分子生物学Chapter 3 DNA 复制.ppt

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1、Chapter3DNA复制（Replication）3.1DNA复制的起点和方向3.1.1DNA复制的方向通过实验判断DNA复制的方向实验证实E.coliDNA双向复制E.coli低剂量的3T-dTTP的培养基数分钟高剂量的3T-dTTP的培养基数分钟提取E.coliDNAE.coliDNA放射自显影对不同复制模式的预期结果实际观测结果E.coliDNA的复制是双向的3.1.2复制起点和方向的模式复制起点的分离3.1.4复制起点的结构特征E.coli的复制起点OriC与其它细菌的复制起点的序列比较以E.coli

2、的复制起点OriC为例是染色体上位置固定的一段DNA富含AT含甲基化位点：GATC重复序列13bpDR(DirectionalRepeat:同向/直接重复)9bpIR(InvertedRepeat:反向重复)复制起点的这些特征有利于在该位点快速解链以发动复制和促进DNA聚合酶的结合。复制起点的结构特征3.1.5DNA复制的引物是RNA--证实实验之1M13噬菌体DNA侵染大肠杆菌E.coli并利用其中的酶等进行复制+链+链-链复制型（RF型）DNAE.coli:Rifs(利福平敏感)加入：利福平培养接种M13噬

3、菌体无RF型E.coli:Rifs(利福平敏感)加入：利福平培养接种M13噬菌体有RF型E.coli:Rifr(利福平抗性)加入：利福平培养接种M13噬菌体有RF型（以上实验证实M13DNA的复制需要RNA的合成）（该实验证实当复制已经启动后，RNA分子合成与否不会影响复制的进行）3.1.5DNA复制的引物是RNA--证实实验之2用32P标记复制引物复制，合成冈崎片段DNaseⅠ酶切菌株RNaseH基因型a,e;c,g-无RNaseHb,f;d,h+有RNaseH复制引物前导链合成的引物：由RNA聚合酶引导合成

4、的RNA（证据：实验之1）（见复制的转录激活）后随链合成的引物（冈崎片段合成的引物）：由引物酶催化合成的RNA。引物酶不同于转录中的RNA聚合酶。引物酶由dnaG基因编码。引物在完成冈崎片段合成后被降解。冈崎片段之间的缺口有DNA聚合酶Ⅰ和DNA连接酶通过缺口平移的方式填补。引物的去除和冈崎片段的连接3’5’OHOH复制的转录激活3.1.6复制的过程起始：引发体的形成延伸：复制体形成以及单脱氧核糖核苷酸的添加导致新链的延长终止：子代双链分子的分离引发体：在复制起点由多种不同的相关蛋白组合成引发前体后结合引发酶而形

5、成的复合物。引发前体Preprimosome起始：引发体的形成E.coliDNA复制体的形成和新链的延伸复制的终止和子代分子的分离终止：Tus蛋白+终止陷阱子代分离：拓扑异构酶IV；XerCD蛋白（位点特异的重组酶）3.2复制的模式θ复制（θmodel）滚环复制（Rolling-circlereplication）D-环复制（Displacement-loopmodel）3.2.1新起始复制方式（denovainitiation）注：红色线条表示反射性同位素标记的新链，经过放射自显影后可在感光胶片上显示出来。C

6、airns,J.P.:ColdSpringHarborSymposiaonQuantitativeBiology28:44,1963.3H3H3H3HABCBAC3Hθ复制/凯恩斯模型（θmodel/Cairnsmodel）新起始方式的主要特征每次复制均从一个固定的复制起点起始前导链连续合成，后随链由冈崎片段连接而成SV40的复制真核生物DNA的复制3.2.2滚环复制Rolling-circleModel前导链滞后链滚环复制的特征复制起始时，复制起点的一条单链断裂，而释放出5’端和3’端。3’端作为前导链合成的

7、引物，前导链连续合成。5’端游离出来，作为后随链合成的模板。在旺盛合成时期，前导链不断合成，且连在一起形成多联体分支，并作为新的后随链合成的模板。前导链的合成不需要另外合成的RNA引物。3.2.3D-环复制（D-loopModel）（线粒体DNA）D-环复制的特征环状DNA模板的两条单链的复制起点位置不同且相距甚远。复制起始首先在一条单链的复制起点起始，单向、连续合成前导链，并置换另一条模板单链。当另一条单链的复制起点暴露后，起始后随链的单向、连续的合成。两条链的复制完成有先后。3种复制方式的主要差异新起始方式（

8、从头合成方式，θ复制）滚环复制D-环复制前导链连续合成连续合成，其模板保持环状；始终与后随链模板共价连接。连续合成后随链不连续合成不连续合成，其模板游离形成线性分支。连续合成复制起点固定，同一个位点固定，同一位点固定，不同位点引物RNA分子前导链：后随链模板的3’端；后随链：RNARNA3.3避免线性DNA复制时末端缩短的机制环状DNA的复制不存在末端缩短的问题3’突出末