DNA复制的起始和终止-PPT课件

1、 第二章 DNA复制 (DNA Replication) 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 (DNA replication in Prokaryote) 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Antibodies of dnaA黑色点： oriC electron microscopy. 一、复制的起始 oriC 四个9bp的重复序列 dnaA结合位点 三

2、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1 3-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。Three proteins unwind X174 DNA A蛋白（gpA）： x 174基因A的产物 结合到 RFDNA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

3、为自由的 3OH（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。Three proteins unwind X174 DNA 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16DNA双链复制起始点 dnaAdnaB/dnaCDNA双链解开成单链DNASSB引物酶RNA引物/3-OHDNA聚合酶dNTP和3-OH形成35磷酸二酯键解旋酶解链酶SSBSSB3355引发体解链、解旋酶拓扑异构酶

4、 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3OH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(Dna G)(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

5、片段移到另一冈崎片段 In lagging Strand 上多酶系统 必须完成多次反复的启动与扩展 E.coli 启动20004000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聚合酶全酶前导链后随链螺旋酶引发体引物引发酶活性中心一活性中心二PriA清除SSB提供引发体移动动力极性35一分子的 DNA pol III. 协同合成前导链和后随链25265335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：terE terD terA 序列二：terF terB terC 每个区域只对一个方向的复

6、制叉起作用 b、专一性终止蛋白 E.coli 中由 tus gene 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ter2 染色体DNA的末端复制 3 553RNA引物 33RNA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

7、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” 。 3553RNA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（GG氢键） 尺蠖模型 端粒酶（ Telomerase）1985. Carol Greider & Blackburn, 1986. Gottchling 四膜虫 端粒酶 （ telomerase ）将T2G4 末端重复

8、延伸 游扑虫 Telomerase = RNA CAAAACCCC 链 + 末端结合蛋白 （TBP） 端粒酶逆转录酶a、核蛋白（ ribonucleoprotein RNP）b、含约长150NT的RNA，其中含 15 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