遗传信息的的复制专家讲座

第四章遗传信息复制1遗传信息的的复制专家讲座第1页基因组复制四种形式：DNA复制DNAbyRNA中间体复制（少数DNA病毒）RNA复制（RNA病毒）RNAbyDNA中间体复制（逆转录病毒，真核生物端粒DNA）2遗传信息的的复制专家讲座第2页第一节DNA复制（replication）以亲代DNA为模板合成子代DNA过程一、复制特点1、起始点和方向（1）复制起始点（originofreplication，ori）：原核生物只有一个.真核生物有多个.(2)方向:单向复制:从两个起点,以反向单一方向复制从一个起点以同一方向复制双向复制:从一个起点,以两个相反方向复制.P523遗传信息的的复制专家讲座第3页2.复制方式（1）半保留复制(semi-conservativereplication)（2）半不连续复制(semi-discontinuousreplication)DNA聚合酶只能以5＇

3＇方向催化合成前导链(leadingstrand)后随链(laggingstrand):岗崎片段4遗传信息的的复制专家讲座第4页5遗传信息的的复制专家讲座第5页(3)基本过程:复制起始DNA链延长

复制终止详细:DNA解旋、解链RNA引物合成DNA链延长切除引物、填补缺口切除和修复错配碱基小电影6遗传信息的的复制专家讲座第6页冈奇片段中引物切除7遗传信息的的复制专家讲座第7页8遗传信息的的复制专家讲座第8页二、原核生物DNA复制（一）参加复制酶与蛋白质30各种酶与pr参加1、DNA聚合酶（DNApolymerase，DNApol）作用：催化DNA合成，需Mg2+大肠杆菌有三种：A：聚合作用：5‘

3’，10nt/sec，20个nt后脱落B：3＇

5＇外切酶活性：校对功效C：5‘

3’外切酶活性：参加RNA引物切除、修复作用DNApol1(三种功效)DNApol2功效不清楚DNApol3真正复制酶，10个亚基组成，1000nt/sec，

5000nt后脱落3＇

5＇外切酶活性：校对功效9遗传信息的的复制专家讲座第9页2、引物酶：DNApol只能延长，不能从头合成需一小段RNA（RNA聚合酶（primase）催化完成）3、解旋及解链蛋白质解链酶（DNAhelicase）拓扑异构酶（DNAtopoisomerase，topo）单链结合蛋白（singlestrandDNAbindingpr，SSB）4、DNA连接酶(DNAligase):连接DNA分子中缺口,需ATP.10遗传信息的的复制专家讲座第10页11遗传信息的的复制专家讲座第11页(二)复制过程1.复制起始:起始复合物形成:原核生物---大肠杆菌oriC+DnaApr（

局部解链）引发前体形成:DnaA引导DnaB/DnaC进入解链酶解链:DnaB是一个解链酶Topo2打结SSB结合到单链引物合成:RNA引物合成酶DNApol3进入复合体:

亚基识别引物3＇－ＯＨ12遗传信息的的复制专家讲座第12页大肠杆菌oriC基因排列示意图3个13bp序列4个9bp序列，DnaA蛋白结合位点13遗传信息的的复制专家讲座第13页2、DNA链延长DNApol三个作用特点决定了DNA链延长特点必须以DNA为模板

DNA复制为半保留复制DNApol只能延长,不能从头合成

需要RNA引物合成方向只能5＇

3＇,

半不连续复制3.复制终止普通无特殊终止信号到DNA分子末端or两个复制叉相遇即终止14遗传信息的的复制专家讲座第14页三、其它环状DNA复制1、复制:环状DNA在ori处解链，两条链分别作为模板进行复制。15遗传信息的的复制专家讲座第15页2、滚环复制环状DNA一条链解开，以未解开链为模板，在开链3＇端不停加上核苷酸。16遗传信息的的复制专家讲座第16页3、D环复制:线粒体DNA复制。17遗传信息的的复制专家讲座第17页四、真核生物染色体DNA复制（一）复制起始点及方向：多起点、双向复制18遗传信息的的复制专家讲座第18页（二）DNApol：

：DNA链合成引发

：链延长RNA引物空隙填补

：外切酶活性

修复和校正作用

：线粒体DNA复制

、

、

、

四种（三）末端复制与端粒酶由端粒酶（telomerase）参加完成逆转录酶（由RNA和蛋白质组成）19遗传信息的的复制专家讲座第19页合成过程（图4-11）：端粒酶中RNA模板与DNA中TG引物结合端粒酶以RNA为模板在DNA末端聚合（加nt）移位：DNA与RNA重新配对聚合

至于CA链合成，当前不清楚20遗传信息的的复制专家讲座第20页21遗传信息的的复制专家讲座第21页真核复制与原核复制不一样点：1.真核中，引物及岗崎片段较小2.真核中，同时合成组蛋白，形成核小体3.真核中，在全部染色体复制完成以前，各ori不能开始下一轮复制.22遗传信息的的复制专家讲座第22页第二节DNA损伤与修复一、DNA损伤复制过程中发生DNA突变常见方式有四种：1、嘌呤

嘌呤（AT）嘧啶

嘧啶（CG）2、嘧啶

嘌呤转换（transition）颠换（transversion）点突变pointmutation3.移码突变（frameshiftmutation）：丢失or插入一个or一段nts4、链内或链间发生共价连接.如T-T,C-T,C-C23遗传信息的的复制专家讲座第23页二、DNA损伤修复（一）光修复：图4-12光复活酶（photolase）24遗传信息的的复制专家讲座第24页（二）切除修复：图4-13内切酶切除损伤DNA

DNApol1填补空隙

DNA连接酶封口主要修复方式25遗传信息的的复制专家讲座第25页（三）重组修复（recombinationrepairing）复制（损伤部位调过）

重组修补缺口（从另一DNA分子上移过来）

修复（正常DNA上缺口补齐）损伤面积较大DNA，先复制后修复26遗传信息的的复制专家讲座第26页（四）SOS修复（SOSrepairing）应急修复机制DNA损伤严重，细胞处于危急状态

recA蛋白酶被激活

水解lexA（抑制蛋白）

SOS修复酶系大量表示27遗传信息的的复制专家讲座第27页

第三节逆转录指以RNA为模板，RNA指导DNA聚合酶以5＇

3＇方向合成与RNA互补DNA链过程。一、逆转录酶(reversetranscriptase)1970年在鸡肉瘤病毒Rous中首次发觉多功效酶:A：含有RNA指导DNAPol活性,沿5＇

3＇方向合成,需引物B：含有RNA酶H(RNaseH)活性,可特异水解RNA-DNA上RNA.C：含有DNA指导DNApol活性,能够cDNA为模板合成互补NDAD：对DNA无3＇-5＇外切酶活性,所以无查对功效.28遗传信息的的复制专家讲座第28页二、逆转录病毒基因组复制过程逆转录病毒基因组为RNA在宿主cell中必须转变为DNA，才能进行基因表示和基因组复制.过程:逆转录病毒结构29遗传信息的的复制专家讲座第29页(1)以+RNA为引物合成一小段(-)cDNA(5＇

3＇)

(2)RNaseH活性切去DNA-RNA中RNA

（3）DNAR与RNA3＇端R结合（第一次跳跃）

(4)(-)cDNA合成(5＇

3＇)

(5)RNaseH除去DNA-RNA中大部分RNA

(6)合成一部分(+)DNA(5＇

3＇)包含PB-

(7)除去RNA(tRNA,RNA中PB+区)

(8)(+)、(-)股DNA中PB-结合(第二次跳跃)

30遗传信息的的复制专家讲座第30页(9)合成剩下(+)DNA(5＇

3＇)

形成双链DNA

可随机插入宿主细胞染色体.31遗传信息的的复制专家讲座第31页32