第11章 DAN的生物合成-复制课件

第十章DNA的生物合成北大医学部生化系陈颢1第11章DAN的生物合成-复制DNA生物合成1、DNA复制2、DNA损伤的修复3、逆转录2第11章DAN的生物合成-复制

第一节DNA的复制

DNA复制(DNAreplication)

在细胞分裂过程中,以亲代DNA为模板合成子代DNA分子的过程。复制

亲代DNA

子代DNA3第11章DAN的生物合成-复制

一、DNA复制的方式

DNA的半保留复制semiconservertivereplication4第11章DAN的生物合成-复制

DNA的半保留复制亲代DNA复制过程中形成的复制叉子代DNA

AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+5第11章DAN的生物合成-复制半保留复制的意义子代DNA保留了亲代DNA的全部遗传信息，体现了遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础遗传的保守性并不是绝对的6第11章DAN的生物合成-复制二、参与复制的要素（一）DNA聚合酶（二）双链DNA解链、解旋酶类（三）引物酶（四）连接酶7第11章DAN的生物合成-复制三、复制的过程（一）复制的起始（二）复制的延长（三）复制的终止8第11章DAN的生物合成-复制DNA螺旋的构象变化和解链

参与松弛螺旋、解链的酶、蛋白质主要包括：

拓扑异构酶

解链酶

DNA单链结合蛋白9第11章DAN的生物合成-复制1.DNA解链酶功能：消耗ATP，作用于氢键，

解开DNA双链特点：解链沿复制叉行进方向5’3’3’5’3’5’解链酶10第11章DAN的生物合成-复制2.拓扑异构酶定义：能催化DNA拓扑异构体互变的一类酶称为拓扑异构酶分类：拓扑异构酶Ⅰ、Ⅱ功能：拓扑异构酶既能水解、又能连接磷酸二酯键ABCDNA分子拓扑异构体11第11章DAN的生物合成-复制

3.单链结合蛋白功能：在复制中维持模板处于单链状态保护复制新生单链的完整性12第11章DAN的生物合成-复制

DNA复制的起始点1.原核生物通常只有一个ori245bpE.Coli4×106bpE.coli13第11章DAN的生物合成-复制2.真核生物每个染色体有多个5’3’oriorioriori5’3’5’5’3’3’5’5’3’3’14第11章DAN的生物合成-复制复制叉（replicationfork）复制方向15第11章DAN的生物合成-复制（一）起始与引物RNA合成

引物酶催化NTP聚合引物RNA短片段，与模板DNA互补方向5’3’长度十余个至数十个16第11章DAN的生物合成-复制引物由引物酶催化合成的短链RNA分子5

3

5

3

引物HO引物酶3’SSB5’解链酶17第11章DAN的生物合成-复制在DNA-pol催化下，dNTP逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。（二）延长阶段18第11章DAN的生物合成-复制催化DNA链延长的酶

DNA聚合酶底物:

dATP,dGTP,dCTP,dTTP19第11章DAN的生物合成-复制

DNA聚合酶全称：依赖DNA的DNA聚合酶

简称：DNA-pol

活性：1.

5

3

聚合活性

2.

3’5’

外切酶活性

3.

5

3

外切酶活性20第11章DAN的生物合成-复制聚合反应

(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi

21第11章DAN的生物合成-复制聚合反应的特点新链的延长只可沿5→3

方向进行

DNA新链生成需引物和模板

22第11章DAN的生物合成-复制DNA的半不连续复制在DNA复制过程中，一条链是连续合成的，而另一条链是不连续合成的5’3’3’3’5’3’5’3’5’5’5’前导链连续合成，方向与复制叉一致不连续合成，方向与复制叉相反

随从链冈崎片段

3’原核细胞1000-2000bp真核细胞100-200bp冈崎片段23第11章DAN的生物合成-复制复制叉动画24第11章DAN的生物合成-复制

RNA引物水解和完整DNA分子形成（三）复制的终止25第11章DAN的生物合成-复制5

5

5

RNA酶OHP5

DNA-polⅠdNTP5

5

PATPADP+Pi5

5

DNA连接酶随从链上不连续性片段的连接26第11章DAN的生物合成-复制DNA复制过程动画27第11章DAN的生物合成-复制

第二节DNA的损伤及修复

引发因素环境因素如放射线、化学诱变剂

自身因素如生物体DNA复制功能异常遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变，均可称为突变，其中有害突变导致DNA损伤28第11章DAN的生物合成-复制物理因素如紫外线(UV)29第11章DAN的生物合成-复制导致基因型改变导致死亡是某些疾病的发病基础一、DNA损伤的危害

30第11章DAN的生物合成-复制第二节DNA损伤修复

修复：是对已发生分子改变的补偿措施，使其回复为原有的天然状态

光修复切除修复重组修复SOS修复

修复的主要类型31第11章DAN的生物合成-复制切除修复是细胞内最重要和有效的修复机制，主要由DNA-polⅠ和连接酶完成。UvrAUvrBUvrCOHPDNA聚合酶ⅠOHPDNA连接酶ATPE.coli的切除修复机制32第11章DAN的生物合成-复制DNA损伤、修复与人类疾病

DNA损伤修复机制的缺陷与衰老、肿瘤发生密切相关

着色性干皮病

对UV造成的皮肤损伤无法修复

皮肤癌发病增加33第11章DAN的生物合成-复制

第三节逆转录作用

逆转录作用（reversetranscription）又称为反向转录以RNA为模板，利用4种dNTP为原料，在引物的3’端以5’－3’方向合成与RNA互补的DNA链的过程RNADNA

逆转录酶34第11章DAN的生物合成-复制逆转录作用与逆转录酶

（ReverseTranscriptionandReverseTranscriptase）

Reversetranscriptase

Reversetranscriptase

Reversetranscriptase逆转录酶逆转录酶逆转录酶35第11章DAN的生物合成-复制逆转录病毒36第11章DAN的生物合成-复制补充了中心法则，说明RNA同样兼有遗传信息传代与表达功能加深了对RNA病毒致癌、致病的认识利用逆转录酶，进行基