DNA复制的起始和终止讲述ppt课件

第二章DNA复制 DNAReplication 第一节基本概念 第二节复制概况 第三节DNA复制的酶学 第四节DNA复制的半不连续性 第五节DNA复制 第六节DNA损伤修复 第五节DNA的复制 DNAreplicationinProkaryote DNA复制结构的研究 利用突变表型来考察基因的功能 但只能利用条件型突变温度敏感突变体 材料 E coli或噬菌体 一 复制的起始二 复制的延伸三 复制的终止 AntibodiesofdnaA 一 复制的起始 oriC 四个9bp的重复序列dnaA结合位点 三个13bp的重复序列 若干GATC位点 一 复制的起始点 oriC 一 复制的起始点 13 OH引发末端的产生2单链DNA的产生3复制复合体的形成 一 复制的起始 1 3 OH引发末端的产生 X174噬菌体的DNA在三种功能蛋白先后作用下分开成为单链 在复制起始点 噬菌体A蛋白使病毒 链产生缺口 Threeproteinsunwind X174DNA A蛋白 gpA x174基因A的产物 结合到RF DNA的复制原点的结合位点 引发体的帮助 诱导相邻的识别位点的熔解 负超螺旋 富含A T 其核酸内切酶活力切割 链的4305与4306碱基的酯键 并共价连接于5 端 A 另一端为自由的3 OH G 2单链DNA的产生 解旋酶 helicase 使DNA的两条链分开 它通常利用ATP水解来提供必需的能量 X174噬菌体的DNA在三种功能蛋白先后作用下分开成为单链 Rep蛋白提供解旋酶活性 它使两链分离 Threeproteinsunwind X174DNA Rep蛋白 解旋酶 1 3 2 起始需要解旋酶 单链结合蛋白和引物酶 3复制复合体的形成 16 DNA双链复制起始点 dnaA dnaB dnaC DNA双链解开成单链DNA SSB 引物酶 RNA引物 3 OH DNA聚合酶 dNTP 和3 OH形成3 5 磷酸二酯键 解旋酶 解链酶 SSB SSB 3 3 5 5 引发体 解链 解旋酶 拓扑异构酶 涉及的主要酶系 DnaA RNApol是必不可少的 此外涉及到DnaB 解旋酶 DnaC Hu Gyrase SSB DnaG Top 和DNApol 全酶 二 延伸过程 进入的标志 DNApol 把第一个核苷酸加到引物的3 OH端 1 在DNA聚合酶 的作用下 2 前导链合成1000 2000个核苷酸后 3 随从链开始合成 岗崎片段的长度为1000 2000个 大肠杆菌 4 Pol 为不对称二聚体 一个作用于前导链 另一个作用于随从链 loop 参与复制延伸的蛋白质因子 DnaG DnaB 复制体 21 图12 14 位于复制叉处的多酶复合体 引发体 必须快速从一个冈崎片段移到另一冈崎片段 InlaggingStrand上多酶系统必须完成多次反复的启动与扩展E coli启动2000 4000次的冈崎片段复制 复制叉处的复制体 前导链和后随链的协同合成 PriA清除SSB提供引发体移动动力极性3 5 一分子的DNApolIII 协同合成前导链和后随链 25 26 5 3 3 5 图12 13 三 复制终止 1 环形DNA复制的终止a 终止序列E coli有两个终止区域 分别结合专一性的终止蛋白序列一 terEterDterA序列二 terFterBterC每个区域只对一个方向的复制叉起作用 b 专一性终止蛋白E coli中由tusgene编码通过抑制DNA螺旋酶而发挥终止作用每次复制时只使用一个终止位点 ter 2染色体DNA的末端复制 3 5 5 3 RNA引物 3 3 RNA引物水解 即DNA复制过程不能 自始至终 完整地复制整个线性染色体 而是每次都在其5 末端留下一个空缺未能填补 即RNA引物降解 如果细胞没有办法添补这些空隙 染色体DNA将随着每一次的细胞分裂而不断缩短 直至这种缺隙侵蚀到染色体的结构基因而使细胞消亡 5 5 端粒的功能端粒给染色体末端提供了一个保护性的 帽子 防止染色体的融和 丢失和降解 并参与染色体和核基质的结合 DNA复制模型中存在 末端复制问题 真核细胞DNA复制需要RNA引物 复制完成时 RNA引物被水解 这必然导致复制的随从链5 端有一段缺损 而DNA聚合酶无法填补 根据此复制模型 染色体DNA面临5 端缩短的趋势 端粒的存在以其长度的缩短来阻止遗传信息的丢失 从而维持了基因组的完整性 解决 末端复制问题 3 5 5 3 RNA引物水解 端粒染色体DNA端粒 末端复制补齐过程 通过TG链的回折形成发夹结构 G G氢键 尺蠖模型 端粒酶 Telomerase 1985 CarolGreider Blackburn 1986 Gottchling 四膜虫端粒酶 telomerase 将T2G4末端重复延伸游扑虫Telomerase RNACAAAACCCC链 末端结合蛋白 TBP 端粒酶 逆转录酶a 核蛋白 ribonucleoproteinRNP b 含约长150NT的RNA 其中含1 5拷贝的CxAy重复序列 是合成端粒T2G4的模板c 延长的3 T2G4端 一段cDNA 作为5 端DNA合成的模板 端粒酶以自身含有的RNA作为模板 合成和补充端粒的重复序列 具有逆转录酶性质 是一种RNA依赖的DNA聚合酶 又称为端粒末端转移酶 可以催化端粒3 端的游离 OH基上连接新的dNTP以延长端粒序列 端粒酶的功能端粒酶以其自身的RNA组分为模板 以原有的一条DNA单链的3 端游离 OH为引物 在端粒末端添加新的端粒重复序列使端粒延长 端粒酶的作用解决了 末端复制问题 保证真核细胞线性染色体DNA复制得以完全 端粒酶的活性决定了端粒的长度 无论单细胞或多细胞真核生物都存在各自特异的端粒酶RNA模板 染色体DNA 端粒 端粒 39 去除RNA引物补充空缺连接 DNA聚合酶 的小片段5 3 外切酶DNA聚合酶 的大片段3 5 外切酶5 3 聚合酶DNA连接酶 复制忠实性的保证 人有了知识 就会具备各种分析能力 明辨是非的能力 所以我们要勤恳