大学分子生物学：DNA的复制.ppt
DNA DNA的复制的复制Godsaidtothem:“Befruitfulandmultiply！”圣经创世纪第一节第一节 DNADNA复制概貌复制概貌一、DNA复制的半保留性二、复制过程中的顺序性复制从原点开始边解链边复制w 为什么不采取先将DNA全部解链，然后再分别进行复制的方法？三、DNA的半不连续复制冈崎片段的发现DNA只能从5到3方向合成不能从两端同时复制3，5磷酸二酯键的形成第二节 DNA的复制酶和相关蛋白一、DNA聚合酶1.种类：DNA聚合酶I：1956年，Kornbergw具有聚合酶、3-5 外切核酸酶、5-3 外切核酸酶活性w主要生理功能：主要的DNA修复酶，并参与半保留复制Roger,Kenneth,Sylvy,ArthurandThomas.DNA聚合酶II：没有5-3 外切核酸酶活性，次要的DNA修复酶DNA聚合酶III：是真正的DNA复制酶w多亚基w多层次组装DNA聚合酶IV和V：参与SOS修复2.DNA聚合酶III的结构：DNA聚合酶 3-5核酸外切酶 激活外切酶活性 使核心酶结合为二聚体；结合复合物结合ATP 与亚基结合与和亚基结合 与SSB蛋白结合 与和亚基结合slidingclamp（滑动夹环）核心酶 Pol IIIPol IIIPol III*复复合合体体slidingclamp二、解螺旋酶(helicase)：AhelicaseisanenzymethatusesenergyprovidedbyNTPhydrolysistoseparatethestrandsofanucleicacidduplex三、SSB蛋白（单链结合蛋白）Thesingle-strandbindingprotein(SSB)attachestosingle-strandedDNA,therebypreventingtheDNAfromformingaduplex防止单链复性维持单链刚性状态避免单链降解TheSSBbindsasamonomer,buttypicallyinacooperativemannerinwhichthebindingofoneproteinmoleculemakesitmucheasierforanothertobind四、引发酶(primase):TheprimaseisatypeofRNApolymerasethatsynthesizesshortsegmentsofRNAthatwillbeusedasprimersforDNAreplication.为什么DNA的合成需要RNA引物？五、旋转酶(gyrase)：aTypeIItopoisomerase,actstoovercomethetorsionalstressimposeduponunwindingbyintroducingnegativesupercoilsattheexpenseofATPhydrolysis.复制叉前进带来扭曲张力拓扑异构酶II：引入负超螺旋六、DNA连接酶（DNAligases）DNAligasemakesabondbetweenanadjacent3-OHand5-phosphateendwherethereisanickinonestrandofduplexDNA.1、酶活化2、AMP转移3、3-OH亲核攻击第三节DNA的复制过程一、原核生物的复制（E.coli）（一）复制的起始：1.复制原点：OriC，含两个系列的重复单位，3个13bp重复序列（富含AT），和4个9bp重复序列（识别位点）2.起始过程：TheoriginisinitiallyrecognizedbyDnaAthatformsalargecomplexwithDNA.AshortregionofAT-richDNAismelted.DnaBisboundtothecomplexandcreatesthereplicationfork.Thefirstnucleotidesofthenewchainaresynthesizedintotheprimer（二）复制的延伸：1.复制体：酶和相关蛋白在复制叉形成的超分子复合物2.先导链和后随链的同时复制Laggingtemplatestrand通过复制体形成一个环状结构，primase已经合成一条引物2随着冈崎片段的合成，环逐渐变大，直到2片段末端接近前一冈崎片段的引物复制体释放环，primase合成一个新的引物（三）、复制的终止：1.环形DNA：单向复制：复制终点复制起点双向复制：无固定终点,两个生长点简单碰撞有固定终点,如E.Coli2.线性DNA：环化，如DNA形成连环分子，如T7DNA1.当E.coli复制叉前移，遇到20bp重复性终止子序列（Ter）时，Ter-Tus复合物能阻挡复制叉的继续前移1.真核生物复制特点：复制速度慢基因组较大，有多个复制起点在全部复制完成以前，起点不开始新一轮复制二、真核生物的复制2.真核生物DNA聚合酶：表表2-11 真核生物真核生物DNA聚合酶的特性比较聚合酶的特性比较性性质质DNA聚合聚合酶酶DNA聚合聚合酶酶DNA聚合聚合酶酶DNA聚合聚合酶酶DNA聚合聚合酶酶亚基数4122-31在细胞内分布核内核内线粒体核内核内(?)功能DNA引物合成损伤修复线粒体DNA复制主要DNA复制酶DNA复制(?)35外切无无有有有53外切无无无无无3.复制过程中的核小体复制叉前进是核小体解离为H32H42四聚体和H2AH2B二聚体新合成的组蛋白也被组装成H32H42四聚体和H2AH2B二聚体旧的和新的四聚体、二聚体，在CAF-1因子的帮助下，随机地被组装到复制叉后新形成的核小体中4.端粒的复制：端粒(Telomere)端粒是真核染色体的末端序列，富含G。主要由一串十分简单和串联重复的序列组成如四膜虫：GGGGTT端粒功能：操持染色体的稳定性端粒酶(Telomerase)：一种含RNA的蛋白复合物，能使端粒延伸。酶所含的RNA长约150bp，是合成端粒的模板。端粒酶实际上是一种逆转录酶。复制过程：a)除去子代链5端引物b)2.在母链3末端添加端粒序列c)3.以新合成的端粒序列为模板合成DNAd)4.除去步骤3中所使用的引物，缺口被保留，但未丢失DNAElizabethH.BlackburnJackW.SzostakCarolW.GreiderThe Nobel Prize in Physiology or Medicine 2009for the discovery of how chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerase
