分子中文课件-第7周第七

分子生物学大学生命科学学院第8

章DNA

的本章内容DNA

的化学基础DNA

聚合酶的作用机制叉DNA

聚合酶的特化叉上的DNA

合成DNA

的起始结合和解旋结束8.结束子代DNA

分子的分离需要拓扑异构酶II环形

DNA

后产生的子代DNA

分子保持铰链连接DNA

拓扑异构酶II

能有效将其分开拓扑异构酶II对于真核生物大的子代的分离也很重要拓扑异构酶II

催化产物的解环拓扑异构酶II不能后随链的线性的最末端末端

问题DNA带来线性起始需要RNA

引物末端

问题片段RNA

引物的去除最后一段使的末端产生一段没有

的单链DNA每一轮DNA

都将使两条子代DNA

分子中的一条被截短最终导致

末端的丢失当后随链

机器到达末端时，在某一点，引物酶将没有足够的空间去

新的RNA引物这导致

的不完整和后随链DNA

产物上3’端形成一小段单链DNA当此DNA

产物在下一轮被的时候，两个产物之间的一个将变短。在上一轮没被的区域将被丢失线性末端问题解决线性DNA

末端问题的方法（1）作为每个用蛋白质代替RNA末端最后一个

片段的引物“引物蛋白”与DNA

聚合酶和后随链模板结合并用一个氨基酸来提供

-OH以代替正常情况下RNA

引物提供的3’-OH通过与最后的后随链配对

引物蛋白最终与

5’端形成共价末端连接有这种引物蛋白的情况存在于某些细菌的线性某些细菌

和动物末端的线性

末端蛋白质引物是解决末端问题的一个办法解决线性DNA

末端

问题的方法（2）端粒与端粒酶多数真核细胞使用的方法真核生物

的末端称为端粒它们通常由首尾相接的富含TG的重复DNA

序列构成其3’端延伸于5’端之外形成单链DNA这种特殊结构作为新的与其他任何起始位点的起始位点起始不同该位点招募特殊的DNA

聚合酶

---端粒酶端粒酶是一种新型的DNA

聚合酶它不需要外源模板端粒酶组成：RNA

和蛋白质功能：延伸DNA

底物的

3’

端，

新的单链DNA特点：不需外源模板，利用其RNA

成分作为模板将端粒序列添加到

末端的3’

端结果：新

的DNA

是单链DNATER:端粒酶RNA端粒酶的RNA组成部分不同生物大小不同：150-1300

碱基此RNA

序列含有1.5拷贝的完整端粒序列能与端粒3’端的单链DNA

退火退火发生的方式是RNA

模板的一部分保持单链形成可被端粒酶作用的引物-模板接头端粒酶的一个蛋白亚基是一种DNA

聚合酶将RNA

逆转录成DNA端粒酶

DNA

至TER

的末端此时，RNA

模板与DNA

产物解链再次与端粒上的最后4个核苷酸退火，然后重复此过程TERT:端粒酶逆转录酶端粒酶是如何作用的?端粒酶

端粒端粒酶用其RNA

为模板延伸3’突出的单链末端端粒酶进行的端粒延伸端粒酶通过3’端解决末端问题延伸的3’端作为新后随链机器修复解决了5’末端片段的模板片段问题延伸的3’

端作为新

片段的模板端粒酶延伸端粒的3’端修复片段端粒延伸（3’端仍有单链延伸）由于端粒DNA

的重复性及非蛋白编码性细胞可以允许不同长度的端粒存在端粒结合蛋白调节端粒酶活性和端粒长度理论上端粒酶可以无限地延长端粒结合于端粒双链区的蛋白质调节端粒的长度这些蛋白是端粒酶活性的弱抑制剂随着端粒延长抑制增强负反馈机制维持端粒在所有

末端相同长度端粒结合蛋白调节端粒酶活性和端粒长度端粒相对较短时，少量端粒结合蛋白结合并对端粒酶有较弱抑制作用，端粒酶可以延伸端粒的3’末端端粒相对较长时，大量端粒结合蛋白结合到端粒上，抑制端粒酶的活性，端粒3’末端继续延伸延伸的端粒结合蛋白结合更强的抑制延伸终止端粒结合蛋白保护末端DNA

末端是双链断裂的标记是DNA

修复机器的靶位点端粒必须被保护端粒结合蛋白将端粒与其他DNA

末端区分开保护端粒人类端粒形成T-loop

结构保护端粒T-loop

结构与端粒长度的控制有关端粒越短越难形成T-loop

结构3’

端越易接近，延伸越易发生（a）人类细胞中分离到的端粒的电镜图DNA末端环包括端粒末端的单链DNA，即文中提到的T-loop图中右上角的DNA末端与

剩余部分结合（b）T-loop

形成机制端粒折叠使端粒末端的单链DNA

接近端粒的双链DNA

重复区一旦单链DNA

恰当定位，其侵入双链DNA

重复序列置换双链DNA

另一条链与互补链形成螺旋端粒酶与其他DNA

聚合酶比较独特性含RNA

组分不需要外源模板可以使用完全的单链DNA

为底物能将DNA

产物上的RNA

解链以保证单链DNA的多次重复---具有RNA•DNA

解旋酶活性相似性需要模板指导核苷酸的添加只能从DNA

的3’

端进行延伸需要相同的核苷酸前体具有延