DNA复制过程
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
“θ”型复制 环状DNA的复制方式，即从复制起点开始，
双向同时进行，形成θ样中间物 环节：
DNA复制的起始 DNA链的延伸 DNA复制的终止
第1页/共23页
1、DNA复制起点双链解开 ，形成复制叉
2、RNA引物的合成 3、DNA聚合酶将第一个dNTP加到引物的3'-OH末端
复制叉
复制叉
第2页/共23页
100-200nt，原核长约1000-2000nt。
Nucleotide（nt 核苷酸）
第22页/共23页
感谢您的欣赏！
第23页/共23页
降解的引物
DNA ligase
第5页/共23页
三、细菌DNA复制的终止 tus gene 产物 （DnaB inhibitor)
复制叉相遇位点 复制终止区：terD / terA
AATTAGTATGTTGTAACTAAAGT TTAATCATACAACATTGATTTCA
terC / terB
200 kb
三、真核生物染色体 DNA末端复制 （一）端粒（Telomere）
1、概念：是真核生物染色体末端的一种特殊结构 2、组成：端粒DNA / 端粒蛋白 （1）端粒蛋白 ：非组蛋白 （2）端粒DNA ：
a、含数百个短的正向重复序列，富含GC b、通式：Cn（A/T）m n1，m=1-4
人的端粒DNA序列： （TTAGGG）n
（一）DNA复制体(replisome) DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引发体和解旋酶构成的复合体 （二）DNA聚合反应的特征 1、DNA的聚合反应是以dNTP为底物，以3’ →5 ’
DNA为模板，按碱基配对原则在3’-OH上加dNTP （DNA聚合酶对碱基的选择功能） 2、链沿5’ 3’方向延长 3、碱基互补配对，若错配则切除掉
第7页/共23页
线状DNA末端复制的过程如何？
第8页/共23页
第9页/共23页
一、线状DNA末端复制问题
5′
3′
5′
5′
3′
5′
5′
3′
5′
5′
3′
第10页/共23页
线状DNA末端复制问题 1、复制后产生粘性末端（sticky end）：滞后
链的5’端引物切除后，因没有3’-OH存在 DNA聚合酶无法将缺少的部分补齐 2、染色体不稳定 3、染色体末端隐缩：DNA每复制一次，DNA 就缩短一次 讨论：环状DNA是否存在末端复制问题？
4、端粒酶和衰老、肿瘤有关
第16页/共23页
附：真核生物DNA复制的特点 1、复制速度慢：～50nt／秒，为原核生物的1／10 2、多个复制起始点，可同时进行复制（并非所有复制子
都同时复制） 3、一个细胞周期只复制一次；而原核生物可不停复制，
复制可以成熟前起始 4、引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。真核长约
第3页/共23页
（三）防止拓扑学问题两种机制
DNA在生物细胞中本身就是负超螺旋，当DNA解链而产生正超螺旋时， 可以被原来存在的负超螺旋所中和
第4页/共23页
（四）缺刻平移( Nick translation)去除引物
3
5′ parent
5′
3′ progeny
′
nick
结合Pol I
封闭缺口
引物移动 / DNA合成
第14页/共23页
（二）端粒酶
1、组成 （1）蛋白质：逆转录酶 （2）RNA：约150nt，部分序列与端粒DNA互补，
可作为合成端粒DNA的模板 （端粒酶是自身携带RNA模板的逆转录酶） 2、功能：负责端粒DNA的延长，维持端粒的长度
第15页/共23页
3、存在部位： 在干细胞、生殖细胞和肿瘤细胞， 才可以检测到具有活性的端粒酶
Replication fork 2
第6页/共23页
Replication fork 1
（一）终止位点 一侧复制叉的终止位点位于相遇点的另一侧
（二）终止机制 1、Tus蛋白的作用： 可与终止序列结合，阻止复制叉继续前移 2、两个复制叉在相遇点相遇 3、两个复制叉在复制快的复制叉的终止点相遇
（三）分离（segregation） Topoisomerase IV：使复制叉解体，释放子链DNA
第11页/共23页
二、T7 噬菌体DNA的末端复制
5‘ 3’
5‘ 3’
5‘
3‘
3’
5’
5‘ 3’
5‘ 3’
5‘ 3’
真核生物如何解决末端复制的问题?
3‘ 5’
互补的3’端配对
3‘ 5’
聚合酶I和连接酶 封闭缺口
3‘ பைடு நூலகம்’
限制性酶 交错切割
3‘ 5’
聚合酶I 3’延伸,完成复制
3‘ 5’
第12页/共23页
第13页/共23页
3、作用 （1）稳定染色体结构 （2）防止染色体末端融合 （3）保护染色体结构基因 （4）避免遗传信息在复制过程中丢失
附：端粒长度----分子钟(molecularclock) 的作用 随着细胞不断分裂，端粒的长度越来越短，当 达到一个临界长度，细胞染色体即失去稳定性， 阻止细胞进一步分裂的信号便发出。细胞将发 生凋亡（apoptosis）
双向同时进行，形成θ样中间物 环节：
DNA复制的起始 DNA链的延伸 DNA复制的终止
第1页/共23页
1、DNA复制起点双链解开 ，形成复制叉
2、RNA引物的合成 3、DNA聚合酶将第一个dNTP加到引物的3'-OH末端
复制叉
复制叉
第2页/共23页
100-200nt，原核长约1000-2000nt。
Nucleotide（nt 核苷酸）
第22页/共23页
感谢您的欣赏！
第23页/共23页
降解的引物
DNA ligase
第5页/共23页
三、细菌DNA复制的终止 tus gene 产物 （DnaB inhibitor)
复制叉相遇位点 复制终止区：terD / terA
AATTAGTATGTTGTAACTAAAGT TTAATCATACAACATTGATTTCA
terC / terB
200 kb
三、真核生物染色体 DNA末端复制 （一）端粒（Telomere）
1、概念：是真核生物染色体末端的一种特殊结构 2、组成：端粒DNA / 端粒蛋白 （1）端粒蛋白 ：非组蛋白 （2）端粒DNA ：
a、含数百个短的正向重复序列，富含GC b、通式：Cn（A/T）m n1，m=1-4
人的端粒DNA序列： （TTAGGG）n
（一）DNA复制体(replisome) DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引发体和解旋酶构成的复合体 （二）DNA聚合反应的特征 1、DNA的聚合反应是以dNTP为底物，以3’ →5 ’
DNA为模板，按碱基配对原则在3’-OH上加dNTP （DNA聚合酶对碱基的选择功能） 2、链沿5’ 3’方向延长 3、碱基互补配对，若错配则切除掉
第7页/共23页
线状DNA末端复制的过程如何？
第8页/共23页
第9页/共23页
一、线状DNA末端复制问题
5′
3′
5′
5′
3′
5′
5′
3′
5′
5′
3′
第10页/共23页
线状DNA末端复制问题 1、复制后产生粘性末端（sticky end）：滞后
链的5’端引物切除后，因没有3’-OH存在 DNA聚合酶无法将缺少的部分补齐 2、染色体不稳定 3、染色体末端隐缩：DNA每复制一次，DNA 就缩短一次 讨论：环状DNA是否存在末端复制问题？
4、端粒酶和衰老、肿瘤有关
第16页/共23页
附：真核生物DNA复制的特点 1、复制速度慢：～50nt／秒，为原核生物的1／10 2、多个复制起始点，可同时进行复制（并非所有复制子
都同时复制） 3、一个细胞周期只复制一次；而原核生物可不停复制，
复制可以成熟前起始 4、引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。真核长约
第3页/共23页
（三）防止拓扑学问题两种机制
DNA在生物细胞中本身就是负超螺旋，当DNA解链而产生正超螺旋时， 可以被原来存在的负超螺旋所中和
第4页/共23页
（四）缺刻平移( Nick translation)去除引物
3
5′ parent
5′
3′ progeny
′
nick
结合Pol I
封闭缺口
引物移动 / DNA合成
第14页/共23页
（二）端粒酶
1、组成 （1）蛋白质：逆转录酶 （2）RNA：约150nt，部分序列与端粒DNA互补，
可作为合成端粒DNA的模板 （端粒酶是自身携带RNA模板的逆转录酶） 2、功能：负责端粒DNA的延长，维持端粒的长度
第15页/共23页
3、存在部位： 在干细胞、生殖细胞和肿瘤细胞， 才可以检测到具有活性的端粒酶
Replication fork 2
第6页/共23页
Replication fork 1
（一）终止位点 一侧复制叉的终止位点位于相遇点的另一侧
（二）终止机制 1、Tus蛋白的作用： 可与终止序列结合，阻止复制叉继续前移 2、两个复制叉在相遇点相遇 3、两个复制叉在复制快的复制叉的终止点相遇
（三）分离（segregation） Topoisomerase IV：使复制叉解体，释放子链DNA
第11页/共23页
二、T7 噬菌体DNA的末端复制
5‘ 3’
5‘ 3’
5‘
3‘
3’
5’
5‘ 3’
5‘ 3’
5‘ 3’
真核生物如何解决末端复制的问题?
3‘ 5’
互补的3’端配对
3‘ 5’
聚合酶I和连接酶 封闭缺口
3‘ பைடு நூலகம்’
限制性酶 交错切割
3‘ 5’
聚合酶I 3’延伸,完成复制
3‘ 5’
第12页/共23页
第13页/共23页
3、作用 （1）稳定染色体结构 （2）防止染色体末端融合 （3）保护染色体结构基因 （4）避免遗传信息在复制过程中丢失
附：端粒长度----分子钟(molecularclock) 的作用 随着细胞不断分裂，端粒的长度越来越短，当 达到一个临界长度，细胞染色体即失去稳定性， 阻止细胞进一步分裂的信号便发出。细胞将发 生凋亡（apoptosis）