生物化学-第十二章　DNA复制

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1、第十章DNA的复制和修复第一节　半保留复制第二节　参与DNA复制的酶与蛋白质第三节　复制过程第四节DNA损伤及修复一、概念以亲代DNA双链为模板以碱基互补方式合成子代DNA，这样新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式叫半保留复制。几个相关概念：1.复制起始点(origin,ori)原核生物只有一个复制起始点；真核生物染色体DNA有多个复制起始点，同时形成多个复制单位，两个起始点之间的DNA片段称为复制子(replicon)。复制子2.复制叉(replicationfork)复制时双链打开，分开成两股，新链沿着张开的模板生成，复制

2、中形成的这种Y字形的结构称为复制叉。二、实验依据三、DNA复制的起点和方向环状DNA复制时所形成的Q结构起始点复制叉的推进复制叉起始点起始点起始点复制叉复制叉未复制DNA单向复制双向复制复制中的大肠杆菌染色体放射自显影图(Caims实验)ABC环状DNA的复制ABC四、复制特点半不连续复制半保留复制DNA的半不连续复制复制过程复制叉的移动方向解旋酶DNA聚合酶III解链酶RNA引物引发体DNA聚合酶ISSB3´3´5´前导链随后链3´5´复制的起始DNA链的延长DNA链终止5´RNA引物3´3´复制特点第二节　参与DNA复制的

3、酶与蛋白质★复制相关蛋白的基因：dnaA、dnaB、dnaC……dnaX相应的表达产物蛋白质：DnaA、DnaB、DnaC……DnaXDnaA：辨认复制起始位点DnaB：解螺旋酶DnaC：辅助解螺旋酶使其在起始点上结合并打开双链。一、DNA聚合酶★（一）催化的反应特点★以四种dNTP为原料需要模板需要引物催化反应方向为5’-3’产物性质与模板链相同（二）大肠杆菌三种DNA聚合酶比较DNA聚合酶Ⅱ分子量每个细胞的分子统计数5´-3´聚合酶作用3´-5´核酸外切酶作用5´-3´核酸外切酶作用转化率DNA聚合酶Ⅰ109，000400+++1120，000100++-0.054

4、00，00010-20++-50比较项目DNA聚合酶切除引物修复修复复制功能1999年发现聚合酶和，它们涉及DNA的错误倾向修复（erroounerepair）DNA聚合酶I（1）53聚合酶功能（但持续合成DNA的能力差）；（2）35’外切酶活性（在正常聚合条件下，此活性不能作用于生长链，只作用于生长中不配对的单链，校对功能。）；（3）还具有53’外切酶活性（双链有效）；53聚合酶功能(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi聚合反应机理：DNA聚合酶的3´-5´外切酶水解位点3´5´3´-5´核酸外切酶水解位点DNA聚合酶3´-5´

5、外切酶活力切除引物、切除突变的片段DNA聚合酶5´-3´外切酶活力5´-3´核酸外切酶水解位点单链缺口5´切除错配的核苷酸DNA-polI:曾被称为复制酶(replicase)含量最多可被水解成两个片段小片段(N端)：具有5´→3´外切酶活性；大片段(C端)：具有聚合活性和3´→5´外切酶活性，也称为Klenow片段，是常用的工具酶。DNA-polIII:由10种亚基组成的不对称聚合体催化效率最高大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ全酶的结构和功能延长因子DNA聚合酶Ⅲ两个亚基夹住DNADNA聚合酶Ⅲ异二聚体核心酶校对引物的结合和识别促使核心酶二聚化亚基相对分子量

6、亚基数目基因亚基功能αεθτγδδ’χΨβ1320002700010000710005200035000330001500012000370002222211114dnaEdnaQholEdnaXdadX＊holAholBholCholDdnaN聚合作用3’→5’外切酶的校对功能组建核心酶使核心酶二聚化依赖DNA的ATP酶，形成γ复合物与β亚基结合，形成γ复合物形成γ复合物形成γ复合物形成γ复合物两个β亚基形成滑动夹子，以提高酶的持续合成能力DNA聚合酶Ⅲ全酶的亚基组成ArthurKornberg1918StanfordUniversityStanford,CA,US

7、ATheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1959"fortheirdiscoveryofthemechanismsinthebiologicalsynthesisofribonucleicacidanddeoxyribonucleicacid"二、解旋酶（解超螺旋，也叫拓扑异构酶、DnaB蛋白）拓扑异构酶：催化DNA的拓扑连环数发生变化的酶，在DNA重组修复和其它转变方面起重要作用。拓扑异构酶І：使DNA一条链发生断裂和再连接。作用是松解负超螺旋，反应不需要能量。主要集中在活性转录区，同转录有关。拓扑异构酶