PCNA套在DNA上RF-A 单链 DNA结合蛋白爱护 DNA局部单链结构RNase-H1 核酸酶切除 RNA引物,但在冈崎片段上保留一个核糖核苷酸FEN1 核酸内切酶切除冈崎片段上保留的一个核糖核苷酸2. 真核生物 DNA复制的起始和终止： a. 与原核生物基本相像b. 起始与终止明白较少3. 端粒结构和端粒酶在真核生物基因组复制过程中的作用：端粒的功能：爱护染色体结构的完整性,防止染色体被核酸酶降解及染色体间相互融和； 防止染色体结构基因在复制时丢失,解决了末端复制的难题；端粒的存在使每次丢失的仅为端粒的一部分,从而爱护了染色体内部的结构基因；另外,有些讨论仍显示,端粒与核运动有关,名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页,共 42 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载可能对同源染色体的配对重组有重要意义；即端粒有“ 分裂时钟” 的作用；端粒酶：为反转录酶,由蛋白质和RNA共同组成,能以自身的RNA为模板反复延长端粒的重复序列； a. 端粒酶的活性是细胞连续分裂的重要条件；b. 机体在诞生前就会关闭端粒酶,定一个严格的上限；4. 复制过程中核小体的装配：p39 真核生物 DNA复制的调