DNA复制过程PPT课件VIP

-,1,DNA复制过程,-,2,1.复制的起始,（一）原核生物DNA复制过程,-,3,-,4,DNA复制的起始就是要解开双链和生成引物。(1)DNA解成单链由拓扑异构酶松弛超螺旋，解螺旋酶解开双链，SSB结合到单链上使其稳定。复制起始的解链需要多种蛋白质参与。这些蛋白质与复制起始点的特有序列结合，促使其邻近的DNA解链。,-,5,首先起始复合体（DnaA-ATP）与49bp重复序列结合，313bp(富含AT)重复序列在型拓扑异构酶的作用下，使313bp重复序列区域松弛，再在DNA解旋酶(DnaB蛋白）的作用下，313bp区域发生解链；复制泡被单链结合蛋白(SSB蛋白)覆盖，以免断裂和再复性；引物酶结合到模板DNA上并合成一段短的RNA，作为合成DNA的引物，引发第一个复制叉的先导链的复制，接下来是双向复制。,-,6,-,7,-,8,(2)引物合成引发体引导引物酶到达适当的位置合成引物。,-,9,参与原核生物复制起始的主要成分,DnaA蛋白DnaB蛋白(解螺旋酶)DnaC蛋白DnaG蛋白(引物酶)SSB拓朴异构酶oriC,辨认起始点解开DNA双链协助DnaB蛋白催化形成RNA引物稳定解开的单链DNA理顺DNA链大肠杆菌的复制起始点,-,10,2.复制的延长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)。,-,11,3,5,-,12,-,13,领头链(leadingstrand)顺着解链方向生成的子链，其复制是连续进行的，得到一条连续的子链。,-,14,随从链(laggingstrand)复制方向与解链方向相反，须等解开足够长度的模板链才能继续复制，得到的子链由不连续的片段所组成。,冈崎片段(Okazakifragment),-,15,三、复制的终止,去除RNA引物补充空缺连接,DNA聚合酶的小片段53外切酶DNA聚合酶的大片段35外切酶53聚合酶DNA连接酶,-,16,-,17,-,18,-,19,（二）真核生物DNA的复制特点酵母的复制起始点称为ARS(autonomouslyreplicatingsequences,自主复制序列)，长约15Obp左右，包括数个复制起始必需的保守区，其核心序列富含AT。真核生物DNA复制的起始需要起点辨认复合物(ORC)参与。真核生物DNA复制叉的移动速度比原核生物慢得多（大约只有5Obp/s，还不到大肠杆菌的1/20）。,-,20,1DNA复制起始过程,真核生物有多个复制起始点(ori)。复制起始点有特殊的序列。起点辩认复合物（ORC）组装在起始部位上，形成复制叉。ORC在起始点上的组装还不足以开始起动，另一种复合物称小染色体维系蛋白（MCM）必须参与。MCM有较弱的解旋酶的活性。此外，还需拓扑异构酶、复制因子(RF)、增值细胞核抗原（PCNA）的参与。此外需要DNA-pol（引物酶活性）和pol（解螺旋酶活性）参与。,-,21,细胞能否分裂，决定于进入S期及M期这两个关键点。G1S及G2M的调节，与蛋白激酶活性有关。蛋白激酶通过磷酸化激活或抑制各种复制因子而实施调控作用。相关的激酶都有调节亚基即细胞周期蛋白(cyclin)，和催化亚基即细胞周期蛋白依赖激酶(CDK)。,-,22,哺乳类动物的周期蛋白和CDK,-,23,哺乳类动物细胞内还发现天然抑制CDK的蛋白质，例如锚蛋白(ankynin)是CDK4的特异性抑制物，P21蛋白能抑制多种CDK。锚蛋白和P21蛋白的抑制/活化可使细胞周期开放/关闭，因此被形容为细胞周期的检查点蛋白。,-,24,RF有多种如RFA、RFB、RFC等，是调节细胞DNA复制的重要蛋白质。在蛋白激酶的作用下被磷酸化，激活或抑制RF的活性。而蛋白激酶包括调节亚基（又称细胞周期蛋白）和催化亚基（又称细胞周期蛋白依赖激酶，CDK），且各有多种。从而对DNA复制起始进行精确及多样化控制,使多位点复制呈时序性而非同步性。,-,25,PRA：复制蛋白A,-,26,2RNA引物的合成,DNA聚合酶能识别起始位点，并且以核糖核苷三磷酸为底物（NTP），以解开的一段DNA为模板，合成一个短链RNA（810个核苷酸）引物。然后从引发酶的活性转变为DNA聚合酶的活性，RNA引物的3-OH末端为合成新的DNA单链的起点，以dNTP为原料，延长引物大约15-30个脱氧核苷酸。,-,27,3.DNA链的延伸,合成的方向仍然为53。一旦冈崎片段达到一定长度，DNA聚合酶便从DNA上解离下来。RFC结合到这一延长的引物上，并组装到PCNA滑动夹上，然后DNA聚合酶（pol）结合到PCNA上并完成冈崎片段的最终长度130-200bp.当它遇到原先已形成的冈崎片段5末端时，pol/PCNA复合物从DNA上释放下来,-,28,两条链均按5到3方向合成，一条链3末端的方向朝着复制叉前进的方向，可连续合成，称前导链（leadingstrand）。另一条链5末端朝着复制叉，合成是不连续的，形成冈崎片段，此链称后随链(laggingstrand)。,-,29,4.RNA引物的水解,引物的去除通过两个步骤，首先由RNaseH降解RNA引物，留下单个核糖核苷酸连接到冈崎片段上。然后，由側翼内切核酸酶（flapendonucleae1,FEN1）除去最后一个核苷酸。FEN1也能除去由于DNA聚合酶产生的某些错误的碱基。,