普通生物学DNA复制
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DNA复制
1
# DNA复制的过程
1，促旋酶和解旋酶在复制起点 打开双螺旋。
2，单链结合蛋白与解开的单链结 合，防止单链重新聚合为双链。
3，引发酶在前导链和后随链上合 成10bp左右的RNA引物。
2
4，DNA聚合酶III在引物的3’末端 添加碱基，完成链的延伸。
5，DNA聚合酶I移除掉RNA引物， 同时补平RNA引物3’与新合成链 的缺口。
域）Hale Waihona Puke Baidu
GCAAC C
GGAGC C UU AAAG G
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
12
GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
GTTGGAA A T GG A A UUUC C A
C AC GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
D小N缺A口连接酶填补 G T G C G T T G G A A A C C T C G G A A C T T T C C A
G GA G C C
GAAA G G
GTTGGAA A T GG A A UUUC C A
先导
链 C AC GCAAC C
后随链继续合成新的引 物G，GA然G后C合C成新的G 片A A段A G G
G TG C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
后随链
冈崎片段
GCAAC C
GGAGC C UU AAAG G
19
#基因表达：DNA —RNA—Protein
转录
解螺旋 去掉内含子
合成蛋白质
20
转录：DNA模板指导下的RNA合成
• 在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA链为模板合 成RNA，从而将DNA所携带的遗传信息传递给 RNA的过程称为转录（transcription）。
• 经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA， tRNA，mRNA，snRNA(small nuclear RNA和 HnRNA等。 转录
17
1，RNA 化学结构 RNA /DNA Structure
RNA含有四种基本碱基，即 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和 尿嘧啶(U)。
18
• RNA与DNA的区别
– RNA的碱基组成与DNA的不同， RNA没有碱基T（胸腺嘧啶）， 而有碱基U（尿嘧啶）。
– RNA只有一条链，在许多区段 可发生自身回折，使部分A-U、 G-C碱基配对，从而形成短的 不规则的螺旋区。不配对的碱 基区膨出形成环，被排斥在双 螺旋之外。
6，DNA连接酶补平后随链上RNA 引物5’端与新合成链切口。
3
# Okazaki fragment (冈崎片段) 1968 Reiji Okazaki
冈崎片段，相对比较短的DNA链（大约1000核苷酸残基），是在DNA的 后随链的不连续合成期间生成的片段。
4
在DNA复制过程中，每条单链都 能指导一条互补链合成形成两个 子DNA双链。由于每个子DNA双 链中的一条来自亲本，另一条是 新合成的核苷酸链，因此，该复
DNA聚合酶
C AC GCAAC C
G GA G C合C 成DGNA AAA片G G
G T G C G T T G G A A A C C T C G段G A A C T T T C C A
后随链
C UU AAAG G C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
10
GCAAC C
制的方式称为半保留复制。
DNA半保留复制
5
DNA polymerase III
6
DNA的复制（动画）
DNA
滑
酶
动
夹 子
解
旋
DNA引物酶
DNA聚合酶
DNA聚合酶 H
DNA连接酶
7
GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
UUUC C A
引物酶合成引物（RNA），为复 制准备
C AC GCAAC C
DNA
RNA
21
复制和转录的区别
22
转录的特点
转录是以 DNA为模板合成RNA, 并且只是以单股DNA 为 模板，因此具有不对称性；
DNA复制完成 G T G C G T T G G A A A C C T C G G A A C T T T C C A
GCAAC C
GGAGC C UU AAAG G
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
14
• 端粒酶(telomerase)细胞中负责端粒的延长的一种逆转录酶
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
11
GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
GTTGGAA A T GG A A UUUC C A
DNA聚合酶H切除引物 C A C G C A A C C片段，G G并A 填G C补C 缺口G A，A A留G G G T G C G T T G 下G A一A A个C C小T C缺G口G A（A C红T色T T区C C A
GCAAC C
GGAGC C UU AAAG G
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
13
GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
GTTGGAA A T GG A A UUUC C A
解旋酶脱下， C A C G C A A C C
G GA G C C
GAAA G G
G GA G C C
GAAA G G
G TG C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
DNA解旋酶打 开DNA双链
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
8
GCAAC C
先导 链
G GA G C C
GAAA G G UUUC C A
C AC GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
G TG C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
后随链
C UU C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
9
GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
GTTGGAA A T GG A A UUUC C A
先导 链
15
Telomerase activity 直接决定了端粒是否会缩短
成熟细胞中端粒酶的活性会随着年龄的增加而减弱!!!
When telomerase activity is repressed
端粒阈值
细胞每分裂一次
细胞停止分裂, 生物开始衰落和死亡
肿瘤细胞中的端粒酶活性是高还是低呢？
16
RNA转录 (RNA transcription)
1
# DNA复制的过程
1，促旋酶和解旋酶在复制起点 打开双螺旋。
2，单链结合蛋白与解开的单链结 合，防止单链重新聚合为双链。
3，引发酶在前导链和后随链上合 成10bp左右的RNA引物。
2
4，DNA聚合酶III在引物的3’末端 添加碱基，完成链的延伸。
5，DNA聚合酶I移除掉RNA引物， 同时补平RNA引物3’与新合成链 的缺口。
域）Hale Waihona Puke Baidu
GCAAC C
GGAGC C UU AAAG G
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
12
GCAAC C
G GA G C C
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C AC GCAAC C
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G GA G C C
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先导
链 C AC GCAAC C
后随链继续合成新的引 物G，GA然G后C合C成新的G 片A A段A G G
G TG C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
后随链
冈崎片段
GCAAC C
GGAGC C UU AAAG G
19
#基因表达：DNA —RNA—Protein
转录
解螺旋 去掉内含子
合成蛋白质
20
转录：DNA模板指导下的RNA合成
• 在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA链为模板合 成RNA，从而将DNA所携带的遗传信息传递给 RNA的过程称为转录（transcription）。
• 经转录生成的RNA有多种，主要的是rRNA， tRNA，mRNA，snRNA(small nuclear RNA和 HnRNA等。 转录
17
1，RNA 化学结构 RNA /DNA Structure
RNA含有四种基本碱基，即 腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和 尿嘧啶(U)。
18
• RNA与DNA的区别
– RNA的碱基组成与DNA的不同， RNA没有碱基T（胸腺嘧啶）， 而有碱基U（尿嘧啶）。
– RNA只有一条链，在许多区段 可发生自身回折，使部分A-U、 G-C碱基配对，从而形成短的 不规则的螺旋区。不配对的碱 基区膨出形成环，被排斥在双 螺旋之外。
6，DNA连接酶补平后随链上RNA 引物5’端与新合成链切口。
3
# Okazaki fragment (冈崎片段) 1968 Reiji Okazaki
冈崎片段，相对比较短的DNA链（大约1000核苷酸残基），是在DNA的 后随链的不连续合成期间生成的片段。
4
在DNA复制过程中，每条单链都 能指导一条互补链合成形成两个 子DNA双链。由于每个子DNA双 链中的一条来自亲本，另一条是 新合成的核苷酸链，因此，该复
DNA聚合酶
C AC GCAAC C
G GA G C合C 成DGNA AAA片G G
G T G C G T T G G A A A C C T C G段G A A C T T T C C A
后随链
C UU AAAG G C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
10
GCAAC C
制的方式称为半保留复制。
DNA半保留复制
5
DNA polymerase III
6
DNA的复制（动画）
DNA
滑
酶
动
夹 子
解
旋
DNA引物酶
DNA聚合酶
DNA聚合酶 H
DNA连接酶
7
GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
UUUC C A
引物酶合成引物（RNA），为复 制准备
C AC GCAAC C
DNA
RNA
21
复制和转录的区别
22
转录的特点
转录是以 DNA为模板合成RNA, 并且只是以单股DNA 为 模板，因此具有不对称性；
DNA复制完成 G T G C G T T G G A A A C C T C G G A A C T T T C C A
GCAAC C
GGAGC C UU AAAG G
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
14
• 端粒酶(telomerase)细胞中负责端粒的延长的一种逆转录酶
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
11
GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
GTTGGAA A T GG A A UUUC C A
DNA聚合酶H切除引物 C A C G C A A C C片段，G G并A 填G C补C 缺口G A，A A留G G G T G C G T T G 下G A一A A个C C小T C缺G口G A（A C红T色T T区C C A
GCAAC C
GGAGC C UU AAAG G
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
13
GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
GTTGGAA A T GG A A UUUC C A
解旋酶脱下， C A C G C A A C C
G GA G C C
GAAA G G
G GA G C C
GAAA G G
G TG C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
DNA解旋酶打 开DNA双链
C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
8
GCAAC C
先导 链
G GA G C C
GAAA G G UUUC C A
C AC GCAAC C
G GA G C C
GAAA G G
G TG C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
后随链
C UU C GTTGGAAAC C TC GGAAC TTTC C A
9
GCAAC C
G GA G C C
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15
Telomerase activity 直接决定了端粒是否会缩短
成熟细胞中端粒酶的活性会随着年龄的增加而减弱!!!
When telomerase activity is repressed
端粒阈值
细胞每分裂一次
细胞停止分裂, 生物开始衰落和死亡
肿瘤细胞中的端粒酶活性是高还是低呢？
16
RNA转录 (RNA transcription)