学习必备
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《分子生物学》教?/p>
E DNA
复制
教学目的和要?/p>
1
理解
DNA
复制的半保留机制和半不连续复?/p>
2
掌握细菌
DNA
复制过程及有重要作用的酶和蛋白质
3
了解细胞周期
4
了解真核生物
DNA
复制的特?/p>
E1 DNA
复制概述
半保留机?/p>
DNA
两条亲代链分别作为模板催化新生子链的合成,新?/p>
DNA
的一条链?/p>
原来的旧链,
另一条是新合成的?/p>
为半保留复制?/p>
Meselson
?/p>
Stahl (1958
?/p>
)
用实验证明了
该机制(见教?/p>
P71
?/p>
。亲代链分开及新?/p>
DNA
开始复制处称为复制叉?/p>
DNA
合成的底?/p>
是脱氧核苷三磷酸
?/p>
dNTP
?/p>
:dATP
dGTP
?/p>
dCTP
?/p>
dTTP
?/p>
合成的能量来?/p>
dNTP
的水解?/p>
复制子、复制起始与终点
以单一单位复制的任一?/p>
DNA
都称为复制子。每个复制子都有
固定的起始点,原核生物许多病毒的
DNA
呈环形,为单一复制子,通常两个复制叉从一?/p>
起始点向两个方向复制?/p>
复制的起始和细胞生长周期调节都在起始点处调节?/p>
真核生物的线
性染色体由多复制子构成,每个复制子都有自己的起始点,起始点在最初解链处富含
AT
?/p>
列,它比富含
GC
的起始点更易解链?/p>
半不连续复制
由于
DNA
新链合成只允许以
5/
?/p>
3/
方向
进行,而两条亲本链反向平行?/p>
因而一条新链从起始点按
5/
?/p>
3/
方向连续合成(前导链?/p>
,另一条新链(后随链)从复?/p>
叉开始按
5/
?/p>
3/
方向先合成一些短?/p>
DNA
片段(冈崎片段)
,再由连接酶连成一条连?/p>
?/p>
DNA
。即前导链连续合成为长链,后随链则是间断合成的,这种合成方式为半不连续复
制?/p>
RNA
引导
在每一片段?/p>
5/
端先合成一小段
RNA
(引物)
,引?/p>
DNA
合成?/p>
E2
细菌?/p>
DNA
复制
起始
E.coli
的起始点位于遗传基因?/p>
oriC
?/p>
大肠杆菌编码的蛋?/p>
DnaA
首先识别和结
合于
oriC
?/p>
9bp
重复序列形成复合物,
?/p>
45bp
成为单链?/p>
DnaB
进入?/p>
它是
DNA
解旋酶,
利用
ATP
水解产生的能量解开双链
DNA
?/p>
形成的单链泡被单链结合蛋?/p>
Ssb
所覆盖?/p>
DNA
引发酶结合到
DNA
上并合成引物
RNA
?/p>
解旋
DNA
解旋酶沿模板链前进,打开双螺旋使复制顺利进行,在闭环
DNA
中复制叉
处解旋所形成的正超螺旋可通过Ⅱ型拓扑异构酶即
DNA
旋转酶的作用而释放?/p>
延伸
DNA
聚合酶Ⅲ的全酶二聚体引发体和
DNA
解旋酶结合成复合体(复制体)
,以?/p>
?/p>
900bp
的速率合成
DNA
。引发体含有
DnaB
解旋酶和
DNA
引物酶,在后续链上间断合
?/p>
RNA
引物?/p>
DNA
聚合酶Ⅲ催化合成
DNA
,该酶含有聚合酶
α
亚基和一?/p>
3/
?/p>
5/
外切
核酸?/p>
ε
亚基?/p>
DNA
聚合酶Ⅰ负责切除引物并填补缺口,
该酶具有
5/
?/p>
3/
聚合酶?/p>
5/
?/p>
3/
外切核酸酶及
3/
?/p>
5/
校正外切核酸酶活性?/p>
DNA
连接酶填补片段间的缺口?/p>
终止与分?/p>
两个复制叉在
oriC
?/p>
1800
的对面相遇?/p>
该区域有终止子位点,
它们?/p>
DnaB
抑制剂(
tus
基因的产物)结合,阻止复制叉移动。复制结束后两个相扣的子?/p>
DNA
由拓
扑异构酶Ⅳ(一种Ⅱ型拓扑异构酶)解联,分配到两个子细胞?/p>
E3
细胞周期
细胞周期
细胞分裂为两个子细胞的全部过程为细胞周期,它包括
DNA
的复制和细胞?/p>
裂。细胞周期分
4
个时期:
G1
期—细胞为复制作准备;
S
期?/p>
DNA
复制?/p>
G2
期?/p>
S
期后?