第二章 DNA的復(fù)制

1、目錄目錄第第2章章DNA的復(fù)制、損傷與修復(fù)的復(fù)制、損傷與修復(fù)目錄目錄目錄目錄復(fù)制復(fù)制(replication) 是指遺傳物質(zhì)的傳代，是指遺傳物質(zhì)的傳代，以母鏈以母鏈DNA為模板合成子鏈為模板合成子鏈DNA的過程。的過程。復(fù)制復(fù)制親代親代DNA子代子代DNA目錄目錄n本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： 復(fù)制復(fù)制的的一般特征一般特征 DNA復(fù)制的復(fù)制的酶學(xué)酶學(xué) 復(fù)制的過程復(fù)制的過程 逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式 DNA損傷（突變）與修復(fù)損傷（突變）與修復(fù)DNA復(fù)制復(fù)制DNA Replication第第 一一 節(jié)節(jié)目錄目錄復(fù)制的方式復(fù)制的方式 半保留復(fù)制半保留復(fù)制(semi-conservat

2、ive replication)雙向復(fù)制雙向復(fù)制(bidirectional replication)半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制(semi-discontinuous replication) n復(fù)制的基本規(guī)律復(fù)制的基本規(guī)律 目錄目錄一、半保留復(fù)制是一、半保留復(fù)制是DNA復(fù)制的基本特征復(fù)制的基本特征 DNA生物合成時(shí)，母鏈生物合成時(shí)，母鏈DNA解開為兩解開為兩股單鏈，各自作為模板股單鏈，各自作為模板(template)按堿基配按堿基配對(duì)規(guī)律，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)對(duì)規(guī)律，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的胞的DNA，一股單鏈從親代完整地接受過，一股單鏈從親代完整地接受過來，另一股單鏈則完全從

3、新合成。兩個(gè)子來，另一股單鏈則完全從新合成。兩個(gè)子細(xì)胞的細(xì)胞的DNA都和親代都和親代DNA堿基序列一致。堿基序列一致。這種復(fù)制方式稱為這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制半保留復(fù)制。n半保留復(fù)制半保留復(fù)制的概念的概念: :AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈母鏈DNA復(fù)制過程中形成復(fù)制過程中形成的復(fù)制叉的復(fù)制叉子代子代DNA目錄目錄n子鏈繼承母鏈遺傳信息的幾種可能方

4、式子鏈繼承母鏈遺傳信息的幾種可能方式: : 全保留式全保留式 半保留式半保留式 混合式混合式 目錄目錄n密度梯度實(shí)驗(yàn)密度梯度實(shí)驗(yàn): : 實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持半保留復(fù)制半保留復(fù)制的設(shè)想。的設(shè)想。含重氮含重氮-DNA的細(xì)菌的細(xì)菌培養(yǎng)于普培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液通培養(yǎng)液 第一代第一代繼續(xù)培養(yǎng)于繼續(xù)培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液普通培養(yǎng)液 第二代第二代梯度離心結(jié)果梯度離心結(jié)果目錄目錄目錄目錄按半保留復(fù)制方式，子代按半保留復(fù)制方式，子代DNA與親代與親代DNA A的的堿基序列一致堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性保守性。n半保留復(fù)制的意義半保留復(fù)

5、制的意義: :遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，但但不是絕對(duì)的不是絕對(duì)的。目錄目錄 原核生物復(fù)制時(shí)，原核生物復(fù)制時(shí)，DNA從從起始點(diǎn)起始點(diǎn)(origin)向兩向兩個(gè)方向解鏈，形成兩個(gè)延伸方向相反的復(fù)制個(gè)方向解鏈，形成兩個(gè)延伸方向相反的復(fù)制叉，稱為叉，稱為雙向復(fù)制雙向復(fù)制。 二、二、DNA復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個(gè)方向復(fù)制從起始點(diǎn)向兩個(gè)方向延伸形成雙向復(fù)制延伸形成雙向復(fù)制復(fù)制中的放射自顯影圖像復(fù)制中的放射自顯影圖像A. 環(huán)狀雙鏈環(huán)狀雙鏈DNA及復(fù)制起始點(diǎn)及復(fù)制起始點(diǎn)B. 復(fù)制中的兩個(gè)復(fù)制叉復(fù)制中的兩個(gè)復(fù)制叉C. 復(fù)制接近終止點(diǎn)復(fù)制接近終止點(diǎn)(terminatio

6、n, ter)oriterA B C目錄目錄目錄目錄 真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子的復(fù)制。習(xí)慣上把兩個(gè)相鄰起始點(diǎn)之間制子的復(fù)制。習(xí)慣上把兩個(gè)相鄰起始點(diǎn)之間的距離定為一個(gè)的距離定為一個(gè)復(fù)制子復(fù)制子(replicon) 。復(fù)制子是。復(fù)制子是獨(dú)立完成復(fù)制的功能單位。獨(dú)立完成復(fù)制的功能單位。 53oriorioriori5353oriorioriori535533553復(fù)制復(fù)制3目錄目錄三、三、DNA一股子鏈復(fù)制的方向與解鏈一股子鏈復(fù)制的方向與解鏈方向相反導(dǎo)致半不連續(xù)復(fù)制方向相反導(dǎo)致半不連續(xù)復(fù)制3 5 3 5 解鏈方向解鏈方向3 5 3 3 5 領(lǐng)頭

7、鏈領(lǐng)頭鏈(leading strand)隨從鏈隨從鏈(lagging strand)三、三、DNA一股子鏈復(fù)制的方向與解鏈一股子鏈復(fù)制的方向與解鏈方向相反導(dǎo)致半不連續(xù)復(fù)制方向相反導(dǎo)致半不連續(xù)復(fù)制目錄目錄 順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的，順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的，這股鏈稱為這股鏈稱為領(lǐng)頭鏈領(lǐng)頭鏈(leading strand) 。 另一股鏈因?yàn)閺?fù)制的方向與解鏈方向相反，不另一股鏈因?yàn)閺?fù)制的方向與解鏈方向相反，不能順著解鏈方向連續(xù)延長(zhǎng)，這股不連續(xù)復(fù)制的能順著解鏈方向連續(xù)延長(zhǎng)，這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為鏈稱為隨從鏈隨從鏈(lagging strand) 。復(fù)制中的不連。復(fù)制中的

8、不連續(xù)片段稱為續(xù)片段稱為岡崎片段岡崎片段(okazaki fragment)。 領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的半不連續(xù)性。制的半不連續(xù)性。 目錄目錄目錄目錄DNA復(fù)制的復(fù)制的酶學(xué)酶學(xué)第第 二二 節(jié)節(jié)The Enzymology DNA Replication目錄目錄n參與參與DNA復(fù)制的物質(zhì)復(fù)制的物質(zhì): 底物底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP； 聚合酶聚合酶(polymerase): 依賴依賴DNA的的DNA聚合酶，聚合酶，簡(jiǎn)寫為簡(jiǎn)寫為 DNA-pol； 模板模板(template): 解開成單鏈的解

9、開成單鏈的DNA母鏈；母鏈； 引物引物(primer): 提供提供3 -OH末端使末端使dNTP可以依次可以依次聚合；聚合； 其他的酶和蛋白質(zhì)因子。其他的酶和蛋白質(zhì)因子。目錄目錄一、核苷酸和核苷酸之間生成磷酸二酯鍵一、核苷酸和核苷酸之間生成磷酸二酯鍵是復(fù)制的基本化學(xué)反應(yīng)是復(fù)制的基本化學(xué)反應(yīng)(dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 + PPi目錄目錄目錄目錄n聚合反應(yīng)的特點(diǎn)聚合反應(yīng)的特點(diǎn): : DNA 新鏈生成需新鏈生成需引物引物和和模板模板； 新鏈的延長(zhǎng)只可沿新鏈的延長(zhǎng)只可沿5 3 方向進(jìn)行。方向進(jìn)行。目錄目錄二、二、DNA聚合酶催化核苷酸之間聚合聚合酶催化核苷酸之間聚合 全稱：全稱：

10、依賴依賴DNA的的DNA聚合酶聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 簡(jiǎn)稱：簡(jiǎn)稱：DNA-pol 活性：活性：1. 53 的聚合活性的聚合活性2. 核酸外切酶活性核酸外切酶活性5 A G C T T C A G G A T A 3 | | | | | | | | | | |3 T C G A A G T C C T A G C G A C 5 3 5 外切酶活性外切酶活性: 5 3 外切酶活性外切酶活性:?能切除突變的能切除突變的 DNA片段。片段。能辨認(rèn)錯(cuò)配的堿基對(duì)，并將其水解。能辨認(rèn)錯(cuò)配的堿基對(duì)，并將其水解。n核酸外切酶活性核酸外切酶活性: : 目錄目錄（一）

11、原核生物的（一）原核生物的DNA聚合酶分為三型聚合酶分為三型 DNA-pol DNA-pol DNA-pol 目錄目錄原核生物的原核生物的DNADNA聚合酶聚合酶可能可能不可能不可能可能可能基因突變后的致死性基因突變后的致死性無無無無有有5 3 核酸外切酶活性核酸外切酶活性20？400分子數(shù)分子數(shù)/細(xì)胞細(xì)胞多亞基不對(duì)稱多亞基不對(duì)稱二聚體二聚體？單肽鏈單肽鏈組成組成250120109分子量分子量(kD)DNA-pol IIIDNA-pol IIDNA-pol I可能可能不可能不可能可能可能基因突變后的致死性基因突變后的致死性無無無無有有5 3 核酸外切酶活性核酸外切酶活性20？400分子數(shù)分子數(shù)

12、/細(xì)胞細(xì)胞多亞基不對(duì)稱多亞基不對(duì)稱二聚體二聚體？單肽鏈單肽鏈組成組成250120109分子量分子量(kD)DNA-pol IIIDNA-pol IIDNA-pol I目錄目錄n功能：功能： DNA-pol (109kD）對(duì)復(fù)制中的錯(cuò)誤進(jìn)行校讀，對(duì)復(fù)制和修復(fù)對(duì)復(fù)制中的錯(cuò)誤進(jìn)行校讀，對(duì)復(fù)制和修復(fù)中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。目錄目錄目錄目錄323個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸小片段小片段5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性大片段大片段/Klenow 片段片段 604個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸DNA聚合酶活性聚合酶活性 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性N 端端C 端端木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶DNA-pol Kleno

13、w片段是實(shí)驗(yàn)室合成片段是實(shí)驗(yàn)室合成DNA，進(jìn)行，進(jìn)行分子生物學(xué)研究中常用的工具酶。分子生物學(xué)研究中常用的工具酶。 目錄目錄目錄目錄 DNA-pol （120kD） DNA-pol II基因發(fā)生突變，細(xì)菌依然能存活。基因發(fā)生突變，細(xì)菌依然能存活。 DNA-pol 對(duì)模板的特異性不高，即使在已發(fā)生對(duì)模板的特異性不高，即使在已發(fā)生損傷的損傷的DNA模板上，它也能催化核苷酸聚合。因模板上，它也能催化核苷酸聚合。因此認(rèn)為，它參與此認(rèn)為，它參與DNA損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。目錄目錄n功能：功能： DNA-pol (250kD)是原核生物復(fù)制延長(zhǎng)中真正起催化作用的酶。是原核生物復(fù)制延長(zhǎng)中真正

14、起催化作用的酶。目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄（二）常見的真核細(xì)胞（二）常見的真核細(xì)胞DNA聚合酶有五種聚合酶有五種DNA-pol 起始引發(fā)，有引物酶活性。起始引發(fā)，有引物酶活性。延長(zhǎng)子鏈的主要酶，有解螺旋酶活性。延長(zhǎng)子鏈的主要酶，有解螺旋酶活性。參與低保真度的復(fù)制參與低保真度的復(fù)制 。在復(fù)制過程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺在復(fù)制過程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口的作用?？诘淖饔?。在線粒體在線粒體DNA復(fù)制中起催化作用。復(fù)制中起催化作用。DNA-pol DNA-pol DNA-pol DNA-pol 目錄目錄真核生物的真核生物的DNA聚合酶聚合酶填填補(bǔ)補(bǔ)引引物物空空隙隙，切切除除修修復(fù)復(fù)，重重組組延延長(zhǎng)

15、長(zhǎng)子子鏈鏈的的主主要要酶酶，解解螺螺旋旋酶酶活活性性線線粒粒體體DNA復(fù)復(fù)制制低低保保真真度度的的復(fù)復(fù)制制起起始始引引發(fā)發(fā)，引引物物酶酶活活性性功功能能+-3 5 核核酸酸外外切切酶酶活活性性高高高高高高？中中5 3 聚聚合合活活性性25.512.514.04.016.5分分子子量量（kD）DNA-pol填填補(bǔ)補(bǔ)引引物物空空隙隙，切切除除修修復(fù)復(fù)，重重組組延延長(zhǎng)長(zhǎng)子子鏈鏈的的主主要要酶酶，解解螺螺旋旋酶酶活活性性線線粒粒體體DNA復(fù)復(fù)制制低低保保真真度度的的復(fù)復(fù)制制起起始始引引發(fā)發(fā)，引引物物酶酶活活性性功功能能+-3 5 核核酸酸外外切切酶酶活活性性高高高高高高？中中5 3 聚聚合合活活性性2

16、5.512.514.04.016.5分分子子量量（kD）DNA-pol目錄目錄三、核酸外切酶的校讀活性和堿基選擇三、核酸外切酶的校讀活性和堿基選擇功能是復(fù)制保真性的酶學(xué)依據(jù)功能是復(fù)制保真性的酶學(xué)依據(jù) 復(fù)制按照堿基配對(duì)規(guī)律進(jìn)行，是遺傳信息能復(fù)制按照堿基配對(duì)規(guī)律進(jìn)行，是遺傳信息能準(zhǔn)確傳代的基本原理。準(zhǔn)確傳代的基本原理。 此外還需酶學(xué)的機(jī)制來保證復(fù)制的保真性。此外還需酶學(xué)的機(jī)制來保證復(fù)制的保真性。目錄目錄（一）核酸外切酶活性在復(fù)制中辨認(rèn)切除錯(cuò)配（一）核酸外切酶活性在復(fù)制中辨認(rèn)切除錯(cuò)配堿基并加以校正堿基并加以校正目錄目錄A：DNA-pol的外切酶活性切除錯(cuò)配堿基；并用其聚合活的外切酶活性切除錯(cuò)配堿基；

17、并用其聚合活性摻入正確配對(duì)的底物。性摻入正確配對(duì)的底物。B：堿基配對(duì)正確，：堿基配對(duì)正確， DNA-pol不表現(xiàn)活性。不表現(xiàn)活性。DNA pol 的校讀功能的校讀功能目錄目錄（二）復(fù)制的保真性依賴正確的堿基選擇（二）復(fù)制的保真性依賴正確的堿基選擇 DNA聚合酶靠其大分子結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)非共價(jià)（氫鍵）聚合酶靠其大分子結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)非共價(jià)（氫鍵）與共價(jià)（磷酸二酯鍵）鍵的有序形成。與共價(jià)（磷酸二酯鍵）鍵的有序形成。目錄目錄目錄目錄遵守嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律；遵守嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律；聚合酶在復(fù)制延長(zhǎng)時(shí)對(duì)堿基的選擇功能；聚合酶在復(fù)制延長(zhǎng)時(shí)對(duì)堿基的選擇功能；復(fù)制出錯(cuò)時(shí)復(fù)制出錯(cuò)時(shí)DNA-pol的及時(shí)校讀功能。的及時(shí)校讀功能。

18、nDNA復(fù)制的保真性至少要依賴三種機(jī)制：復(fù)制的保真性至少要依賴三種機(jī)制：目錄目錄四、復(fù)制中的分子解鏈伴有四、復(fù)制中的分子解鏈伴有DNA 分子拓?fù)鋵W(xué)變化分子拓?fù)鋵W(xué)變化DNA分子的堿基埋在雙螺旋內(nèi)部，只有把分子的堿基埋在雙螺旋內(nèi)部，只有把DNA解成單鏈，它才能起模板作用。解成單鏈，它才能起模板作用。目錄目錄（一）多種酶參與（一）多種酶參與DNA解鏈和穩(wěn)定單鏈狀態(tài)解鏈和穩(wěn)定單鏈狀態(tài)理順理順DNA鏈鏈拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶 (gyrA, B)穩(wěn)定已解開的單鏈穩(wěn)定已解開的單鏈單鏈單鏈DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白SSB催化催化RNA引物生成引物生成引物酶引物酶DnaG (dnaG)運(yùn)送和協(xié)同運(yùn)送和協(xié)同DnaBDn

19、aC (dnaC)解開解開DNA雙鏈雙鏈解螺旋酶解螺旋酶DnaB (dnaB)辨認(rèn)起始點(diǎn)辨認(rèn)起始點(diǎn)DnaA (dnaA)蛋白質(zhì)（基因）蛋白質(zhì)（基因）通用名通用名功能功能原核生物復(fù)制起始的相關(guān)蛋白質(zhì)原核生物復(fù)制起始的相關(guān)蛋白質(zhì)目錄目錄目錄目錄目錄目錄解螺旋酶解螺旋酶(helicase)利用利用ATP供能，作用于供能，作用于氫鍵，使氫鍵，使DNA雙鏈解開成為兩條單鏈。雙鏈解開成為兩條單鏈。引物酶引物酶(primase) 復(fù)制起始時(shí)催化生成復(fù)制起始時(shí)催化生成RNA引物的酶。引物的酶。單鏈單鏈DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白(single stranded DNA binding protein, SSB) 在

20、復(fù)制中維持模板處于單鏈狀在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護(hù)單鏈的完整態(tài)并保護(hù)單鏈的完整。 目錄目錄108局部解鏈后局部解鏈后（二）（二）DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶改變拓?fù)洚悩?gòu)酶改變DNA超螺旋狀態(tài)、超螺旋狀態(tài)、理順理順DNA鏈鏈n復(fù)制過程正超螺旋的形成：復(fù)制過程正超螺旋的形成：目錄目錄解鏈過程中正超螺旋的形成解鏈過程中正超螺旋的形成目錄目錄 既能水解既能水解 、又能連接磷酸二酯鍵。、又能連接磷酸二酯鍵。 拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶n拓?fù)洚悩?gòu)酶分類：拓?fù)洚悩?gòu)酶分類：n拓?fù)洚悩?gòu)酶作用特點(diǎn)：拓?fù)洚悩?gòu)酶作用特點(diǎn)：目錄目錄拓?fù)洚愅負(fù)洚悩?gòu)酶構(gòu)酶切斷切斷DNA雙鏈中雙鏈中一股一股鏈，使鏈，使DNA解鏈旋

21、轉(zhuǎn)不致打結(jié)；適當(dāng)時(shí)候封解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié)；適當(dāng)時(shí)候封閉切口，閉切口，DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)變?yōu)樗沙跔顟B(tài)。反應(yīng)反應(yīng)不需不需ATP。拓?fù)洚愅負(fù)洚悩?gòu)酶構(gòu)酶切斷切斷DNA分子分子兩股兩股鏈，斷端通過鏈，斷端通過切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。利用利用ATP供能，連接斷端，供能，連接斷端， DNA分子進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)。分子進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)。n作用機(jī)制：作用機(jī)制：目錄目錄五、五、DNA連接酶連接連接酶連接DNA雙鏈中的雙鏈中的單鏈缺口單鏈缺口連接連接DNA鏈鏈3 -OH末端和相鄰末端和相鄰DNA鏈鏈5 -P末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的鄰的DNA

22、鏈連接成一條完整的鏈。鏈連接成一條完整的鏈。n DNA連接酶連接酶(DNA ligase)作用方式：作用方式：POO-O-OHO5POO-O-O335DNA連接酶連接酶ATPADP5353nDNA連接酶的作用：連接酶的作用：目錄目錄 DNA連接酶在復(fù)制中起最后接合缺口的連接酶在復(fù)制中起最后接合缺口的作用。作用。 在在DNA修復(fù)、重組及剪接中也起縫合缺修復(fù)、重組及剪接中也起縫合缺口作用?？谧饔谩?也是基因工程的重要工具酶之一。也是基因工程的重要工具酶之一。n功能：功能：目錄目錄DNA生物合成過程生物合成過程The Process of DNA Replication第第 三三 節(jié)節(jié)目錄目錄（一）

23、復(fù)制起始：（一）復(fù)制起始：DNA解鏈形成引發(fā)體解鏈形成引發(fā)體需要解決兩個(gè)問題：需要解決兩個(gè)問題：1. DNA解開成單鏈，提供模板。解開成單鏈，提供模板。2. 形成引發(fā)體，合成引物，提供形成引發(fā)體，合成引物，提供3 -OH末端。末端。一、原核生物的一、原核生物的DNA生物合成生物合成目錄目錄E.coli復(fù)制起始點(diǎn)復(fù)制起始點(diǎn) oriC GATTNTTTATTT GATCTNTTNTATT GATCTCTTATTAG 1 13 17 29 32 44 1 13 17 29 32 44 TGTGGATTA-TTATACACA-TTTGGATAA-TTATCCACA58 66 166 174 201 2

24、09 237 24558 66 166 174 201 209 237 245 串聯(lián)重復(fù)序列串聯(lián)重復(fù)序列 反向重復(fù)序列反向重復(fù)序列5 3 5 3 1. DNA解鏈解鏈目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄 Dna A Dna B、 Dna CDNA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶引物引物酶酶SSB3 5 3 5 2. 引發(fā)體和引物引發(fā)體和引物含有解螺旋酶、含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶蛋白、引物酶(DnaG)和和DNA復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。目錄目錄3 5 3 5 引物是由引物酶催化合成的短鏈引物是由引物酶催化合成的短鏈RNA分子。分子。引物引物3 HO5

25、引物引物酶酶目錄目錄（二）復(fù)制的延長(zhǎng)過程：領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制，（二）復(fù)制的延長(zhǎng)過程：領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制，隨從鏈不連續(xù)復(fù)制隨從鏈不連續(xù)復(fù)制復(fù)制的延長(zhǎng)指在復(fù)制的延長(zhǎng)指在DNA-pol催化下，催化下，dNTP以以dNMP的方式逐個(gè)加入引物或延長(zhǎng)中的子鏈上，的方式逐個(gè)加入引物或延長(zhǎng)中的子鏈上，其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵的不斷生成。其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵的不斷生成。 5 5 3 35 5dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH 33 3DNA-pol目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄目錄 原核生物基因是環(huán)狀原核生物基因是環(huán)狀DNA，雙向復(fù)制的復(fù)制片段，雙向復(fù)制的復(fù)制片段在復(fù)制的終止點(diǎn)在復(fù)制的終

26、止點(diǎn)(ter)處匯合處匯合。與。與Tus蛋白結(jié)合，蛋白結(jié)合，形成形成Tus-Ter復(fù)合物，阻止復(fù)制叉前進(jìn)。復(fù)合物，阻止復(fù)制叉前進(jìn)。oriter E.coli8232 ori terSV40500（三）復(fù)制的終止過程：切除引物、填補(bǔ)（三）復(fù)制的終止過程：切除引物、填補(bǔ)空缺、連接切口空缺、連接切口目錄目錄5 5 5 RNA酶酶OHP5 DNA-pol dNTP5 5 PATP ADP+Pi5 5 DNA連接酶連接酶n 隨從鏈上不連續(xù)性片段的連接：隨從鏈上不連續(xù)性片段的連接：目錄目錄目錄目錄真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子復(fù)制。子復(fù)制。復(fù)制有時(shí)序性，

27、即復(fù)制子以分組方式復(fù)制有時(shí)序性，即復(fù)制子以分組方式激活而不是同步起動(dòng)。激活而不是同步起動(dòng)。 復(fù)制的起始需要復(fù)制的起始需要DNA-pol （引物酶活性）和（引物酶活性）和pol （解螺旋酶活性）參與。還需拓?fù)涿负蛷?fù)（解螺旋酶活性）參與。還需拓?fù)涿负蛷?fù)制因子制因子(replication factor, RF)。 （一）真核生物復(fù)制的起始與原核基本相似（一）真核生物復(fù)制的起始與原核基本相似目錄目錄染色體染色體DNA呈線狀，復(fù)制在末端停止。呈線狀，復(fù)制在末端停止。復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連接。復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連接。染色體兩端染色體兩端DNA子鏈上最后復(fù)制的子鏈上最后復(fù)制的RNA引物，引物，去除后留下空隙。去除后留下空隙。（二）（二）端粒酶參與解決染色體末端復(fù)制問題