《生物化学》教学课件：DNA复制.pdf

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1、DNA的生物合成DNABiosynthesis(Replication)本章主要内容：复制的基本规律DNA复制的酶学和拓扑学变化复制的过程逆转录和其他复制方式DNA损伤（突变）与修复2基因和蛋白质的命名细菌的基因通常用反应其功能的3个斜体小写字母表示。如：dna,uvr,rec细菌的蛋白质命名通常保留了其基因的名称。对蛋白质命名不用斜体，且第一个字母大写。如：DnaA,RecA没有一个简单的命名规则适用于整个真核系统，但还是有类似的命名规则存在。3第一节复制的基本规律BasicRulesofDNAReplic

2、ation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。复制亲代DNA子代DNA5子链继承母链遗传信息的几种可能方式:全保留式半保留式混合式6密度梯度实验:梯度离心结果含重氮-DNA的细菌培养于普通培养液第一代继续培养于普通培养液第二代7——实验结果支持半保留复制的设想。一、半保留复制是DNA复制的基本特征半保留复制的概念:DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代

3、完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。8ATATATGCGCGCGCGCGCTATATAATATATCGCGCGTATATAGCGC+GCCGCGCGCGCGCGCGCGATATATATCGCGCGCGTATATATAGCGCGCGCGCGCGCGC母链DNA复制过程中形成的复制叉子代DNA9半保留复制的意义:按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。遗传的保守性，是物种稳

4、定性的分子基础，但不是绝对的。10二、DNA复制从起始点向两个方向延伸形成双向复制原核生物复制时，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。复制中的放射自显影图像11oriterABCA.环状双链DNA及复制起始点B.复制中的两个复制叉C.复制接近终止点(termination,ter)12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。oriorioriori5’3’

5、3’5’13oriorioriori5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’5’复制14三、DNA一股子链复制的方向与解链方向相反导致半不连续复制3领头链(leadingstrand)5解链方向3随从链(laggingstrand)155顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链(leadingstrand)。另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链(laggingstrand)。复制中的不连续片段称为岡崎片段(okazakifrag

6、ment)。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。16复制的基本规律复制的方式——半保留复制(semi-conservativereplication)双向复制(bidirectionalreplication)半不连续复制(semi-discontinuousreplication)固定的复制起点（origin）高保真性（highfidelity）17第二节DNA复制的酶学和拓扑学变化TheEnzymologyandTopologyofDNAReplication一、核苷酸和核苷酸之间生成磷酸

7、二酯键是复制的基本化学反应(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi19聚合反应的特点:DNA新链生成需引物和模板；新链的延长只可沿5→3方向进行。20E.coliDNA复制过程所需的酶和蛋白质酶和蛋白质作用解链酶解开双螺旋单链结合蛋白稳定已解开的单链拓扑异构酶I/II松开超螺旋引物酶合成RNA引物DNA聚合酶IIIDNA链的延伸DNA聚合酶I弥补DNA空隙、水解引物及校队连接酶连接DNA片段21二、DNA聚合酶催化核苷酸之间聚合全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApoly

8、merase,DDDP)简称：DNA-pol底物：dNTP活性：1.53的聚合活性2.核酸外切酶活性22核酸外切酶活性:5´AGCTTCAGGATA3´

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19、?3´TCGAAGTCCTAGCGAC5´35外切酶活性:能辨认错配的碱基对，并将其水解。53外切酶活性:能切除突变的DNA片段。23（一）原核生