分子生物学 5 DNA 复制PPT课件

.,DNAreplication,.,关于DNA复制的基本问题：1、双螺旋DNA复制的基本模型2、参与DNA复制的蛋白质及其作用3、不同生物中的DNA复制,.,DNA复制模型,半保留复制（semiconservative)半不连续复制（semidiscontinuous）RNA引物复制方向双向复制bidirectional（普遍）单向复制unidirectional,.,Parentalstrands,Semi-conservative,Conservative,Dispersive,Daughterstrands,.,Meselson-Stahl实验,14N-14N,14N-15N,15N-15N,15NH4Cl,14NH4Cl,20min,40min,.,半不连续复制,连续复制,不连续复制,.,冈崎片段（Okazakifragment）,脉冲标记实验3HdTDNAligase缺失实验,半不连续复制的证实,E.coli1000-2000nt真核生物100-200nt,DNA复制的方向与复制叉移动的方向前导链（leadingstrand）滞后链（laggingstrand）,.,RNA引物,.,复制方向,复制子replicons复制叉replicationfork复制泡replicationbubbles复制起点origin原核生物/噬菌体/病毒DNA：1个真核生物DNA：50000100000个复制终点termini环状DNA的双向复制（复制）,.,复制起点（origin）,终点（terminus）,.,参与DNA复制的蛋白质,1.DNA解旋酶（DNAhelicase）解开双链ATPaseDnaB(E.coli);PriA(somephage)2.DNA螺旋酶（DNAgyrase）断裂双链引入负超螺旋（swivelfunction)3.单链结合蛋白（singlestrandbindingprotein,ssb）防止单链退火gp32(T4phage)；gp5(M13phage),.,4.引发酶（primase）DnaG(E.coli)引发体Primosome(primase/helicase）5.DNA连接酶（DNAligase）需要能量NAD（E.coli）/ATP（真核）T4DNAligase（平头）6.DNA聚合酶（DNApolymerase,Pol）PolI,IIandIIIdNTP底物；模板53不能从头合成,.,ThreeDNAPolymerases（E.coli）,PolIDNA聚合酶35外切核酸酶（校正）53外切核酸酶缺口填充（大缺口）DNA损伤修复Nicktranslation（去除引物）PolII不是DNA复制必需的PolIII35外切核酸酶dnaQDNA聚合酶（必需）dnaE缺口填充（小于100bp）,Klenowfragment,.,nick,结合PolI,引物移动/DNA合成,封闭缺口,降解的引物,DNAligase,Nicktranslation去除引物,5,5,3,3,parent,progeny,.,CompositionofE.coliDNAPolymeraseIIIHoloenzyme,.,.,解旋酶（DNAhelicase）,单链结合蛋白（SSB：single-strandedbindingprotein）,引发酶（DNAprimase）,DNA复制的基本模式,.,.,细菌DNA复制,实验系统（experimentalsystems）DNA：噬菌体（x174/T4/T7）和质粒cell-freesystem：所有必须的蛋白质和其他因子,DnaA+ATP,DnaB,DnaC,OriC,（富含AT）,.,细菌DNA复制起始,minichromosome(OriC+plasmid)复制起始复合体DnaA（起始点结合蛋白)DnaB（解旋酶）DnaC（装载解旋酶和引发酶）HU（识别并刺激OriC复制）Gyrase（促旋酶）SSBDnaA合成与生长速度相关,T,Origins,（快速生长的细胞内）,.,细菌DNA复制延长,SSB,DnaGprimase,DnaBhelicase,PolIII（/）,引发体（primosome）,PolI、ligase,复制体（replisome）invivo,.,细菌DNA复制终止,AATTAGTATGTTGTAACTAAAGTTTAATCATACAACATTGATTTCA,terE/D/A,terC/B/F,Replicationfork1,Replicationfork2,tusgene产物,复制终止区：,200kb,（DnaBinhibitor),(23bp),.,.,DNA复制,真核生物DNA复制：起始,实验系统DNA：酵母（14000kb/400复制子）SV40（5kb，形成核小体）cell-freesystem：非洲爪蟾,复制期（S-phase）细胞周期（G1,S,G2,M，G0）细胞周期转换点G1/S(R点/哺乳动物,START/酵母)G2/MDNA损伤检查点,DNA复制检查点,纺锤体组装检查点,.,.,复制子簇（clusterofreplicons）20-50串联，同时通过S期早：常染色质，中：异染色质，晚：着丝点和端粒复制起始点酵母：ARS（autonomouslyreplicatingsequence）A区:含最短11bp的共有序列（富含AT）;B1-3相邻元件ORC（originrecognitioncomplex）,.,真核DNA复制的起始,.,F4真核生物DNA复制：延伸和终止,相关酶和蛋白质解旋酶：SV40largeTantigen(invitro)单链结合蛋白:RP-A，replicationproteinAMF1（53外切酶、除去引物）连接酶I（DNAligaseI）DNA聚合酶核小体重建：新、旧组蛋白组合核基质（nuclearmatrix）：固定起始点簇、复制体,.,DNAPol：起始新链合成Pol/引发酶合成:RNA引物,2030ntDNADNAPol：前导链和滞后链的延伸PCNA（proliferatingcellnuclearantigen）slidingclamp保持聚合酶的持续合成能力RF-C（complex）催化PCNA装载DNADNAPol：可能延伸滞后链，其他功能DNAPol：DNA修复,.,3,5,3,3,5,5,DNAPol,引发酶,RF-C,DNAPol,PCNA,Helicase(Tantigen),RP-A,MF1,DNAligaseI,.,端粒复制,关于端粒的两个问题：1.复制后产生粘性末端（stickyend）、染色体不稳定2.染色体末端DNA短缩研究端粒的实验系统：质粒酵母线性质粒-ARS+CEN+TEL（四膜虫）端粒的结构与复制合成：Cn（A/T）mn1，m=1-4,.,端粒复制,RNAtemplate,.,polymerase,.,其他DNA复制方式,滚环形（rollingcircle）单链模板、3-OH缺口、线性多连体（多数复制子）噬菌体（例X174）/真核rDNA/细菌F因子,5,.,D-环型（D-loop,displacementloop）双链复制不同步，起始点异位动物线粒体/植物叶绿体DNA基因组,其他DNA复制方式,H,L,哺乳类D-loop：500-600bp线粒体：一个-多个叶绿体：2个,.,原核生物和真核