最新03-dna复制、修复与重组幻灯片课件PPT.ppt

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1、03-dna复制、修复与重组幻灯片遗传物质的分子机制分子生物学的核心Watson&Crick:一种遗传物质，必须能行使两种功能，即自我复制和对细胞的高度特异性的影响遗传物质的基本属性：基因的自我复制控制性状的表达2004年秋分子生物学（HUST）DNA的生物学功能储存遗传信息复制遗传信息表达遗传信息产生可遗传的变异2004年秋分子生物学（HUST）1.复制起点与方向（replicationorigin&direction）2004年秋分子生物学（HUST）richAT&palindromeEnzymesbindingsite300bp±inrepli

2、cationoriginofProkaryoteATrich复制起点的特征2004年秋分子生物学（HUST）“呼吸现象”DNA复制原点处氢键迅速断裂与再生，导致两条DNA链不断解链与聚合，形成瞬间的单泡状结构的过程。在富含AT的区域内尤为明显2004年秋分子生物学（HUST）复制的多模式单起点、单方向多起点、单方向单起点、双方向多起点、双方向2004年秋分子生物学（HUST）子链DNA延伸方向DNApolymerasereactsonthe3’endonly5’OHTCATCAC5’OH3’NewDNAelongationfrom5’to3’dire

3、ctionpppOHC++ppi2004年秋分子生物学（HUST）如果DNA的延伸方向是3’→5’ATCG+5’pppOH3’GpppOHGATCG5’pppOH3’2004年秋分子生物学（HUST）ATCG+5’pppOH3’GpppOHG5’ppp因能量的需要，DNA的5’端必须带有PPP游离dNTP具有ppppppOH3’ATCG在0.2MNacl的生理环境中，磷酸基团间的强电负性，使dNTP难以聚合到DNA的5‘端，而且双链DNA的5’端碱基配对困难需要其他机制以解脱2004年秋分子生物学（HUST）碱基发生错配后的校正……费时、费能、增加脱

4、磷酸、加磷酸的能量消耗ATCGpppOH+pppApOHTCGpppOHTCGTCGpppOH2004年秋分子生物学（HUST）2.DNA的半保留复制（Semi-ConservationReplication）2004年秋分子生物学（HUST）1958Meselson-stahl(CsClgradientcentrifuge)Sgenerations01.02.03.04.00+2.00+4.0N15N14DNASemi-ConservationReplication2004年秋分子生物学（HUST）3.DNA半不连续复制（semi-disconti

5、nuousreplication）2004年秋分子生物学（HUST）3‘5‘3‘5‘OK!How?5‘3‘5‘3‘2004年秋分子生物学（HUST）AtleastonestrandofDNAreplicationinOkazakifragment1kbDNAreplicationinOkazakifragment1kb5‘3‘5‘3‘（semi-discontinuousreplication!）Okazakifragment1968ReijiOkazaki2004年秋分子生物学（HUST）DNA复制的酶学DNA复制是一个非常复杂的酶学过程，它需要3

6、0种以上的酶和蛋白质，人们常把这些酶和蛋白质称为复制体系，其中一部分酶和蛋白质结合在一起，协同动作，构成所谓复制体（replisome）。2004年秋分子生物学（HUST）DNA聚合反应与聚合酶参与DNA聚合反应的有三种酶：PolI，PolII和PolIII，以四种核苷5’-三磷酸，即dATP、dGTP、dTTP和dCTP为前体合成聚核苷酸。PolII的具体作用还不清楚，根据实验室工作，它在复制过程中似乎没有什么作用，PolIII极其复杂，是大肠杆菌中是主要的聚合酶。2004年秋分子生物学（HUST）DNA聚合酶活性：在有引物和模板的情况下，PolI

7、和PolIII都具有DNA聚合酶活性，但PolI的聚合酶活性主要用于DNA的修复和RNA引物的替换，而PolIII才是使DNA链延长的主要聚合酶。外切核酸酶活性：3’5’：校对、保真5’3’：PolIII只作用于单链缺口填充能力PolIII只能填充几个碱基的小缺口PolI可以填充很大的缺口2004年秋分子生物学（HUST）其他酶类DNA连接酶螺旋酶DNA旋转酶………2004年秋分子生物学（HUST）DNA复制的基本过程2004年秋分子生物学（HUST）DNA复制的基本过程起始链延伸复制终止真正的酶促机理和新DNA分子合成的步骤是十分复杂的，需要多

8、种特异性酶和蛋白因子的参与，涉及蛋白质、DNA和RNA等生物大分子之间的相互作用。2004年秋分子生物学（H