DNA的生物合成课件.pptxVIP

DNA的生物合成 (复制) DNA Biosynthesis，Replication ; DNA分子中能编码蛋白质或RNA的功能片段称为基因（gene）;蛋白质;复制(replication) 是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。;复制过程动画;复制的基本规律 ;复制的基本规律 Basic Rules of DNA Replication ;半保留复制(semi-conservative replication) 高保真性(high fidelity) 双向复制(bidirectional replication) 半不连续复制(semi-discontinuous replication) ;一、半保留复制的实验依据和意义;;复制几种可能方式;;实验结果说明;遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的。;原核生物复制时，DNA从起始点(origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。 ;;真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子的复制。 习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子(replicon) 。 复制子是独立完成复制的功能单位。 高等生物有数以万计的复制子，长度差异很大。 ;真核生物的多复制子复制;复制起始点、复制子与复制叉;;DNA的半不连续复制;制的方向与解链方向相同，复制是连续进行的，这条子链称为领头链。 另一股链因为复制的方向与解链方向相反，这条不连续复制的链称为随从链。 随从链中的不连续片段称为岡崎片段(okazaki fragment)。 领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。 ; DNA复制的酶学 The Enzymology of DNA Replication;参与DNA复制的物质 ;一、复制的化学反应;5′端;二、DNA聚合酶;核酸外切酶活性;功能： 是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。 校读作用;DNA聚合酶半闭合右手结构有3个结构域;２个核心酶 1个?-复合物（?、?、??、?、?、? 6种亚基） 可滑动的DNA夹子（含1对?-亚基）;DNA-pol Ⅱ（120kD）;功能：在复制和修复中填补空隙 对复制中的错误进行校读 切除引物或损伤的DNA片段 ;323个氨基酸; 原核生物中的三种DNA聚合酶?;（二）真核生物的DNA聚合酶;为了保证遗传的稳定，DNA的复制必须具有高保真性。DNA复制时的保真性主要与下列因素有关： 1．遵守严格的碱基配对规律； 2．DNA聚合酶在复制时对??基的正确选择； 3．对复制过程中出现的错误及时进行校正。 ;DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读;复制的保真性和碱基选择;四、复制中的分子解链及DNA 分子拓扑学变化 ;;E. Coli 基因图;1、解螺旋酶(helicase);2、单链DNA结合蛋白 (single stranded DNA binding protein, SSB) ;本质上是一种依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP），该酶以DNA为模板，聚合一段短链RNA作为引物(primer)，以提供自由的3’-OH，使子代DNA链能够开始聚合。（DnaG） 因为DDDP不能催化2个游离的dNTP生成磷酸二酯键;（二）DNA拓扑异构酶(DNA topoisomerase) ;;解链过程中正超螺旋的形成;拓扑异构酶作用特点 既能水解 、又能连接磷酸二酯键;拓扑异构酶Ⅰ;;;五、DNA连接酶;;DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。 在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。 也是基因工程的重要工具酶之一。;复制过程简图;DNA生物合成过程 The Process of DNA Replication;（一）复制的起始;E.coli复制起始点 oriC;解链过程;;;;（二）复制的延长;dATP;5?-ATCATG-3?;复 制 过 程 动 画;领头链的合成;;;DDDPⅢ同时合成两条子链;原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。;;冈崎片断的连接; 冈崎片段的连接;复制过程简图;哺乳动物的细胞周期;? 真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动。 ? 复制的起始需要DNA-polα（引物酶活性）和polδ（解螺旋酶活性）参与。还需拓扑酶和复制因子(replication factor, RF)。 ? 增殖细胞核抗原(proliferation cell nuclear an