第8章DNA復(fù)制和修復(fù)

1、 第八章第八章 DNA的復(fù)制和修復(fù)的復(fù)制和修復(fù) 第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體第二節(jié)第二節(jié) DNA的復(fù)制的復(fù)制第三節(jié)第三節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)的復(fù)制特點(diǎn)第四節(jié)第四節(jié) DNA的損傷和修復(fù)的損傷和修復(fù)主要講授內(nèi)容主要講授內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體一、染色體（Chromosome) 內(nèi)容提要：細(xì)胞周期染色體與染色質(zhì)染色體的結(jié)構(gòu)和組成（ 原核生物 、 真核生物）核小體原核生物和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較 Cell cycle Cell cycle Interphase 間期間期: G1 + S + G2 M phase (mitosis 有絲分裂有絲分裂):（一）細(xì)胞

2、周期連續(xù)分裂的細(xì)胞從上一次有絲連續(xù)分裂的細(xì)胞從上一次有絲分裂結(jié)束到下一次有絲分裂完分裂結(jié)束到下一次有絲分裂完成所經(jīng)歷的整個(gè)過(guò)程。成所經(jīng)歷的整個(gè)過(guò)程。包含包含G1期、期、S期、期、G2期、期、M期期四個(gè)階段。四個(gè)階段。 合成RNA和核糖體 合成DNA和組蛋白以及復(fù)制所需要的酶。 DNA合成后期，是有絲分裂的準(zhǔn)備期。在這一時(shí)期，DNA合成終止，大量合成RNA及蛋白質(zhì)，包括微管蛋白和促成熟因子等。 （二）染色體與染色質(zhì)同一物種內(nèi)每條染色體所帶同一物種內(nèi)每條染色體所帶DNA的量是一定的，但不的量是一定的，但不同染色體或不同物種之間變化很大，從上百萬(wàn)個(gè)到幾億同染色體或不同物種之間變化很大，從上百萬(wàn)個(gè)到幾

3、億個(gè)核苷酸不等。如人個(gè)核苷酸不等。如人X染色體就帶有染色體就帶有1.28億個(gè)核苷酸對(duì)，億個(gè)核苷酸對(duì)，而而Y染色體只帶有染色體只帶有0.19億個(gè)核苷酸對(duì)。億個(gè)核苷酸對(duì)。染色體（染色體（chromosome）是細(xì)胞在有絲分裂時(shí)遺傳物質(zhì)）是細(xì)胞在有絲分裂時(shí)遺傳物質(zhì)存在的特定形式，是間期細(xì)胞染色質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密包裝的結(jié)存在的特定形式，是間期細(xì)胞染色質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密包裝的結(jié)果。果。真核生物的染色體在細(xì)胞生活周期的大部分時(shí)間里都真核生物的染色體在細(xì)胞生活周期的大部分時(shí)間里都是以染色質(zhì)是以染色質(zhì)(chromatin)的形式存在的。的形式存在的。染色質(zhì)是一種纖維狀結(jié)構(gòu)，叫做染色質(zhì)絲，它是由最染色質(zhì)是一種纖維狀結(jié)構(gòu)，叫做染

4、色質(zhì)絲，它是由最基本的單位基本的單位核小體核小體(nucleosome)成串排列而成的。成串排列而成的。 染色體和染色質(zhì)在化學(xué)組成上（染色體和染色質(zhì)在化學(xué)組成上（DNA和組和組蛋白等）沒(méi)有差別，主要在于它們空間構(gòu)蛋白等）沒(méi)有差別，主要在于它們空間構(gòu)象不同，這也反映了它們?cè)诩?xì)胞周期的不象不同，這也反映了它們?cè)诩?xì)胞周期的不同階段有不同功能。同階段有不同功能。作為遺傳物質(zhì)，染色體具有以下特征：作為遺傳物質(zhì)，染色體具有以下特征：分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定；分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定；能夠自我復(fù)制，使親代、子代之間保持連能夠自我復(fù)制，使親代、子代之間保持連續(xù)性；續(xù)性；能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成；能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成；能夠產(chǎn)生可遺

5、傳的變異。能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。（三）染色體的結(jié)構(gòu)和組成（三）染色體的結(jié)構(gòu)和組成（1）原核生物(prokaryote) 的染色體原核生物如細(xì)菌染色體位于細(xì)胞內(nèi)的核區(qū)中，核原核生物如細(xì)菌染色體位于細(xì)胞內(nèi)的核區(qū)中，核區(qū)外沒(méi)有核膜。一般只有一條或幾條染色體，呈雙區(qū)外沒(méi)有核膜。一般只有一條或幾條染色體，呈雙鏈閉環(huán)結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度從鏈閉環(huán)結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度從250-35000m不等。不等。染色體裸露，沒(méi)有組蛋白和其他蛋白質(zhì)結(jié)合，不染色體裸露，沒(méi)有組蛋白和其他蛋白質(zhì)結(jié)合，不形成核小體結(jié)構(gòu)。比較易于接收帶有相同或不同物形成核小體結(jié)構(gòu)。比較易于接收帶有相同或不同物種的基因或種的基因或DNA片段的插入。片段的插入。大腸桿菌染

6、色體長(zhǎng)為大腸桿菌染色體長(zhǎng)為1333m，要裝入長(zhǎng)約為，要裝入長(zhǎng)約為2m，寬約，寬約1m的細(xì)胞中，因此的細(xì)胞中，因此DNA必需以折疊或螺旋的方式存在。必需以折疊或螺旋的方式存在。原核生物原核生物DNA基因組的特點(diǎn)基因組的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練：DNA分子的絕大部分用來(lái)編碼蛋白質(zhì)，只有一小部分不轉(zhuǎn)錄，作為控制基因表達(dá)的序列存在?；蚍N類和數(shù)量較少：基因種類和數(shù)量較少：以操縱子為轉(zhuǎn)錄單元：以操縱子為轉(zhuǎn)錄單元：原核生物DNA序列中功能相關(guān)的RNA和蛋白質(zhì)基因，往往聚集在基因組的一個(gè)或幾個(gè)特定部位，形成功能單位或轉(zhuǎn)錄單元，可被一起轉(zhuǎn)錄為含多個(gè)mRNA的分子，即多順?lè)醋觤RNA.組蛋白： H1 H2A H2B

7、 H3 H4非組蛋白核小體DNA蛋白質(zhì)染色體(2)真核生物染色體的組成組蛋白的一般特性： 進(jìn)化上的保守性保守程度：H1 H2A、H2B H3 、H41、組蛋白、組蛋白 上海生化所分子遺傳學(xué)1998年試題： 在真核生物核內(nèi)。五種組蛋白（H1 H2A H2B H3 和H4）在進(jìn)化過(guò)程中，H4極為保守，H2A最不保守（ ）無(wú)組織特異性無(wú)組織特異性肽鏈氨基酸分布的不對(duì)稱性肽鏈氨基酸分布的不對(duì)稱性: :N端均為堿性氨基酸。對(duì)于H1相反，C端為堿性氨基酸，N端疏水端。H5H5組蛋白的特殊性：組蛋白的特殊性：富含賴氨酸（24%）：兩棲類、魚類和鳥類 中用來(lái)替換H1組蛋白的可修飾性簡(jiǎn)述真核生物染色體上組蛋白的

8、種類，組蛋白修飾的種類及其生物學(xué)意義中國(guó)科學(xué)院2003年碩士研究生入學(xué)生物化學(xué)與分子生物學(xué)試題 在細(xì)胞周期特定時(shí)間可發(fā)生甲基化、乙?；⒘姿峄虯DP核糖基化等。H3、H4修飾作用較普遍，H2B有乙?；饔?、H1有磷酸化作用。所有這些修飾作用都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即降低組蛋白所有這些修飾作用都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即降低組蛋白所攜帶的正電荷。所攜帶的正電荷。這些組蛋白修飾的意義：一是改變?nèi)旧w的結(jié)構(gòu)，直接影響轉(zhuǎn)錄活性；二是核小體表面發(fā)生改變，使其他調(diào)控蛋白易于和染色質(zhì)相互接觸，從而間接影響轉(zhuǎn)錄活性。組蛋白的可修飾性H2BH2AH3H4a2a3a1a2a3a1a2a3a1a2a3a1L1L2aN *

9、* 組蛋白八聚體（組蛋白八聚體（Histone octamer ） H2AH2A與與H2BH2B、H3H3與與H4H4的親和力強(qiáng)，的親和力強(qiáng)， 通過(guò)通過(guò)C C端的疏水氨基酸結(jié)合端的疏水氨基酸結(jié)合 兩個(gè)兩個(gè)H3H3、H4H4先形成四聚體先形成四聚體 結(jié)合兩個(gè)結(jié)合兩個(gè)H2AH2A和和H2BH2B的異二聚體的異二聚體 組蛋白八聚體組蛋白八聚體 2非組蛋白非組蛋白 是指染色體上與特異DNA序列相結(jié)合的蛋白質(zhì)，所以又稱為序列特異性DNA結(jié)合蛋白（sequence-specific DNA-binding proteins）。 其酸性氨基酸的量超過(guò)堿性氨基酸的量，因此帶負(fù)電荷。 具有種屬和組織特異性 在整

10、個(gè)細(xì)胞周期中都進(jìn)行合成，不像組蛋白僅在S期和DNA復(fù)制同步進(jìn)行。功能：功能： 幫助DNA分子折疊，形成不同的結(jié)構(gòu)域，從而利于DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄； 協(xié)助啟動(dòng)DNA復(fù)制； 特異性地控制基因轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)基因表達(dá)。（四）核小體（四）核小體（Nuclearsome） * * 染色體結(jié)構(gòu)的第一個(gè)層次，構(gòu)成染色質(zhì)的染色體結(jié)構(gòu)的第一個(gè)層次，構(gòu)成染色質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)單位基本結(jié)構(gòu)單位 * * 足量的足量的微球菌核酸酶微球菌核酸酶處理染色質(zhì)可得到處理染色質(zhì)可得到 146bpDNA 146bpDNA 組蛋白組蛋白 八聚體八聚體核小體的核小體的核核 心顆粒心顆粒 直徑約直徑約10nm10nm 、核小體的組成、核小體的組成 組

11、蛋白八聚體組蛋白八聚體146bp146bp的的核心核心DNADNA146bp146bp的核心的核心DNADNA在組蛋白八聚體上盤繞在組蛋白八聚體上盤繞1.751.75圈圈Mononucleosomes typically have 200 bp DNA. End-trimming reduces the length of DNA first to 165 bp（含組蛋白H1）, and then generates core particles with 146 bp. 微球菌酶處理微球菌酶處理所得核小體所得核小體DNADNA長(zhǎng)長(zhǎng)度的變化度的變化Chromatosome166 bp, 2 s

12、uperhelical turnHistone H1 * * 組蛋白組蛋白H1H1把核小體把核小體 “封鎖封鎖”起來(lái)起來(lái)連接連接 DNADNA 100 bp平均平均 55 bpNucleosomeHistone H1Nucleosome repeat:Core + linker DNA200 bp 、染色體結(jié)構(gòu)的形成、染色體結(jié)構(gòu)的形成 （1 1） 首先若干個(gè)核小體形成念珠狀結(jié)構(gòu)首先若干個(gè)核小體形成念珠狀結(jié)構(gòu) The 10 nm fiber is a continuous strong of nucleosomes.每個(gè)核小體單位包括：200bp左右的DNA、一個(gè)組蛋白八聚體、一分子H1 高度有

13、序高度有序 左手螺旋左手螺旋 每圈包括六個(gè)核小體每圈包括六個(gè)核小體 30 nm fiber(直徑直徑30nm)Solenoid (螺線管）螺線管）（2 2） 30nm30nm纖絲纖絲的構(gòu)成的構(gòu)成 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的第二層次染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的第二層次a a、組成、組成核小體串珠纖維在酶的作用下形成每圈6個(gè)核小體，外徑30nm的螺旋結(jié)構(gòu)。 Nuclear matrix (核基質(zhì)核基質(zhì)) ), protein complex30 nm fiber300 nmb b、體內(nèi)存在狀態(tài)、體內(nèi)存在狀態(tài)從從DNA到染到染色體的過(guò)程色體的過(guò)程Compaction ratio = 8000螺旋結(jié)構(gòu)再次螺旋化，形成超螺旋結(jié)構(gòu)（此

14、處有爭(zhēng)議，人衛(wèi)版醫(yī)學(xué)細(xì)胞生物學(xué)同意超螺旋學(xué)說(shuō)，而北大版教材認(rèn)為3級(jí)結(jié)構(gòu)是微帶，即曲折化的螺線管），此為3級(jí)結(jié)構(gòu) （3）真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)真核基因組結(jié)構(gòu)龐大 3109bp、染色質(zhì)、核膜單順?lè)醋踊虿贿B續(xù)性 斷裂基因（interrupted gene）、內(nèi)含子(intron)、 外顯子(exon)非編碼區(qū)較多 多于編碼序列(9:1) 含有大量重復(fù)序列 不重復(fù)序列/單一序列：在基因組中有一個(gè)或幾個(gè)拷貝。真核生物的大多數(shù)基因在單倍體中都是單拷貝的。如：蛋清蛋白、血紅蛋白等 功能：主要是編碼蛋白質(zhì)。 中度重復(fù)序列：在基因組中的拷貝數(shù)為101104。 如：rRNA、tRNA 一般是不編碼蛋白質(zhì)的序列，

15、在調(diào)控基因表達(dá)中起重要作用 高度重復(fù)序列：拷貝數(shù)達(dá)到幾百個(gè)到幾百萬(wàn)個(gè)。 衛(wèi)星DNA：A T含量很高的簡(jiǎn)單高度重復(fù)序列。第二節(jié)第二節(jié) DNA的復(fù)制的復(fù)制DNARNA蛋白質(zhì)復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄RNA復(fù)制一、核酸生物合成的一般規(guī)律一、核酸生物合成的一般規(guī)律 絕大多數(shù)DNA和RNA的生物合成均按照Watson-Crick的堿基配對(duì)原則，以預(yù)先存在的DNA鏈為模板，逐個(gè)復(fù)制，生成新的拷貝。某些病毒以RNA為模板，以逆轉(zhuǎn)錄方式合成互補(bǔ)的DNA（cDNA），然后再合成病毒RNA。 DNA或RNA鏈的生物合成只能以5-3方向進(jìn)行。 特異性的聚合酶類催化核酸的生物合成：DNA聚合酶以DNA為模板催化DNA生物合成

16、，稱為復(fù)制；RNA聚合酶以DNA為模板，催化RNA的生物合成，稱為轉(zhuǎn)錄。而逆轉(zhuǎn)錄酶以RNA為模板，合成DNA。在復(fù)制過(guò)程中，雙螺旋在復(fù)制過(guò)程中，雙螺旋DNA的兩條鏈都作為模板，的兩條鏈都作為模板，分別合成兩條分別合成兩條DNA子鏈。在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，雙螺旋子鏈。在轉(zhuǎn)錄過(guò)程中，雙螺旋DNA中只有一條鏈為模板，中只有一條鏈為模板，RNA聚合酶合成與模聚合酶合成與模板互補(bǔ)的板互補(bǔ)的RNA鏈。鏈。 RNA聚合酶進(jìn)行聚合反應(yīng)時(shí)，能夠直接以NTP為底物，逐個(gè)聚合，即從頭合成RNA。但DNA聚合聚合酶不能催化從頭開始合成酶不能催化從頭開始合成DNA，必須具有引物，必須具有引物，底物dNTP只能加到已存在的RNA

17、或DNA鏈的3OH末端。二、二、基基 本本 概概 念念 ( Basic Concept ) DNA復(fù)制復(fù)制 親代雙鏈親代雙鏈DNADNA分子在分子在DNADNA聚合酶的作用下，分別以聚合酶的作用下，分別以 各單鏈各單鏈 DNADNA分子為模板，聚合與自身堿基可以互補(bǔ)分子為模板，聚合與自身堿基可以互補(bǔ) 配對(duì)的游離的配對(duì)的游離的dNTP,dNTP, 合成出兩條與親代合成出兩條與親代DNADNA分子完分子完 全相同的子代全相同的子代DNADNA分子的過(guò)程。分子的過(guò)程。 復(fù)制子復(fù)制子（RepliconReplicon）；又稱）；又稱復(fù)制單位復(fù)制單位 或復(fù)制元或復(fù)制元DNA中含有一定復(fù)制起點(diǎn)和復(fù)制終點(diǎn)的

18、復(fù)制單位中含有一定復(fù)制起點(diǎn)和復(fù)制終點(diǎn)的復(fù)制單位。 1.3萬(wàn)萬(wàn) 90萬(wàn)不等萬(wàn)不等 復(fù)制體復(fù)制體 （Replisome） The multi protein (30 The multi protein (30) structure that ) structure that assembles at replicating fork to undertake assembles at replicating fork to undertake synthesis of DNA synthesis of DNA 復(fù)制叉處的許多酶和蛋白組成的復(fù)合體，協(xié)同復(fù)制叉處的許多酶和蛋白組成的復(fù)合體，協(xié)同動(dòng)作合成

19、動(dòng)作合成DNA 復(fù)制叉復(fù)制叉DNA復(fù)制時(shí)，首先在一定位置解開雙鏈，這個(gè)復(fù)制起復(fù)制時(shí)，首先在一定位置解開雙鏈，這個(gè)復(fù)制起點(diǎn)呈現(xiàn)叉子的形式，稱為復(fù)制叉。點(diǎn)呈現(xiàn)叉子的形式，稱為復(fù)制叉。三、三、DNA的半保留復(fù)制的半保留復(fù)制（Semi-Conservation Replication） 概念：概念： 復(fù)制過(guò)程中各以雙螺旋復(fù)制過(guò)程中各以雙螺旋DNA的其中一條鏈為模的其中一條鏈為模 板合成其互補(bǔ)鏈，新生的互補(bǔ)鏈與母鏈構(gòu)成子板合成其互補(bǔ)鏈，新生的互補(bǔ)鏈與母鏈構(gòu)成子 代代DNA分子。分子。 全保留復(fù)制全保留復(fù)制半保留復(fù)制半保留復(fù)制混合復(fù)制混合復(fù)制1958 Meselson-stahl 設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)的CsCl超離

20、心試驗(yàn)證實(shí)了超離心試驗(yàn)證實(shí)了DNA復(fù)制的這一特性。復(fù)制的這一特性。 DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)依據(jù)：半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)依據(jù)： 1958年年 Meselson & Stahl E.coli 放射性同位素（放射性同位素（15N）標(biāo)記）標(biāo)記 CsCl密度梯度離心密度梯度離心StahlMeselson培養(yǎng)一代培養(yǎng)一代培養(yǎng)二代培養(yǎng)二代培養(yǎng)三代培養(yǎng)三代15N 標(biāo)記實(shí)驗(yàn)標(biāo)記實(shí)驗(yàn) 細(xì)胞生長(zhǎng)在細(xì)胞生長(zhǎng)在15N 標(biāo)記培養(yǎng)基中標(biāo)記培養(yǎng)基中 轉(zhuǎn)入正常轉(zhuǎn)入正常N源培養(yǎng)基中源培養(yǎng)基中 分離各代分離各代DNA 分析各代分析各代DNA的浮力密度的浮力密度15N 標(biāo)記標(biāo)記 DNA未標(biāo)記未標(biāo)記 DNA CsCL密度梯度離心密度

21、梯度離心 浮力密度浮力密度 N15DNA 1.742g/ml N15N14DNA 1.717g/ml N14DNA 1.710g/ml DNA半保留復(fù)制的半保留復(fù)制的意義：保證意義：保證DNA代謝的穩(wěn)代謝的穩(wěn)定性。定性。 經(jīng)過(guò)多代的復(fù)制，經(jīng)過(guò)多代的復(fù)制，親代的遺傳特征完整無(wú)誤的親代的遺傳特征完整無(wú)誤的傳遞給子代，傳遞給子代，子代子代DNA仍可以保持與最初親本仍可以保持與最初親本的一致性。的一致性。 穩(wěn)定性是相對(duì)的，變異是絕對(duì)的穩(wěn)定性是相對(duì)的，變異是絕對(duì)的在各種理化因素的作用下，在各種理化因素的作用下，DNA會(huì)發(fā)生損傷；會(huì)發(fā)生損傷；在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中，在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄的過(guò)程中，DNA會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤；會(huì)

22、發(fā)生錯(cuò)誤；在生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中，在生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中，DNA可能進(jìn)行修飾、刪可能進(jìn)行修飾、刪除、擴(kuò)增和重排。除、擴(kuò)增和重排。 四、復(fù)制起點(diǎn)、方式和方向四、復(fù)制起點(diǎn)、方式和方向1、復(fù)制起點(diǎn)（、復(fù)制起點(diǎn)（origin ori或或 o 復(fù)制原點(diǎn)）復(fù)制原點(diǎn)） 復(fù)制開始處復(fù)制開始處DNA分子的特定位置分子的特定位置原核生物（原核生物（Prokaryote）：?jiǎn)螐?fù)制起點(diǎn)）：?jiǎn)螐?fù)制起點(diǎn) 即即整個(gè)染色體整個(gè)染色體只有一個(gè)復(fù)制單位只有一個(gè)復(fù)制單位 真核生物（真核生物（Eukaryote） : 多復(fù)制起點(diǎn)多復(fù)制起點(diǎn) 即即一個(gè)一個(gè)genome中有中有多個(gè)復(fù)制單位多個(gè)復(fù)制單位Replication fork 復(fù)制叉（復(fù)制

23、叉（Replication fork）：染色體中參與復(fù)制的活性區(qū)域，）：染色體中參與復(fù)制的活性區(qū)域，即復(fù)制正在發(fā)生的位點(diǎn)即復(fù)制正在發(fā)生的位點(diǎn) 2、復(fù)制方向（復(fù)制過(guò)程的順序性）、復(fù)制方向（復(fù)制過(guò)程的順序性） 復(fù)制眼（復(fù)制眼（replication eye）：電子顯微鏡下觀察正在復(fù)制的）：電子顯微鏡下觀察正在復(fù)制的DNA， 復(fù)制的區(qū)域形如一只眼睛復(fù)制的區(qū)域形如一只眼睛真核生物的多復(fù)制子真核生物的多復(fù)制子 多個(gè)復(fù)制眼多個(gè)復(fù)制眼 （1） 單雙向復(fù)制取決于起點(diǎn)處有一個(gè)還是兩個(gè)復(fù)制叉單雙向復(fù)制取決于起點(diǎn)處有一個(gè)還是兩個(gè)復(fù)制叉 單向復(fù)制單向復(fù)制 雙向復(fù)制雙向復(fù)制（2） 復(fù)制方向的多模式復(fù)制方向的多模式 單單

24、起點(diǎn)、起點(diǎn)、單單方向方向（原核）（原核）多多起點(diǎn)、起點(diǎn)、單單方向方向（真核）（真核）單單起點(diǎn)、起點(diǎn)、雙雙方向（原核）方向（原核）多多起點(diǎn)、起點(diǎn)、雙雙方向（真核）方向（真核） 3、復(fù)制方式、復(fù)制方式大多數(shù)以對(duì)稱方式進(jìn)行即兩條鏈同時(shí)復(fù)制大多數(shù)以對(duì)稱方式進(jìn)行即兩條鏈同時(shí)復(fù)制也有一定時(shí)期內(nèi)也有一定時(shí)期內(nèi)DNA只復(fù)制一條鏈的情況只復(fù)制一條鏈的情況 （1） 從新起始（從新起始（ de novo initiation ）或復(fù)制叉式）或復(fù)制叉式 （ replication fork ） 比較形象的比較形象的 復(fù)制復(fù)制 雙鏈環(huán)狀雙鏈環(huán)狀DNADNA的復(fù)制眼可以形成一種的復(fù)制眼可以形成一種結(jié)構(gòu)，形狀像結(jié)構(gòu)，形狀像

25、 希臘字母希臘字母，因而叫，因而叫. A replication eye forms a theta structure in circular DNA.兩個(gè)共價(jià)封閉兩個(gè)共價(jià)封閉的互相盤繞的的互相盤繞的DNA雙鏈在拓雙鏈在拓?fù)洚悩?gòu)酶作用撲異構(gòu)酶作用下從起始點(diǎn)下從起始點(diǎn)（ori）開始形）開始形成成DNA切口和切口和封閉，封閉，DNA的的一條或兩條主一條或兩條主鏈骨架有暫時(shí)鏈骨架有暫時(shí)的切斷，是的切斷，是DNA超旋或解超旋或解旋，有利于復(fù)旋，有利于復(fù)制叉向前移動(dòng)。制叉向前移動(dòng)。 （2） 置換式置換式 （Displacement form ） 又稱又稱 D 環(huán)復(fù)制環(huán)復(fù)制 線粒體和葉綠體線粒體和葉綠體

26、 DNA的復(fù)制方式的復(fù)制方式2/3屬于不對(duì)稱的復(fù)屬于不對(duì)稱的復(fù)制方式，雙鏈制方式，雙鏈DNA的兩條鏈分的兩條鏈分別有自己的別有自己的ori。（3）共價(jià)延伸方式（）共價(jià)延伸方式（covalence elongation）或滾環(huán)式復(fù)）或滾環(huán)式復(fù) 制（制（rolling circle replication） 由于復(fù)制時(shí)產(chǎn)生的滾環(huán)結(jié)由于復(fù)制時(shí)產(chǎn)生的滾環(huán)結(jié) 構(gòu)形狀象構(gòu)形狀象，又稱，又稱復(fù)制復(fù)制 病毒、細(xì)菌因子和真核生物病毒、細(xì)菌因子和真核生物 第三節(jié)第三節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNA的的復(fù)制特點(diǎn)復(fù)制特點(diǎn)一、原核生物一、原核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)的復(fù)制特點(diǎn)1、DNA雙螺旋的解旋雙螺旋的解旋

27、DNA解螺旋酶或解螺旋酶或DNA解鏈酶解鏈酶大腸桿菌的解螺旋酶、與rep蛋白共同作用，將DNA兩條鏈解開。解螺旋酶I、II、III沿著模板鏈的53方向隨著復(fù)制叉的前進(jìn)而移動(dòng)，而rep蛋白則在另一條模板鏈上沿35方向移動(dòng)。 解旋酶解旋酶(helicase): 使使DNA的兩條鏈分開，它通常利用的兩條鏈分開，它通常利用ATP水解來(lái)提供必需的能量；水解來(lái)提供必需的能量； 該酶能使復(fù)制叉前方的該酶能使復(fù)制叉前方的DNA雙鏈解開一短雙鏈解開一短段，每解開一個(gè)堿基對(duì)需要兩分子段，每解開一個(gè)堿基對(duì)需要兩分子ATP水水解成解成ADP和和Pi以供給能量。一旦有一段堿以供給能量。一旦有一段堿基順序解開，就會(huì)有幾個(gè)

28、分子的單鏈結(jié)合基順序解開，就會(huì)有幾個(gè)分子的單鏈結(jié)合蛋白（蛋白（SSB）與每條分開的）與每條分開的DNA鏈緊密結(jié)鏈緊密結(jié)合，以防止它們重新接觸結(jié)合堿基對(duì)。合，以防止它們重新接觸結(jié)合堿基對(duì)。 DNA旋轉(zhuǎn)酶旋轉(zhuǎn)酶 屬DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶，可引入負(fù)超螺旋，消除復(fù)制叉前進(jìn)時(shí)帶來(lái)的扭曲張力。 拓?fù)洚悩?gòu)酶分兩類：I和II，廣泛存在于原核生物和真核生物。 拓?fù)洚悩?gòu)酶I使DNA的一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，反應(yīng)無(wú)須供給能量，主要集中在活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，與轉(zhuǎn)錄有關(guān)。 拓?fù)洚悩?gòu)酶使DNA的兩條鏈同時(shí)斷裂和再連接，當(dāng)它引入超螺旋時(shí)需要由ATP供給能量。分布在染色質(zhì)骨架蛋白和核基質(zhì)部，與復(fù)制有關(guān)。 單鏈單鏈DNA結(jié)合蛋白（結(jié)合蛋白（

29、SSB） 復(fù)制叉上的解螺旋酶，沿雙鏈復(fù)制叉上的解螺旋酶，沿雙鏈DNA前進(jìn)，產(chǎn)生前進(jìn)，產(chǎn)生單鏈區(qū)，大量的單鏈單鏈區(qū)，大量的單鏈DNA結(jié)合蛋白與單鏈區(qū)結(jié)合，結(jié)合蛋白與單鏈區(qū)結(jié)合，阻止復(fù)性和保護(hù)單鏈阻止復(fù)性和保護(hù)單鏈DNA不被核酸酶降解。不被核酸酶降解。原核生物原核生物SSB蛋白與蛋白與DNA結(jié)合表現(xiàn)為協(xié)同效應(yīng)，如結(jié)合表現(xiàn)為協(xié)同效應(yīng)，如第一個(gè)第一個(gè)SSB蛋白結(jié)合到蛋白結(jié)合到DNA上的能力為上的能力為1，第二，第二個(gè)個(gè)SSB結(jié)合能力高達(dá)結(jié)合能力高達(dá)1000倍，真核生物倍，真核生物SSB蛋白蛋白無(wú)協(xié)同效應(yīng)。無(wú)協(xié)同效應(yīng)。 單鏈結(jié)合蛋白（單鏈結(jié)合蛋白（single-strand binding protei

30、n):單鏈單鏈DNA結(jié)合，阻止其再形成雙鏈體狀態(tài)結(jié)合，阻止其再形成雙鏈體狀態(tài)X174 噬菌體的噬菌體的DNA在在三種功能蛋白先后作用下三種功能蛋白先后作用下分開成為單鏈：分開成為單鏈：在復(fù)制起始點(diǎn)，在復(fù)制起始點(diǎn)，噬菌體噬菌體A蛋白蛋白使病毒（使病毒（+）鏈產(chǎn)生）鏈產(chǎn)生缺口。缺口。Rep蛋白蛋白提供解旋提供解旋酶活性，它使兩鏈分離。酶活性，它使兩鏈分離。SSB包繞單鏈形成穩(wěn)定包繞單鏈形成穩(wěn)定的單鏈形式。的單鏈形式。Three proteins unwind X174 DNA 在復(fù)制叉處，在復(fù)制叉處，DNADNA的兩條鏈都作為模板同時(shí)合成兩條新鏈。的兩條鏈都作為模板同時(shí)合成兩條新鏈。DNADNA分

31、子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模肿拥膬蓷l鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，而DNADNA復(fù)制時(shí)無(wú)論以那條鏈復(fù)制時(shí)無(wú)論以那條鏈做模板，新合成的鏈?zhǔn)前醋瞿０?，新合成的鏈?zhǔn)前? 533方向進(jìn)行的，所以只有一條模方向進(jìn)行的，所以只有一條模板鏈指導(dǎo)合成的新生鏈能夠沿著復(fù)制叉運(yùn)動(dòng)的方向連續(xù)復(fù)制，板鏈指導(dǎo)合成的新生鏈能夠沿著復(fù)制叉運(yùn)動(dòng)的方向連續(xù)復(fù)制，此新合成的鏈稱為前導(dǎo)鏈（此新合成的鏈稱為前導(dǎo)鏈（leading strandleading strand）。另一條模板）。另一條模板鏈指導(dǎo)合成的新生鏈也是沿鏈指導(dǎo)合成的新生鏈也是沿5 533方向進(jìn)行，但與復(fù)制叉前進(jìn)方向進(jìn)行，但與復(fù)制叉前進(jìn)的方向相反，是分段合成的，這些片斷于的方向相反

32、，是分段合成的，這些片斷于19691969年首先在大腸年首先在大腸桿菌中分離出來(lái)，被稱為岡崎片段。桿菌中分離出來(lái)，被稱為岡崎片段。 2 DNA復(fù)制的半不連續(xù)性復(fù)制的半不連續(xù)性 （Semi-Discontinuous Replication） 迄今發(fā)現(xiàn)的迄今發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶只能催化聚合酶只能催化DNA鏈從鏈從5端端向向3端延長(zhǎng)。端延長(zhǎng)。在細(xì)菌中岡崎片段長(zhǎng)約在細(xì)菌中岡崎片段長(zhǎng)約100010002000 2000 核苷酸，但在真核生物核苷酸，但在真核生物中，相應(yīng)片斷的長(zhǎng)度可能短得多，由中，相應(yīng)片斷的長(zhǎng)度可能短得多，由100100400400個(gè)核苷酸組個(gè)核苷酸組成。合成的片段即為岡崎片段。這些岡崎片

33、段以后由成。合成的片段即為岡崎片段。這些岡崎片段以后由DNADNA連連接酶連成完整的接酶連成完整的DNADNA鏈，因此岡崎片段是鏈，因此岡崎片段是DNADNA復(fù)制中短暫的復(fù)制中短暫的中間產(chǎn)物。這條鏈不連續(xù)合成的鏈稱為滯后鏈中間產(chǎn)物。這條鏈不連續(xù)合成的鏈稱為滯后鏈(lagging (lagging strand) strand) 。這種前導(dǎo)鏈的連續(xù)復(fù)制和滯后鏈的不連這種前導(dǎo)鏈的連續(xù)復(fù)制和滯后鏈的不連續(xù)復(fù)制在生物界是普遍存在的，稱為續(xù)復(fù)制在生物界是普遍存在的，稱為DNADNA合成的半合成的半不連續(xù)復(fù)制。不連續(xù)復(fù)制。 One strand replicated as continuous segme

34、nt先導(dǎo)鏈按先導(dǎo)鏈按 dUMP dUMP 片段連續(xù)復(fù)制片段連續(xù)復(fù)制后隨鏈按后隨鏈按Okazaki 片段不連續(xù)復(fù)制片段不連續(xù)復(fù)制 先導(dǎo)鏈（先導(dǎo)鏈（leading strand）：）：DNA復(fù)制時(shí)，與復(fù)制叉向復(fù)制時(shí)，與復(fù)制叉向 前移動(dòng)的方向一致，以前移動(dòng)的方向一致，以35鏈為模板，按鏈為模板，按 53方向連續(xù)合成的一條鏈方向連續(xù)合成的一條鏈 后隨鏈（后隨鏈（lagging strand）：）：岡崎片段岡崎片段(Okazaki fragment): DNA復(fù)制不連續(xù)合成復(fù)制不連續(xù)合成 鏈中形成的短鏈中形成的短DNA片段片段3 DNA復(fù)制的引發(fā)和終止復(fù)制的引發(fā)和終止 在細(xì)胞提取物中合成岡崎片段時(shí)，不僅

35、需要dNTP作為前體，還需要一個(gè)與模板DNA堿基順序互補(bǔ)的RNA短片段作為引物。 DNA復(fù)制時(shí)，往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物，再由DNA聚合酶從RNA引物3端開始合成新的DNA鏈。 對(duì)于前導(dǎo)鏈，引發(fā)過(guò)程引發(fā)過(guò)程很簡(jiǎn)單，只要一段引物，DNA聚合酶就能以此為起點(diǎn)一直合成下去。但對(duì)于滯后鏈，引發(fā)過(guò)程很復(fù)雜，需要多種蛋白質(zhì)和酶的協(xié)同作用，還涉及岡琦片段的形成和連接。復(fù)制叉的結(jié)構(gòu)及參與復(fù)制的酶與因子復(fù)制叉的結(jié)構(gòu)及參與復(fù)制的酶與因子 對(duì)于鏈的終止不需要特定的信號(hào)，大腸桿菌的兩個(gè)復(fù)制叉進(jìn)行雙向復(fù)制，會(huì)合點(diǎn)就是復(fù)制終止點(diǎn)，一般位于oriC的相對(duì)處（大腸桿菌DNA中分離的一個(gè)245bp的

36、片段，能支持任何DNA分子在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)復(fù)制的最小片段，該245bp的片段稱為oriC）。正向重復(fù)序列正向重復(fù)序列反向重復(fù)序列反向重復(fù)序列4 DNA聚合酶聚合酶 一旦復(fù)制起始，復(fù)制叉就沿著一旦復(fù)制起始，復(fù)制叉就沿著DNA分子前進(jìn)，合成與親本分子前進(jìn)，合成與親本鏈互補(bǔ)的兩條新鏈互補(bǔ)的兩條新DNA鏈。新生鏈的合成由鏈。新生鏈的合成由DNA聚合酶催聚合酶催化完成化完成。從大腸桿菌細(xì)胞中分離出了。從大腸桿菌細(xì)胞中分離出了5種種DNA聚合酶。聚合酶。DNA聚合酶聚合酶III是大腸桿菌是大腸桿菌DNA復(fù)制中鏈延伸反應(yīng)的主要聚復(fù)制中鏈延伸反應(yīng)的主要聚合酶。合酶。DNA聚合酶聚合酶I專門用于專門用于RNA引

37、物的去處。另外引物的去處。另外3種種DNA聚合酶主要參與聚合酶主要參與DNA修復(fù)和跨損傷合成。修復(fù)和跨損傷合成。（1 1）DNADNA聚合酶聚合酶I I DNA pol I DNA pol I由一條多肽鏈組成，分子量為由一條多肽鏈組成，分子量為109 KD109 KD。酶分子中含有一個(gè)酶分子中含有一個(gè)ZnZn2 2，是聚合酶活性必需的。用枯，是聚合酶活性必需的。用枯草桿菌蛋白酶可將此酶水解成兩個(gè)片段，大片段的分草桿菌蛋白酶可將此酶水解成兩個(gè)片段，大片段的分子量為子量為68 KD68 KD，通常稱為，通常稱為klenowklenow片段，小片段為片段，小片段為35KD35KD。大小片段具有不同的

38、酶活性。大小片段具有不同的酶活性。1. easily cleaved into two fragments by proteinase:a. large fragment (Klenow fragment) contains polymerase and 3-5 exonuclease (proofreading domain). Used in vitro for synthesis reactions (DNA sequencing). E. coli DNA pol I (polA)NCC（a a）DNADNA聚合酶的聚合酶的5353聚合活性聚合活性 這是這是DNADNA聚合酶最主要的活

39、性，按模板聚合酶最主要的活性，按模板DNADNA上的核上的核苷酸順序，將互補(bǔ)的苷酸順序，將互補(bǔ)的dNTPdNTP逐個(gè)加到引物逐個(gè)加到引物RNA3RNA3-OH-OH末末端，即促進(jìn)端，即促進(jìn)3-OH3-OH與與dNTPdNTP的的5-PO5-PO4 4形成磷酸二酯鍵，形成磷酸二酯鍵，酶的專一性表現(xiàn)為新進(jìn)入的酶的專一性表現(xiàn)為新進(jìn)入的dNTPdNTP必須與模板必須與模板DNADNA堿堿基配對(duì)時(shí)才有催化作用，基配對(duì)時(shí)才有催化作用，5353聚合活性存在于聚合活性存在于klenowklenow片段上片段上。 DNADNA聚合酶聚合酶I I的延伸能力不強(qiáng)，每的延伸能力不強(qiáng)，每次與模板引物結(jié)合僅能添加次與模板

40、引物結(jié)合僅能添加2020100100個(gè)核苷酸。個(gè)核苷酸。 （b b）DNADNA聚合酶的聚合酶的3 355外切核酸酶外切核酸酶（exonuclease)exonuclease)活性活性 這種酶活性的主要功能是從這種酶活性的主要功能是從3 3 5 5方向識(shí)別并切方向識(shí)別并切除除DNADNA生長(zhǎng)鏈末端與模板生長(zhǎng)鏈末端與模板DNADNA不配對(duì)的核苷酸，這種不配對(duì)的核苷酸，這種功能稱為校對(duì)功能（功能稱為校對(duì)功能（proofreadingproofreading），這是保證其），這是保證其聚合作用的正確性不可缺少的，因此對(duì)于維持聚合作用的正確性不可缺少的，因此對(duì)于維持DNADNA復(fù)制的真實(shí)性（復(fù)制的真實(shí)

41、性（replicational fidelityreplicational fidelity）至關(guān)重）至關(guān)重要。要。 Proofreading by DNA polymerase(c)DNA(c)DNA聚合酶的聚合酶的5353外切核酸酶活性外切核酸酶活性 這種酶活性是從這種酶活性是從DNADNA鏈的鏈的5 5端向端向3 3末端水解已配對(duì)的核苷酸，末端水解已配對(duì)的核苷酸，本質(zhì)是切斷磷酸二酯鍵，每次能切除本質(zhì)是切斷磷酸二酯鍵，每次能切除1010個(gè)核苷酸。因此，這種個(gè)核苷酸。因此，這種酶活性在酶活性在DNADNA損傷的修復(fù)中可能起重要作用，損傷的修復(fù)中可能起重要作用，對(duì)完成的對(duì)完成的DNADNA片段

42、片段去除去除5 5端的端的RNARNA引物也是必須的引物也是必須的。 在雙鏈在雙鏈DNADNA的單鏈缺口上，的單鏈缺口上，DNA polDNA pol的的5 533聚合活性和聚合活性和5 533外切酶活性同時(shí)發(fā)生，就好像一個(gè)外切酶活性同時(shí)發(fā)生，就好像一個(gè)5 5-P-P端的核苷酸在移動(dòng)，端的核苷酸在移動(dòng)，缺口在移動(dòng)。進(jìn)行中的新鏈聚合置換原來(lái)的鏈，這種反應(yīng)叫做缺口在移動(dòng)。進(jìn)行中的新鏈聚合置換原來(lái)的鏈，這種反應(yīng)叫做缺口平移缺口平移(nick translation) (nick translation) (2) DNA Polymerase III (DNA聚合酶聚合酶 III） DNADNA聚合酶

43、聚合酶IIIIII由由1010個(gè)不同的亞基構(gòu)成。其中個(gè)不同的亞基構(gòu)成。其中、和和亞基構(gòu)成核心酶。亞基構(gòu)成核心酶。亞基具有亞基具有5 533 聚合酶活聚合酶活性，性，亞基具有亞基具有3 355外切活性外切活性，亞基功能尚不清亞基功能尚不清楚，可能僅僅起結(jié)構(gòu)上的作用，使兩個(gè)核心亞基以及楚，可能僅僅起結(jié)構(gòu)上的作用，使兩個(gè)核心亞基以及其他各輔助亞基裝備在一起，因此起其他各輔助亞基裝備在一起，因此起組裝作用組裝作用。DNADNA聚合酶聚合酶IIIIII由兩個(gè)亞單位組成，形成不對(duì)稱的二聚體由兩個(gè)亞單位組成，形成不對(duì)稱的二聚體。 (Note: no beta subunits are shown; with

44、out beta, this form of the complex is called DNA pol III*)組成核組成核心聚合心聚合酶，形酶，形成催化成催化DNA合合成的活成的活動(dòng)中心。動(dòng)中心。性性 質(zhì)質(zhì)聚合酶聚合酶I聚合酶聚合酶II聚合酶聚合酶III35外切外切+5 3外切外切+-新生鏈的合成新生鏈的合成-+生物學(xué)活性生物學(xué)活性10.0515生物學(xué)功能生物學(xué)功能切除引物切除引物修復(fù)修復(fù)DNA修復(fù)修復(fù)DNA復(fù)復(fù) 制制大腸桿菌大腸桿菌DNA聚合酶聚合酶 I、II、 III 的性質(zhì)比較的性質(zhì)比較 5、DNA連接酶（1967年發(fā)現(xiàn)）：若雙鏈DNA中一條鏈有切口，一端是3-OH，另一端是5-磷

45、酸基，連接酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連接。 但是它不能將兩條游離的DNA單鏈連接起來(lái) DNADNA連接酶連接酶在在DNADNA復(fù)制、損傷修復(fù)、重組等過(guò)程復(fù)制、損傷修復(fù)、重組等過(guò)程中起重要作用。中起重要作用。3535OHOHP P 6、復(fù)制忠實(shí)性的保證、復(fù)制忠實(shí)性的保證 1、DNApol的的35外切酶活性外切酶活性 (exonuclease activity) 2、DNApol只能從引物的只能從引物的3 端延伸端延伸DNA （需要需要RNA引物引物） a、堿基配對(duì)協(xié)同性導(dǎo)致最初幾個(gè)堿基錯(cuò)配率高，、堿基配對(duì)協(xié)同性導(dǎo)致最初幾個(gè)堿基錯(cuò)配率高， 且不易校正（原因：且不易校正（原因：從模板復(fù)制

46、最初幾個(gè)核酸時(shí)，堿基從模板復(fù)制最初幾個(gè)核酸時(shí)，堿基堆集力和氫鍵都較弱，易發(fā)生錯(cuò)配堆集力和氫鍵都較弱，易發(fā)生錯(cuò)配 ） b、RNA引物最終被降解而避免錯(cuò)誤引物最終被降解而避免錯(cuò)誤 3、后隨鏈的不連續(xù)合成、后隨鏈的不連續(xù)合成 因其有利于錯(cuò)配堿基的校正。因其有利于錯(cuò)配堿基的校正。二、二、真核生物真核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn)的復(fù)制特點(diǎn)(DNA replication in Eukaryote) 1、 復(fù)制概況復(fù)制概況 a、多個(gè)復(fù)制元（、多個(gè)復(fù)制元（multiple replicon ），雙向復(fù)制），雙向復(fù)制 b、復(fù)制元相對(duì)較小、復(fù)制元相對(duì)較小(13-900kb), 復(fù)制速度較慢復(fù)制速度較慢,大大 約約 50

47、05000bp/min （3000bp/min） c、復(fù)制終止通過(guò)復(fù)制、復(fù)制終止通過(guò)復(fù)制 叉的相遇而終止叉的相遇而終止 multiple replicon 例；果蠅例；果蠅 5000 replicons replicons 平均平均 40Kb40Kb（酵母）（酵母） 哺乳動(dòng)物哺乳動(dòng)物 平均平均100Kb100Kb 2、 真核生物的真核生物的DNA聚合酶聚合酶 、五種五種 位置位置 核內(nèi)核內(nèi) 核內(nèi)核內(nèi) 核內(nèi)核內(nèi) 核內(nèi)核內(nèi) 線粒體線粒體 合成合成 與與引發(fā)引發(fā) 修復(fù)修復(fù) 合成合成 合成合成,修復(fù)修復(fù) 復(fù)制復(fù)制功能功能 酶酶結(jié)合結(jié)合 前導(dǎo)鏈前導(dǎo)鏈 后隨鏈后隨鏈35校校 NO NO Yes Yes Y

48、es正活性正活性 真核生物真核生物DNADNA復(fù)制的引發(fā)酶復(fù)制的引發(fā)酶 DNApol + primaseDNApol + primase形成緊密的復(fù)合物形成緊密的復(fù)合物 6-9 Nt RNA as primer 引發(fā)酶（引發(fā)酶（primase）：）： 50-60kd 作用方式為陣發(fā)性的，每次作用拷貝作用方式為陣發(fā)性的，每次作用拷貝615個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸 SV40體外體外DNA復(fù)制情況分析復(fù)制情況分析 3.真核生物染色體在全部復(fù)制完成之前，各個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)不能開始新一輪復(fù)制。原核生物中復(fù)制起始點(diǎn)上連續(xù)開始新的復(fù)制事件，表現(xiàn)為一個(gè)復(fù)制子內(nèi)套疊有多個(gè)復(fù)制叉。4.真核生物真核生物DNA的復(fù)制起始點(diǎn)被稱為

49、自主復(fù)制序列的復(fù)制起始點(diǎn)被稱為自主復(fù)制序列（ARS），長(zhǎng)約為），長(zhǎng)約為150bp左右，含有幾個(gè)復(fù)制起左右，含有幾個(gè)復(fù)制起始必需的保守區(qū)。并且復(fù)制起始需起點(diǎn)識(shí)別復(fù)合始必需的保守區(qū)。并且復(fù)制起始需起點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物（物（ORC）參與，并需要）參與，并需要ATP。5. 端粒的復(fù)制。線性染色體的末端端粒的復(fù)制。線性染色體的末端DNA稱為端粒，稱為端粒，端粒的功能主要是穩(wěn)定染色體末端結(jié)構(gòu)，防止染端粒的功能主要是穩(wěn)定染色體末端結(jié)構(gòu)，防止染色體之間的末端連接。復(fù)制由一種特殊的酶色體之間的末端連接。復(fù)制由一種特殊的酶端粒酶所催化。端粒酶所催化。a、復(fù)制子的大小（、復(fù)制子的大?。⊿izes of replicon）

50、:Yeast or fly平均平均 40 kbMammals 平均平均 100 kbProkaryotic DNA: 1000 kbb、岡崎片段、岡崎片段(Okazaki fragments):Prokaryotic DNA:1000-2000 ntEukaryotic DNA:100-200 ntc、復(fù)制速度（、復(fù)制速度（Rate of replication）:Eukaryotic DNA:ca. 3,000bp/min (50/sec)Prokaryotic DNA:50,000bp/min (900/sec)原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的比較復(fù)制的比較 1. S

51、emi-conservative replication2. Semi-discontinuous repliction3. DNA helicase, Ssb4. RNA priming5. 校正閱讀（校正閱讀（Proofreading）1. 復(fù)制起點(diǎn)（單、多）2. 復(fù)制子（大小、多少）3. 復(fù)制起始的許可因子的控制 （復(fù)制周期的重疊與否）4. 復(fù)制叉移動(dòng)的速度 (900/50 nt/S)5. 岡崎片段的大小6. 端粒和端粒酶7. DNA聚合酶Polymerases相同點(diǎn)：不同點(diǎn)：三三 DNA復(fù)制的調(diào)控復(fù)制的調(diào)控 1 大腸桿菌染色體大腸桿菌染色體DNA的復(fù)制調(diào)控的復(fù)制調(diào)控染色體的復(fù)制與細(xì)胞分裂同步，復(fù)制的起始不依賴染色體的復(fù)制與細(xì)胞分裂同步，復(fù)制的起始不依賴于細(xì)胞分裂，但復(fù)制的終止則能引發(fā)細(xì)胞分裂