原核生物DNA的复制
原核生物DNA复制的特点
DNA拓扑异构酶
定义：能够改变 DNA拓扑结构的 酶
功能：在DNA复 制过程中，负责 解开DNA双螺旋 和重新缠绕，确 保复制顺利进行
分类：分为DNA 拓扑异构酶I和 DNA拓扑异构酶 II，具有不同的 酶活性和作用方 式
作用机制：通过 识别和结合DNA， 利 用 AT P 水 解 产 生的能量，改变 DNA的拓扑结构
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汇报人：X，如细胞周期、环境因素等， 以确保DNA复制的时序性和准确性。
复制过程简单
原核生物DNA复制不需要引物，直接以DNA两条链为模板进行复制。
原核生物DNA复制过程中，DNA聚合酶的合成与复制同步进行，不需要额外的调控。
原核生物DNA复制速度较快，可以在短时间内完成大量DNA的合成。
复制终止点的位置： 原核生物DNA复制 的终止点通常位于 复制起始点附近
复制终止点的特征： 复制终止点通常具 有特定的DNA序列， 如 Tu s - Te r 复 合 物
复制终止点的调控： 原核生物通过一系 列复杂的调控机制 来控制复制终止点 的活性
复制终止点的作用： 复制终止点的确定 有助于确保DNA复 制的准确性和完整 性
复制方式为二分裂
复制方式：原核生物DNA复制方式为二分 裂，即DNA分子在分裂时形成两个子代 DNA分子。
复制特点：原核生物DNA复制速度快，且 具有高度的保真性，保证了遗传信息的稳 定传递。
复制机制：原核生物DNA复制过程中， DNA聚合酶催化DNA链的延长，同时与 DNA模板链相互作用，确保复制的准确性。
其他酶类
DNA聚合酶：催化DNA链的合成 解旋酶：解开DNA双螺旋结构 引物酶：合成RNA引物 拓扑异构酶：调节DNA拓扑结构
简述原核生物dna的复制特点
简述原核生物dna的复制特点原核生物是指细菌和蓝细菌等没有真核细胞核的生物。
DNA的复制是细胞分裂的重要过程，保证了遗传物质的传递和维持。
原核生物的DNA复制具有一些特点，包括单一起点、双链复制、快速复制速度和高度准确性等。
原核生物的DNA复制起点是单一的。
在原核生物的染色体上，只有一个起始点（origin of replication），DNA复制是从这个起始点开始的。
这与真核生物的多起点复制不同。
起始点的选择和定位在原核生物中是一个复杂的过程，涉及到一系列的蛋白质和DNA序列的相互作用。
起始点的选择对于细胞的复制速度和准确性都有重要影响。
原核生物的DNA复制是双链复制的。
DNA分子由两条互补的链组成，复制过程中，每条链都作为模板来合成新的链。
复制的过程是半保留的，即每个新生成的DNA分子都包含一个旧链和一个新链。
这种双链复制方式使得复制速度更快，同时也更容易保持DNA序列的准确性。
原核生物的DNA复制速度非常快。
由于原核生物的基因组相对较小，而且没有复杂的细胞结构，因此其DNA复制速度可以达到每分钟几百个碱基对。
这种快速的复制速度是为了适应原核生物短的生命周期和快速繁殖的需求。
原核生物的DNA复制具有高度的准确性。
复制过程中，细胞会校对和修复错误的DNA序列，以保证新生成的DNA分子与模板DNA的一致性。
校对过程涉及到一系列的酶和蛋白质，它们能够检测和修复复制过程中出现的错误。
这种高度准确性的复制机制是保证基因组稳定性和遗传信息传递的重要保证。
除了以上特点之外，原核生物的DNA复制还具有一些其他的特点。
例如，原核生物的DNA分子是环状的，而不是线性的。
这种环状结构使得复制过程更加简化，同时也更容易保持基因组的完整性。
此外，原核生物的DNA复制过程中没有核糖体，所有的复制过程都发生在细胞质中。
这使得复制过程更加灵活和高效。
原核生物的DNA复制具有单一起点、双链复制、快速复制速度和高度准确性等特点。
原核生物的基因组复制机制
原核生物的基因组复制机制原核生物是指由原核细胞组成的生物，其特点是没有细胞核和其他细胞器。
原核生物的基因组复制过程相对于真核生物而言要简单得多，但也有其独特性和需要注意的问题。
一、原核生物的基因组复制基础原核生物的基因组是以环状DNA分子的形式存在的，每个环状DNA分子上大约有2000-4000个核苷酸，比真核生物的基因组大小要小得多。
原核生物往往只有单一的起始点和终止点，从起始点出发的两个复制叉合成了不同的方向，形成了复制眼。
这些复制叉继续向两个方向扩展，最终导致两个复制眼合并在一起，从而完成基因组复制过程。
二、原核生物的DNA复制机制原核生物的DNA复制机制被认为是半保留复制，即每个DNA分子的一个链是新合成的，另一个链是原有的。
在基因组复制开始之前，原核生物细胞必须准备好以下要素：复制起始点、单链结合蛋白、DNA聚合酶等。
细胞首先在复制起始点上作用一种特殊的酶，将DNA的双链分离得到两个单链DNA分子。
然后，单链结合蛋白结合在DNA链上，防止两个单链DNA重缠在一起。
接着，DNA聚合酶将新核苷酸等分子添加到原有DNA链的3'端，形成一个新的DNA链。
这个过程称为细胞DNA的扩展。
在原核生物的基因组复制中，还有一个重要的概念是"原" 与 "后代" 之间的关系。
原意味着来自于过去世代的DNA，而后代是新DNA复制的结果。
原直接与复制起始点相连，是新DNA复制之前的模板。
后代被复制成一个双链分子，并接受各种修改以适应当前环境和退化环境的需要。
三、其他复制相关机制原核生物的DNA复制过程中，还有许多与DNA复制相关的机制。
例如，阻止来自非向心的DNA复制，因为这些复制是电气化的。
一些细胞也有非标准的复制模式，例如可能利用反转录酶进行逆转录，生成组成类似于DNA的反转录产物。
此外，还有复制质量修正机制的存在，这些机制能够在基因组复制过程中修正错误的碱基序列或将自然变异和突变的DNA复制下来。
原核生物与真核生物DNA复制过程及异同点
原核生物与真核生物复制的过程及其异同点。
原核生物与真核生物复制的过程大体上均分为复制的起始、DNA链的延伸和复制的终止三个过程。
原核生物DNA的复制过程（以大肠杆菌为例）：复制起始：OriC起始位点由四个9个核苷酸（9-mer）的重复序列和三个13个核苷酸（13-mer）的重复序列组成。
DnaA蛋白结合到9-mer结构上，使DNA形成一个环。
结果，双链DNA在富含A-T碱基的13-mer区域分开成为单链。
随后，DnaB-DnaC复合体结合到复制起始点上，形成预引发复合物。
然后，DnaB利用其解旋酶的活性使解链部分延长，并激发DnaG引发酶，进而形成一段RNA引物，起始DNA的复制（DNA 聚合酶只能从3’羟基端起始复制）。
DNA链的延伸：DNA链一般形成两个复制叉进行双向复制。
DNA链的复制是半不连续复制，以3’-5’方向DNA链为模板合成的子链为前导链，另一条为后随链，后随链的合成以合成冈崎片段的方式进行。
延伸过程主要依靠DNA聚合酶III（核心酶由α、θ、ε构成），DNA聚合酶III靠其β夹钳牢固地结合在DNA链上并延DNA链移动。
冈崎片段一端的引物由DNA聚合酶I以切口平移的方式去除，然后由DNA连接酶连接为一体。
复制叉前进时由解旋酶依靠水解ATP的能量（一个ATP一个碱基）打开双链，单链与SSB结合并保持稳定。
DNA拓扑异构酶去除正超螺旋。
复制的终止：复制叉前行，当遇到22个碱基组成的重复性终止子序列（Ter）时，Ter-Tus复合物使DnaB停止解链，复制叉前移停止，等相反方向复制叉到达后，由修复方式填补两个复制叉间的空缺。
随后，在DNA拓扑异构酶IV的作用下复制叉解体，释放子链DNA。
真核生物DNA的复制：真核生物DNA的复制过程与原核生物DNA的复制过程大体相同。
复制的起始：真核生物DNA复制从成百上千个起始位点上开始，形成多个复制叉。
真核生物DNA复制只发生在S期。
真核生物复制起始位点难以确定，酵母中称为自主复制序列（ARS）。
原核生物与真核生物DNA复制的特点(与“复制”有关的文档共20张)
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4、DNA聚合酶
现已发现在大肠杆菌中存在 DNA 聚合酶 I 、 II 、 III
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DNA聚合酶I不是复制大肠杆菌染色体 的主要聚合酶，它有5’→3’核酸外切酶活性 ，保证了DNA复制的准确性。它也可用来除 去冈崎片段5'端RNA引物，使冈崎片段间缺 口消失，保证连接酶将片段连接起来。
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3、DNA复制的引发与终止
A、旋转酶改变双螺旋的构象，解螺旋酶解开链。
B、SSB 结合到解开的单链上。 DNA聚合酶II的活性很低，若以每分钟酶促核苷酸掺入DNA的转化率计算，只有DNA聚合酶I的5%，所以也不是复制中主要的酶。
子（每条染色体上有多个复制起点） 3、真核细胞 DNA 复制的调控
目前认为DNA聚合酶II的生理功能主要是起修复DNA的作用。
成新的 RNA 引物。 真核细胞中 DNA 复制有三个调控点：
这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界是有普遍性的，因而称之为 DNA 的半不连续复制。 DNA聚合酶III包含有7种不同的亚单位和9个亚基，其生物活性形式为二聚体。
G、第二个冈崎片段形成， DNA 聚合酶Ⅰ切去引物， 并加上脱氧核苷三磷酸。
C、引发体合成 RNA 引物。 coli 的起始位点主要是 oriC ，与蛋白相互作用来启动复制。
所有DNA 聚合酶的方向都是 5 '→ 3 '，而不是 3 '→ 5 '。 coli 的起始位点主要是 oriC ，与蛋白相互作用来启动复制。
D、DNA 聚合酶Ⅲ作用下合成先导链。 F、复制叉继续前进，前导链连续合成，滞后链上合
原核生物与真核生物DNA复制的特点课件
05
DNA复制的调控
启动子的调控
启动子是DNA复制的起始位点，对DNA复制的速度和方向起着关键作用。
原核生物的启动子通常包含一个或多个RNA聚合酶识别、结合和转录起 始的位点，而真核生物的启动子则包含一个主要和多个次要的RNA聚合
酶结合位点。
启动子的调控可以通过改变其序列、甲基化修饰或结合其他调控蛋白来 实现，从而影响DNA复制的起始。
04
DNA复制的生物学意义
遗传信息的传递
01
遗传信息是生命延续和物种繁衍 的基础，DNA复制确保遗传信息 从一代传递到下一代，保持物种 的遗传连续性。
02
DNA复制过程中，遗传信息从亲 代传递给子代，确保后代具备与 亲代相似的遗传特征。
保证遗传信息的稳定性
DNA复制是高度精确的过程，通过 一系列复杂的酶促反应和调控机制， 确保遗传信息在复制过程中不被篡改 或出错。
DNA复制过程中存在多种修复机制， 能够纠正复制过程中出现的错误，从 而保证遗传信息的稳定性。
细胞分裂与增殖的基础
DNA复制是细胞分裂与增殖的必要条 件，只有完成DNA复制，细胞才能进 行分裂和增殖，形成新的个体或组织。
DNA复制的精确性和稳定性对于维持 细胞正常的生长、发育和功能至关重 要，任何复制错误都可能导致细胞异 常或疾病的发生。
此外，原核生物的DNA复制过 程中没有真核生物的复杂调控 机制，因此复制速度较快。
不需要引物
原核生物的DNA复制不需要引物。
在复制过程中，DNA聚合酶可以直接以母链为模板，从头开始合成子链，避免了 引物合成和去除的步骤，提高了复制速度和效率。
02
真核生物DNA复制的特点
全保留复制
全保留复制是指真核生物在DNA复制过程中，新链的合成从DNA 链的末端开始，逐步向复制起始位点方向进行，最终保留原有的 DNA序列。这种复制方式可以确保遗传信息的完整性和稳定性。
生物化学第三节 原核生物DNA复制过程
第三节原核生物DNA复制过程2015-07-14 71107 0原核生物染色体DNA和质粒等都是共价环状闭合的DNA分子，复制过程具有共同的特点，但并非绝对相同，下面以大肠杆菌DNA复制为例，学习原核生物DNA复制的过程和特点。
一、复制的起始起始是复制中较为复杂的环节，在此过程中，各种酶和蛋白因子在复制起始点处装配引发体，形成复制叉并合成RNA引物。
（一）DNA的解链1．复制有固定起始点复制不是在基因组上的任何部位随机起始。
E．coli上有一个固定的复制起始点，称为oriC，跨度为245bp，碱基序列分析发现这段DNA上有3组串联重复序列和2对反向重复序列（图14-11）。
上游的串联重复序列称为识别区；下游的反向重复序列碱基组成以A、T为主，称为富含AT(ATrich)区。
DNA双链中，AT间的配对只有2个氢键维系，故富含AT 的部位容易发生解链。
图14-11 原核生物的复制起始部位及解链2．DNA解链需多种蛋白质参与DNA的解链过程由DnaA、DnaB、DnaC三种蛋白质共同参与完成。
DnaA蛋白是一同四聚体，负责辨认并结合于oriC的串联重复序列（AT区）上。
然后，几个DnaA蛋白互相靠近，形成DNA蛋白质复合体结构，促使AT区的DNA发生解链。
DnaB蛋白（解旋酶）在DnaC蛋白的协同下，结合并沿解链方向移动，使双链解开足够用于复制的长度，并且逐步置换出DnaA蛋白。
此时，复制叉已初步形成。
SSB（单链结合蛋白）此时结合到DNA单链上，在一定时间内使复制叉保持适当的长度，利于核苷酸依据模板掺入。
3．解链过程中需要DNA拓扑异构酶解链是一种高速的反向旋转，其下游势必发生打结现象。
拓扑异构酶Ⅱ通过切断、旋转和再连结的作用，实现DNA 超螺旋的转型，即把正超螺旋变为负超螺旋。
实验证明：负超螺旋DNA比正超螺旋有更好的模板作用。
从道理上也是可以理解的：扭得不那么紧的超螺旋当然比过度扭紧的更容易解开成单链。
原核生物dna复制特点
原核生物dna复制特点原核生物DNA复制的特点1.单起点复制：原核生物的DNA复制通常从一个特定的起点开始，形成一个复制泡。
这与真核生物的多起点复制不同。
2.快速复制：原核生物的DNA复制速度通常比真核生物要快得多。
这是因为原核生物的基因组较小，同时缺少真核生物DNA复制中需要处理复杂序列和结构的大量酶和蛋白质。
3.半保留复制：原核生物的DNA复制是半保留的，即在复制过程中，每个亲本DNA链作为模板，合成一个新的亲子链。
每个新合成的DNA双链分子都由一个亲源链和一个新合成的链组成。
4.无内切酶：原核生物缺少内切酶，因此无法通过内切酶修复DNA复制过程中产生的错误。
这就意味着原核生物的DNA 复制过程中出现的错误将会遗传到下一代。
5.缺少端保护酶：原核生物缺乏端保护酶，使得DNA链末端容易受到外界的侵害和损伤。
这可能导致DNA复制过程中的错误积累，从而影响基因组的稳定性和完整性。
6.缺乏DNA修复机制：与真核生物相比，原核生物的DNA修复机制较为简单。
原核生物缺乏复杂的DNA修复酶系统，因此对于DNA损伤的修复能力有限。
7.RNA引物：原核生物中的DNA复制是通过RNA引物启动的。
即在DNA复制过程中，RNA引物与DNA模板配对，作为DNA复制的起始点。
8.连续复制和间断复制：在原核生物的DNA复制过程中，有连续复制和间断复制两种模式。
连续复制是指DNA双链的两个亲源链在复制过程中，都持续地合成新的亲子链。
而间断复制则是一种半连续的复制方式，其中至少一个亲源链是通过断续式的合成来复制的。
以上是原核生物DNA复制的一些特点，这些特点决定了原核生物在复制过程中的机制和限制，对进一步研究原核生物的遗传和进化具有重要意义。
原核生物与真核生物DNA复制过程及异同点
原核生物与真核生物D N A 复制过程及异同点Prepared on 22 November 2020原核生物与真核生物复制的过程及其异同点。
原核生物与真核生物复制的过程大体上均分为复制的起始、DNA链的延伸和复制的终止三个过程。
原核生物DNA的复制过程（以大肠杆菌为例）：复制起始：OriC起始位点由四个9个核苷酸（9-mer）的重复序列和三个13个核苷酸（13-mer）的重复序列组成。
DnaA蛋白结合到9-mer结构上，使DNA形成一个环。
结果，双链DNA在富含A-T碱基的13-mer区域分开成为单链。
随后，DnaB-DnaC复合体结合到复制起始点上，形成预引发复合物。
然后，DnaB利用其解旋酶的活性使解链部分延长，并激发DnaG引发酶，进而形成一段RNA引物，起始DNA的复制（DNA聚合酶只能从3’羟基端起始复制）。
DNA链的延伸：DNA链一般形成两个复制叉进行双向复制。
DNA链的复制是半不连续复制，以3’-5’方向DNA链为模板合成的子链为前导链，另一条为后随链，后随链的合成以合成冈崎片段的方式进行。
延伸过程主要依靠DNA 聚合酶III（核心酶由α、θ、ε构成），DNA聚合酶III靠其β夹钳牢固地结合在DNA链上并延DNA链移动。
冈崎片段一端的引物由DNA聚合酶I以切口平移的方式去除，然后由DNA连接酶连接为一体。
复制叉前进时由解旋酶依靠水解ATP的能量（一个ATP一个碱基）打开双链，单链与SSB结合并保持稳定。
DNA拓扑异构酶去除正超螺旋。
复制的终止：复制叉前行，当遇到22个碱基组成的重复性终止子序列（Ter）时，Ter-Tus复合物使DnaB停止解链，复制叉前移停止，等相反方向复制叉到达后，由修复方式填补两个复制叉间的空缺。
随后，在DNA拓扑异构酶IV 的作用下复制叉解体，释放子链DNA。
真核生物DNA的复制：真核生物DNA的复制过程与原核生物DNA的复制过程大体相同。
复制的起始：真核生物DNA复制从成百上千个起始位点上开始，形成多个复制叉。
原核生物DNA的复制
原核生物DNA的复制1．与复制有关的酶及蛋白质：（1）拓扑异构酶：通过切断并连接DNA双链中的一股或双股，改变DNA分子拓扑构象，避免DNA分子打结、缠绕、连环，在复制的全程中都起作用。
其种类有：拓扑异构酶I和拓扑异构酶II，拓扑异构酶I能切断DNA双链中一股并再连接断端，反应不需ATP供能；拓扑异构酶II能使DNA双链同时发生断裂和再连接，需ATP供能，并使DNA分子进入负超螺旋。
（2）解螺旋酶：DNA进行复制时，需亲代DNA的双链分别作模板来指导子代DNA 分子的合成，解螺旋酶可以将DNA双链解开成为单链。
大肠杆菌中发现的解螺旋酶为DnaB。
（3）单链结合蛋白（SSB）：在复制中模板需处于单链状态，SSB可以模板的单链状态并保护模板不受核酸酶的降解。
随着DNA双链的不断解开，SSB能不断的与之结合、解离。
（4）引物酶：是一种RNA聚合酶，在复制的起始点处以DNA为模板，催化合成一小段互补的RNA。
DNA聚合酶不能催化两个游离的dNTP聚合反应，若没有引物就不能起始DNA合成。
引物酶能直接在单链DNA模板上催化游离的NTP合成一小段RNA，并由这一小段RNA引物提供3’-OH，经DNA聚合酶催化链的延伸。
（5）DNA聚合酶：是依赖DNA的DNA聚合酶，简称为DNA pol，以DNA为模板，dNTP为原料，催化脱氧核苷酸加到引物或DNA链的3’-OH末端，合成互补的DNA新链，即5’→3’聚合活性。
原核生物的DNA聚合酶有DNA polI、DNA pol II和DNA pol III，DNA pol III是复制延长中真正起催化作用的，除具有5’→3’聚合活性，还有3’→ 5’ 核酸外切酶活性和碱基选择功能，能够识别错配的碱基并切除，起即时校读的作用；DNA pol I具有5’→3’聚合活性、3’→ 5’和5’→3’核酸外切酶活性，5’→3’核酸外切酶活性可用于切除引物以及突变片段，起切除、修复作用。
原核生物DNA复制的特点
5´
3´
解旋酶
解链酶
引物酶和引
SSB
发体
DNA聚合 酶III
DNA聚 合酶I
RNA引物
3´ 5´ RNA引
物
3´ 5´
• 5）由DNA连接酶将DNA片段连接起来，成 为大分子DNA链。
用于把 DNA 双链解开形成单链。利用 水解 ATP 释放的能量，催化双链 DNA 解链。
2）单链结合蛋白（ SSBቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ蛋白）
SSB 蛋白可牢固地结合在单链 DNA 上，在原 核生物中表现出协同效应，如第一个 SSB 蛋白结 合到DNA 上去的能力为 1 ，第二个 SSB 蛋白结 合能力则高达 103 。 SSB 蛋白的作用是保证被 解链酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构， 它以四聚体形式存在于复制叉处，待单链复制后 才掉下，重新循环。所以， SSB 蛋白只保持单链 的存在，并不起解链的作用。
DNA聚合酶Ⅱ
DNA聚合酶Ⅲ
总结
• 归纳起来，在 复制叉处 DNA的合成 可以分为以下 几步：
• （1）首先由 解链蛋白和解 旋蛋白使 DNA双链解 开。
5´
3´
解旋酶
解链酶
引物酶和引
SSB
发体
DNA聚合 酶III
DNA聚 合酶I
RNA引物
3´ 5´ RNA引
物
3´ 5´
5´
3´
• （2）前导链的合 成是按5` → 3`方向 连续合成（复制叉
（岗奇片段），直 到另一RNA引物 的5`-末端。该反 应由DNA聚合酶 Ⅲ或相应的DNA 聚合酶所催化。
5´
3´
解旋酶
解链酶
引物酶和引
SSB
发体
(完整word)原核生物DNA的复制
原核生物DNA的复制1．与复制有关的酶及蛋白质：(1）拓扑异构酶：通过切断并连接DNA双链中的一股或双股,改变DNA分子拓扑构象,避免DNA分子打结、缠绕、连环,在复制的全程中都起作用.其种类有：拓扑异构酶I和拓扑异构酶II,拓扑异构酶I能切断DNA 双链中一股并再连接断端，反应不需ATP供能；拓扑异构酶II能使DNA双链同时发生断裂和再连接，需ATP 供能,并使DNA分子进入负超螺旋.(2) 解螺旋酶： DNA进行复制时，需亲代DNA的双链分别作模板来指导子代DNA分子的合成，解螺旋酶可以将DNA双链解开成为单链。
大肠杆菌中发现的解螺旋酶为DnaB。
（3）单链结合蛋白（SSB）：在复制中模板需处于单链状态,SSB可以模板的单链状态并保护模板不受核酸酶的降解.随着DNA双链的不断解开，SSB能不断的与之结合、解离。
(4）引物酶：是一种RNA聚合酶，在复制的起始点处以DNA为模板，催化合成一小段互补的RNA。
DNA 聚合酶不能催化两个游离的dNTP聚合反应,若没有引物就不能起始DNA合成。
引物酶能直接在单链DNA模板上催化游离的NTP合成一小段RNA,并由这一小段RNA引物提供3’-OH，经DNA聚合酶催化链的延伸.（5） DNA聚合酶：是依赖DNA的DNA聚合酶，简称为DNA pol，以DNA为模板，dNTP为原料，催化脱氧核苷酸加到引物或DNA链的3’—OH末端，合成互补的DNA新链，即5’→3'聚合活性。
原核生物的DNA 聚合酶有DNA polI、DNA pol II和DNA pol III，DNA pol III是复制延长中真正起催化作用的，除具有5’→3’聚合活性,还有3’→ 5’ 核酸外切酶活性和碱基选择功能,能够识别错配的碱基并切除，起即时校读的作用；DNA pol I具有5'→3’聚合活性、3’→ 5'和5'→3’核酸外切酶活性，5’→3’核酸外切酶活性可用于切除引物以及突变片段,起切除、修复作用。
原核细胞dna的复制
半保留复制的实验证据
1958年Meselson 和Stahl用同位素15N标 记大肠杆菌DNA，首 先证明了DNA的半保 留复制。
亲 代
第 一 代
第 二 代 半保留复制
双链解开
DNA旋转酶(拓扑异构酶Π)、 DNA解链酶、单链结 合蛋白协同作用
起始----RNA引物的合成
在DNA模板上先合成一段RNA引物，DNA 聚合酶从引物的3’-OH末端开始合成新的 DNA链。 RNA引物的合成需要引物合成酶的催化。
延伸
在DNA聚合酶Ⅲ的作用下，活化的脱氧核苷酸加 到引物末端，同时脱掉一个焦磷酸。 前导链连续合成 后随链以一些列冈崎片段和方式不连续合成 冈崎片段：DNA复制过程中，两条新生链都只能 从5‘端向3’端延伸，前导链连续合成，滞后链 分段合成。这些分段合成的新生DNA片段称冈崎 片段。
Pol Ⅱ 功能
① 5′→3′聚合酶活性； ② 3′→5′外切酶活性。 该酶无5′→3′外切酶活性；且活性很低，功能尚不清楚
Pol Ⅲ DNA 复制中起关键作用的酶 功能 ①5′→3′聚合酶活性； ②3′→5′外切酶活性。 Pol Ⅲ是由十种亚基构成的不对称二聚体， α、ε、θ构成核心酶
原核细胞DNA的复制
林琳 生科院6666班 （6666666666666）
什么是DNA复制 和DNA复制有关的的概念 和复制有关的酶 原核细胞DNA复制的分子机制
什么是DNA复制
所谓DNA的复制，即以亲代DNA分子为模 板合成与其完全相同的子代DNA的过程。 DNA的复制可分为起始、延伸、终止三个 阶段。
[专题]原核生物的DNA复制是单起点的
![[专题]原核生物的DNA复制是单起点的](https://img.taocdn.com/s3/m/0c770d5cce84b9d528ea81c758f5f61fb73628d6.png)
原核生物的DNA复制是单起点的，真核生物的复制是多起点的。
可以是一个方向复制，也可有两个反向复制叉，复制是两条链进行的都要打开复制的，可以复制的端点不同的。
这是一个环状双链DNA，DNA复制时需要解超螺旋，进入松弛状态，在这类DNA的半保留复制中无论是否双向复制，在复制过程中都会形成一个环状，这一部分其实是已经复制了的部分。
解了超螺旋的松弛状态DNA比较长，所以会出现这类环状，如果有2个复制起点当然就是两个环了。
DNA在复制时，并不是从一端连续不短的复制到另一端，而是复制成几个小片段在由DNA 连接酶连接，最后才形成的一条链冈崎片段与半不连续复制因DNA的两条链是反向平行的，故在复制叉附近解开的DNA链，一条是5’—〉3’方向，另一条是3’—〉5’方向，两个模板极性不同。
所有已知DNA聚合酶合成方向均是5’—〉3’方向，不是3’—〉5’方向，因而无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。
为解释DNA 两条链各自模板合成子链等速复制现象，日本学者冈崎等人提出了DNA的半连续复制模型。
1968年冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌，提取DNA，变性后用超离心方法得到了许多3H标记的，被后人称作冈崎片段的DNA。
延长标记时间后，冈崎片段可转变为成熟DNA链，因此这些片段必然是复制过程中的中间产物。
另一个实验也证明DNA复制过程中首先合成较小的片段，即用DNA连接酶温度敏感突变株进行试验，在连接酶不起作用的温度下，便有大量小DNA片段积累，表明DNA复制过程中至少有一条链首先合成较短的片段，然后再由连接酶链成大分子DNA。
一般说，原核生物的冈崎片段比真核生物的长。
深入研究还证明，前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界具有普遍性，故称为DNA双螺旋的半不连续复制如图表示大肠杆菌的DNA复制示意图．如果是单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子复制约需30s，而实际上复制从开始到结束只需约16s．据图分析，下列说法不正确的是（）A．该DNA分子是环状DNAB．图中所示的过程消耗ATPC．该DNA复制从多个位点进行，主要发生在细胞核中D．如果甲中碱基A占20%，那么其子代DNA中碱基G的比例为30%考点：DNA分子的复制．分析：分析题图：图示表示大肠杆菌的DNA复制示意图．如果是单起点单向复制，按正常的子链延伸速度，此DNA分子复制约需30s，而实际上复制从开始到结束只需约16s，说明DNA分子是从单个起点双向进行复制的．解答：解：A、大肠杆菌是原核生物，其细胞中的DNA分子成环状，A正确；B、图示为DNA复制过程，该过程需要消耗能量（A TP），B正确；C、大肠杆菌是原核生物，其DNA复制只有一个起点，主要发生在拟核中，C错误；D、如果甲中碱基A占20%，根据碱基互补配对原则，甲中G占50%-20%=30%，DNA复制形成的子代DNA分子与亲代DNA分子完全相同，因此子代DNA中碱基G的比例也为30%，D正确．故选：C．如图一是真核细胞DNA复制过程的模式图，图二是大肠杆菌DNA复制过程模式图，箭头表示复制方向．对此描述错误的（）A．真核细胞DNA有多个复制起点，而大肠杆菌只有一个B．两者均具有双向复制的特点C．真核细胞DNA复制时，在起点处不都是同时开始的D．两者的遗传物质均是环状的考点：DNA分子的复制．分析：DNA复制从起始点开始直到终点为止，每个这样的DNA单位称为复制子或复制单元（replicon）．在原核细胞中，每个DNA分子只有一个复制起始点，因而只有一个复制子，而在真核细胞中，DNA的复制是从许多起始点同时开始的，所以每个DNA分子上有许多个复制子．每个复制子都含有一个复制起点．原核生物的拟核和质粒、真核生物的细胞器DNA都是环状双链分子，它们都是单复制子，都在一个固定的起点开始复制，复制方向大多数是双向的，少数是单向复制．解答：解：A、原核生物一般来说只有一个复制原点，真核细胞是多个复制原点，A正确；B、DNA分子是由方向相反平行的两条链构成，因此两条链复制反向相反，B正确；C、所有处在同一个染色体上的复制子在一个细胞周期中都会被复制，它们不是同时被激活的，而是在一个相当长的时期内被激活的，C正确；D、原核生物的拟核和质粒、真核生物的细胞器中DNA是环状的，D错误．故选：D．。
原核生物dna复制过程
原核生物dna复制过程
原核生物的DNA复制过程相比真核生物较为简单。
以下是原
核生物DNA复制的主要步骤：
1. 起始点选择：在原核生物的染色体上，存在一个或多个起始复制点。
这些起始点通常由特定的序列或结构标志。
启动子和启动因子可以结合到起始点上，形成复制起始复合物。
2. 解旋：在复制起始点处，两个互补的链被分离，形成一个复制泡。
解旋是通过解旋酶完成的，解旋酶能够断裂氢键并分开双链。
3. 建立引物：在每个单链上，DNA聚合酶与DNA的5'-3'环状链进行结合，并使用该链作为模板合成一条新的DNA链。
DNA聚合酶启动时需要一个短的RNA引物，该引物由RNA
聚合酶合成。
4. 延伸引物：利用DNA聚合酶将游离的核苷酸与引物进行配对。
DNA聚合酶将新的核苷酸从5'端到3'端添加到引物的3'端。
这一步骤称为延伸（elongation）。
5. 修复连接：在延伸引物完成后，RNA引物需要被去除，并
由DNA聚合酶填充上相应的DNA。
随后，DNA连接酶会将
不同DNA分段的缺口连接起来。
6. 复制结束：两条新的DNA链在重复上述步骤下便匹配完全。
复制过程在整个染色体上进行，直到到达染色体的另一端。
总的来说，原核生物DNA复制的过程包括起始点选择、解旋、建立引物、延伸引物、修复连接和复制结束。
相比真核生物，原核生物的DNA复制过程更为简单，因为它们具有较短的染
色体和较少的调控因子。
原核生物遗传物质的传递方式
原核生物遗传物质的传递方式原核生物是生物界中最古老的生物之一，其遗传物质的传递方式有着独特的特点和机制。
本文将从原核生物、DNA的复制、转录、转译以及水平基因转移等方面进行详细的介绍。
一、原核生物简介原核生物是生物界中一类简单的单细胞生物，其细胞不包含任何细胞核，遗传物质以原核细胞质中的DNA形式存在。
原核生物广泛存在于地球上，包括细菌和古菌两大类型。
由于其细胞结构简单、遗传物质直接存在于细胞质中，原核生物在遗传物质的传递方式上与真核生物有着显著的差异。
二、 DNA的复制DNA的复制是原核生物传递遗传物质的基础，它是细胞分裂和繁殖的重要环节。
DNA的复制是一个半保留的过程，即每一条DNA链作为模板依次合成一条新的DNA链。
在原核生物中，DNA的复制是在细胞分裂之前完成的。
复制过程由一系列酶和辅助蛋白质协同进行，包括DNA 聚合酶、DNA旋转酶、DNA连接酶等。
三、转录转录是DNA信息被转换成RNA的过程。
在原核生物中，转录是在细胞质中进行的，由RNA聚合酶依据DNA模板合成RNA链。
转录的产物包括mRNA、tRNA和rRNA等。
mRNA携带着蛋白质合成的遗传信息，tRNA参与蛋白质合成的翻译过程，rRNA是核糖体的组成部分。
四、转译转译是RNA信息被翻译成蛋白质的过程。
在原核生物中，转译是在细胞质中进行的。
mRNA与核糖体结合，tRNA携带特定的氨基酸与mRNA配对，依据mRNA的密码子序列，合成特定的蛋白质。
五、水平基因转移原核生物中存在着水平基因转移的现象，即细胞之间通过质粒或噬菌体等途径直接传递遗传物质。
水平基因转移使得细菌或古菌在适应环境变化和抗药性等方面具有了很强的灵活性。
六、总结通过上述内容的介绍可以看出，原核生物的遗传物质传递方式包括DNA的复制、转录和转译等过程，在这些过程中涉及了一系列酶和蛋白质的参与。
此外，水平基因转移使得原核生物在遗传物质传递方式上与真核生物有着显著的差异。
论述原核生物dna复制过程
论述原核生物dna复制过程原核生物DNA复制过程DNA复制是生物体中最基本的生命过程之一，它是细胞分裂和生殖的基础。
原核生物是一类没有真核细胞核的生物，其DNA复制过程与真核生物有所不同。
本文将介绍原核生物DNA复制的过程。
原核生物DNA复制是一个复杂的过程，需要多个酶和蛋白质的参与。
在DNA复制开始之前，DNA双链必须被解开，这个过程由一个酶叫做DNA解旋酶完成。
DNA解旋酶能够将DNA双链分离成两条单链，形成一个称为复制起始点的结构。
接下来，一个叫做DNA聚合酶的酶开始在单链DNA上合成新的DNA链。
DNA聚合酶能够识别单链DNA上的碱基序列，并在其上合成新的DNA链。
DNA聚合酶只能在5'到3'方向上合成新的DNA 链，因此在DNA复制过程中，新的DNA链是从3'到5'方向上生长的。
在DNA复制过程中，DNA聚合酶只能在一个方向上合成新的DNA 链，因此在另一个方向上，DNA复制必须以一种不同的方式进行。
这个过程由一个叫做DNA合成酶的酶完成。
DNA合成酶能够在单链DNA上合成短的DNA片段，称为Okazaki片段。
这些片段最终会被连接成一个完整的DNA链。
DNA复制过程中还需要其他的酶和蛋白质的参与，例如DNA连接酶和DNA拓扑异构酶。
这些酶和蛋白质能够帮助DNA复制过程中的各个步骤顺利进行。
总的来说，原核生物DNA复制是一个复杂的过程，需要多个酶和蛋白质的参与。
在DNA复制过程中，DNA双链被解开，DNA聚合酶和DNA合成酶合成新的DNA链，最终形成两条完整的DNA双链。
这个过程是生物体中最基本的生命过程之一，对于细胞分裂和生殖具有重要的意义。
简述原核生物dna复制的基本过程
简述原核生物dna复制的基本过程原核生物DNA复制的基本过程原核生物DNA复制的基本过程主要可以分为三个阶段：起始、延伸和终止。
起始阶段是DNA复制的第一步，它的关键在于DNA双链的解旋和分离。
在此过程中，DNA复制起始点上的蛋白质复制起始因子(Replication Initiation Factor)结合到DNA上，形成起始复合物。
该复合物通过分子识别机制，识别并结合到起始点上的特定序列，从而在该位置上形成一个“起点泡”。
然后，DNA双链上的氢键被打破，DNA双链开始解旋。
解旋后的两条单链DNA被暴露出来，形成了复制叉。
延伸阶段是DNA复制的核心过程，也是复制叉的延伸过程。
在该阶段，DNA聚合酶(Primase)首先在模板DNA上合成一段短的RNA链，该RNA链被称为引物。
然后，DNA聚合酶开始在引物的3'端合成新的DNA链。
DNA聚合酶通过与模板DNA上的碱基配对，将新的DNA碱基加入到新合成的链上。
DNA复制是一个半连续的过程，即在DNA的两个链上，一个链被称为连续链(Leading Strand)，另一个链被称为不连续链(Lagging Strand)。
在连续链上，DNA聚合酶可以沿着模板链的方向连续地合成新的DNA链。
而在不连续链上，DNA聚合酶只能合成一小段DNA链，称为Okazaki片段(OkazakiFragment)。
当一个Okazaki片段合成完成后，DNA聚合酶会离开模板链，然后再次在新的引物上合成下一个Okazaki片段。
最后，DNA链连接酶(DNA Ligase)将这些Okazaki片段连接成一个完整的DNA链。
终止阶段是DNA复制的最后一步，它的关键在于复制过程的终止和整理。
当复制过程进行到某个特定的终止位点时，DNA复制终止蛋白(Termination Protein)结合到DNA上，阻止DNA聚合酶继续合成DNA链。
然后，复制过程中形成的两个DNA分子被分离开来，形成两个完整的DNA双链。
论述原核生物dna复制过程
论述原核生物dna复制过程
原核生物是指没有细胞核的生物，包括细菌和蓝藻等。
它们的DNA复制过程与真核生物存在很大的差异。
原核生物的DNA复制是在细胞分裂之前进行的，它们只有一个圆形的染色体，而且没有染色体的缩短和伸长过程。
DNA复制开始于特定的起始点，然后朝两个方向同时进行，形成“复制泡”。
在该泡中，DNA链分离后，每个新的单链DNA上的核苷酸会被连接到与之配对的原来DNA链上的互补核苷酸上。
这个过程是由DNA聚合酶和其他辅助蛋白质完成的。
DNA复制过程需要大量的能量和各种辅助蛋白质的参与。
原核生物中的DNA复制酶是非常快速和准确的，但由于没有核膜保护，它们更容易受到外界的化学和物理因素的影响，导致突变和基因重组的发生。
总之，原核生物的DNA复制虽然与真核生物有很多不同之处，但它们的复制过程是非常重要和必要的，是维持生命的基本过程之一。
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原核生物DNA的复制
1．与复制有关的酶及蛋白质：（1）拓扑异构酶：通过切断并连接DNA双链中的一股或双股，改变DNA分子拓扑构象，避免DNA分子打结、缠绕、连环，在复制的全程中都起作用。
其种类有：拓扑异构酶I和拓扑异构酶II，拓扑异构酶I能切断DNA双链中一股并再连接断端，反应不需ATP供能；拓扑异构酶II能使DNA双链同时发生断裂和再连接，需ATP供能，并使DNA分子进入负超螺旋。
（2）解螺旋酶：DNA进行复制时，需亲代DNA的双链分别作模板来指导子代DNA分子的合成，解螺旋酶可以将DNA双链解开成为单链。
大肠杆菌中发现的解螺旋酶为DnaB。
（3）单链结合蛋白（SSB）：在复制中模板需处于单链状态，SSB可以模板的单链状态并保护模板不受核酸酶的降解。
随着DNA双链的不断解开，SSB能不断的与之结合、解离。
（4）引物酶：是一种RNA聚合酶，在复制的起始点处以DNA为模板，催化合成一小段互补的RNA。
DNA聚合酶不能催化两个游离的dNTP聚合反应，若没有引物就不能起始DNA合成。
引物酶能直接在单链DNA模板上催化游离的NTP合成一小段RNA，并由这一小段RNA引物提供3’-OH，经DNA聚合酶催化链的延伸。
（5）DNA聚合酶：是依赖DNA的DNA聚合酶，简称为DNA pol，以DNA 为模板，dNTP为原料，催化脱氧核苷酸加到引物或DNA链的3’-OH末端，合成互补的DNA 新链，即5’→3’聚合活性。
原核生物的DNA聚合酶有DNA polI、DNA pol II和DNA pol III，DNA pol III是复制延长中真正起催化作用的，除具有5’→3’聚合活性，还有3’→5’核酸外切酶活性和碱基选择功能，能够识别错配的碱基并切除，起即时校读的作用；DNA pol I 具有5’→3’聚合活性、3’→5’和5’→3’核酸外切酶活性，5’→3’核酸外切酶活性可用于切除引物以及突变片段，起切除、修复作用。
另外，klenow片断是DNA pol I体外经蛋白酶水解后产生的大片段，具有DNA 聚合酶和3’→5’外切酶活性，是分子生物学的常用工具酶。
DNA pol II 在无DNA pol I和DNA pol III时起作用，也具有5’→3’和3’→5’核酸外切酶活性。
（6）DNA连接酶：DNA连接酶用于连接双链中的单链缺口，使相邻两个DNA片段的3’-OH末端和5’-P末端形成3’,5’磷酸二酯键。
DNA连接酶在DNA 复制、修复、重组、剪接中用于缝合缺口，是基因工程的重要工具酶。
2．DNA的合成过程：可将复制过程分为起始、延长和终止三个阶段。
复制起始：（1）辨认起始点，合成引发体：在E.coli，复制起始点称为oriC，具有特定结构能够被DnaA蛋白辨认结合，DnaB蛋白具有解螺旋作用，DnaC蛋白使DnaB蛋白结合于起始点，DNA双链局部被打开，引物酶及其他蛋白加入，形成引发体。
（2）形成单链：DNA进行复制时，首先在拓扑异构酶作用下，使分子的超螺旋构象变化，然后在解链酶的作用下，解开双链，才能开始进行DNA的合成。
解螺旋酶在蛋白因子的辅助下打开DNA双链，单链结合蛋白SSB 结合于处于单链状态模板链上；拓扑异构酶使DNA分子避免打结、缠绕等，在复制全过程中起作用。
（3）合成引物：引发体中的引物酶催化合成RNA引物，由引物提供3’-OH 基，使复制开始进行。
领头连和随从链均由引物酶合成引物，随从链在复制中需多次合成引物。
复制延长：（1）复制方向：原核生物如E.coli，只有一个起始点oriC，两个复制叉同时向两个方向进行复制，称为双向复制。
（2）链的延长：按照与模板链碱基配对的原则，在DNA聚合酶III的作用下，逐个加入脱氧核糖核酸，使链延长。
由于DNA双链走向相反，DNA聚合酶只能催化核苷酸从5’→3’方向合成，领头链的复制方向与解链方向一致，可以连续复制，而另一股模板链沿5’→3’方向解开，随从链的复制方向与解链方向相反，复制只能在模板链解开一定长度后进行，因此随从链的合成是不连续的，形成的是若干个岡崎片段。
DNA聚合酶I的即时校读，DNA聚合酶III的碱基选择功能，使复制具有保真性。
复制终止：原核生物如E.coli，他的两个复制叉的汇合点就是复制的终点。
由RNA酶切去领头链和随从链中的引物，引物留下的空隙由DNA聚合酶I催化，四种脱氧核糖三磷酸为原料自5’→3’方向延长填补。
最后，DNA连接酶由ATP供能，将两个不连
续片段相邻的5’-P和3’-OH连接起来，成为连续的子链，复制完成。
原核生物与真核生物DNA复制过程的不同点： 1. 真核生物中DNA进行的速度约为50核苷酸/秒，仅为原核生物的1/10。
但真核生物染色体上DNA复制起始点有多个，因此可以从几个起始点同时进行复制。
如人染色体上平均有100个起始点，其上有200个复制叉进行复制。
真核生物复制起始点在发育过程中可以发生变化，如果蝇在胚胎发生早期，其最大染色体上有6000个复制叉。
因此，真核生物复制起始点还受细胞周期时相的控制。
2. 真核生物DNA复制只发生在细胞周期的特定时期，即合成期（S期）。
而且真核生物染色体在全部复制完成之前，各个复制点不能开始新的复制，也就是说，每个细胞周期内复制起始点只能发动一次，即核内DNA合成只能进行一次。
而原核生物DNA复制起始点却不受这种调控，在一个细胞周期内可以连续开始新的复制事件。
3. 真核生物参与DNA复制的DNA 聚合酶及蛋白质因子与原核生物有区别。
前者的DNA聚合酶中，DNA polα及DNA polδ在细胞核内DNA复制中起主要作用，DNA polδ催化前导链及随从链的合成，增殖细胞核抗原（PCNA）参与其作用，DNA polα与引物酶共同引发链的合成。
DNA polδ有3＇→5＇外切酶活性，故有校正功能。
DNA polγ是线粒体中的复制酶。
4. 真核生物DNA复制过程中的引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。
动物细胞中的引物约为10个核苷酸，而原核生物中则可高达数十个。
真核生物中冈崎片段约有100~200个核苷酸，而原核生物中则可高达1000~2000个核苷酸。
相同点：均为半保留复制；半不连续复制；都有起始、延伸、终止三阶段；具高保真性。