原核生物DNA复制的特点PPT课件
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)。
• 引发体可以沿模板链5’→ 3’方向移动,具 有识别合成起始位点的功能，移动到一定 位置上即可引发RNA引物的合成。
• 移动和引发均需要ATP提供能量， n’蛋白 具有ATP酶的活力。引发体的移动与复制叉 移动的方向相同，与冈崎片段的合成方向 相反。
11
12
3、DNA复制的延伸
• 前导链和后随链的合成同时进行。 • DNA 的复制过程中，所有DNA 聚合酶的方
4
一、原核生物DNA的复制特点
• 1、DNA双螺旋的解旋 • 2、DNA复制的引发 • 3、DNA复制的延伸 • 4、DNA复制的终止 • 5、DNA聚合酶
5
1、DNA双螺旋的解旋
DNA 复制时，双链首先解开，形成复制 叉，复制叉的形成过程有多种酶和蛋白质 参与。将主要的酶和蛋白质介绍如下。
6
1)DNA 解链酶（ DNAhelicase ）
物
Байду номын сангаас
解旋酶 解链酶 引物酶和引 发体
RNA引物
3´ 5´
26
• 4）在DNA聚合酶 Ⅰ的5` → 3` 核酸 外切酶作用下， 水解除去RNA引 物，所出现的缺 口由聚合酶Ⅰ催 化DNA片段的继 续延长反应来填 补。
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
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。
7
2）单链结合蛋白（ SSB 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。
向都是 5 '→ 3 '，而不是 3 '→ 5 '。前导链是 连续复制的，为了解释 3 '→ 5 '是如何合成 后随链的，冈崎提出了 DNA 的半不连续复 制。即后随链是通过冈崎片段的连接来合 成的，是不连续的，称之为 DNA 的半不连 续复制。
13
14
4、DNA复制的终止
15
5、DNA聚合酶
16
DNA聚合酶Ⅰ
17
DNA聚合酶Ⅱ
18
DNA聚合酶Ⅲ
19
20
21
22
23
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´
27
• 5）由DNA连接酶将DNA片段连接起来，成 为大分子DNA链。
28
29
望各位批评指正
谢谢
30
9
2、DNA复制的引发
开始DNA合成时，都需要RNA引物引发复 制，前导链只要有一段RNA引物，DNA聚 合酶就可以一直合成下去，而后随链的引 发过程比较复杂。
10
后随链的引发过程
• 引发前体:它由多种蛋白质dnaA、dnaB、 dnaC、n、n’、n’’和i组成。引发前体再 与引发酶(RNA聚合酶)结合组装成引发体。
8
3)DNA 拓扑异构酶（DNA topoisomerase）
• DNA拓扑异构酶在DNA解链时在将要打结 或已打结处作切口。下游的DNA穿越切口 并作一定程度的旋转，把结打开或解松， 然后旋转复位连结。这样解链就不因打结 的阻绊而继续下去。即使出现打结现象， 双链的局部打开，也会导致DNA超螺旋的 其他部分过度拧转，形成正超螺旋。拓扑 酶通过切断、旋转和再连接的作用，实现 DNA超螺旋的转型，即把正超螺旋变成负 超螺旋。
2.4.1原核生物DNA的复制特点
---《分子生物学》 主讲人：罗龙欣
1
以大肠杆菌为例
一.基因组简介 1.双链环状DNA分子 2.复制起始区位于其 遗传图的84min附近
2
3
大肠杆菌染色体的复制是朝两个方向进 行的，环形DNA复制时，DNA会形成类 似字母θ的形状，两个复制叉在距起始点 180ο处会合。
物
解旋酶 解链酶 引物酶和引 发体
RNA引物
3´ 5´
25
• 3）以此RNA为引 物，从5` → 3`方向 合成DNA片段 （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´
SSB
DNA聚合 酶III DNA聚 合酶I
3´ 5´ RNA引
3´ 5´ RNA引
物
3´ 5´
24
5´
3´
• （2）前导链的合成 是按5` → 3`方向连 续合成（复制叉移 动方向）；滞后链 的合成是：在单链 模板的岗奇片段起 点上，由RNA聚合 酶合成一小段RNA 或结合一小段预先 形成的RNA。
SSB
DNA聚合 酶III DNA聚 合酶I
3´ 5´ RNA引
• 移动和引发均需要ATP提供能量， n’蛋白 具有ATP酶的活力。引发体的移动与复制叉 移动的方向相同，与冈崎片段的合成方向 相反。
11
12
3、DNA复制的延伸
• 前导链和后随链的合成同时进行。 • DNA 的复制过程中，所有DNA 聚合酶的方
4
一、原核生物DNA的复制特点
• 1、DNA双螺旋的解旋 • 2、DNA复制的引发 • 3、DNA复制的延伸 • 4、DNA复制的终止 • 5、DNA聚合酶
5
1、DNA双螺旋的解旋
DNA 复制时，双链首先解开，形成复制 叉，复制叉的形成过程有多种酶和蛋白质 参与。将主要的酶和蛋白质介绍如下。
6
1)DNA 解链酶（ DNAhelicase ）
物
Байду номын сангаас
解旋酶 解链酶 引物酶和引 发体
RNA引物
3´ 5´
26
• 4）在DNA聚合酶 Ⅰ的5` → 3` 核酸 外切酶作用下， 水解除去RNA引 物，所出现的缺 口由聚合酶Ⅰ催 化DNA片段的继 续延长反应来填 补。
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
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。
7
2）单链结合蛋白（ SSB 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。
向都是 5 '→ 3 '，而不是 3 '→ 5 '。前导链是 连续复制的，为了解释 3 '→ 5 '是如何合成 后随链的，冈崎提出了 DNA 的半不连续复 制。即后随链是通过冈崎片段的连接来合 成的，是不连续的，称之为 DNA 的半不连 续复制。
13
14
4、DNA复制的终止
15
5、DNA聚合酶
16
DNA聚合酶Ⅰ
17
DNA聚合酶Ⅱ
18
DNA聚合酶Ⅲ
19
20
21
22
23
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´
27
• 5）由DNA连接酶将DNA片段连接起来，成 为大分子DNA链。
28
29
望各位批评指正
谢谢
30
9
2、DNA复制的引发
开始DNA合成时，都需要RNA引物引发复 制，前导链只要有一段RNA引物，DNA聚 合酶就可以一直合成下去，而后随链的引 发过程比较复杂。
10
后随链的引发过程
• 引发前体:它由多种蛋白质dnaA、dnaB、 dnaC、n、n’、n’’和i组成。引发前体再 与引发酶(RNA聚合酶)结合组装成引发体。
8
3)DNA 拓扑异构酶（DNA topoisomerase）
• DNA拓扑异构酶在DNA解链时在将要打结 或已打结处作切口。下游的DNA穿越切口 并作一定程度的旋转，把结打开或解松， 然后旋转复位连结。这样解链就不因打结 的阻绊而继续下去。即使出现打结现象， 双链的局部打开，也会导致DNA超螺旋的 其他部分过度拧转，形成正超螺旋。拓扑 酶通过切断、旋转和再连接的作用，实现 DNA超螺旋的转型，即把正超螺旋变成负 超螺旋。
2.4.1原核生物DNA的复制特点
---《分子生物学》 主讲人：罗龙欣
1
以大肠杆菌为例
一.基因组简介 1.双链环状DNA分子 2.复制起始区位于其 遗传图的84min附近
2
3
大肠杆菌染色体的复制是朝两个方向进 行的，环形DNA复制时，DNA会形成类 似字母θ的形状，两个复制叉在距起始点 180ο处会合。
物
解旋酶 解链酶 引物酶和引 发体
RNA引物
3´ 5´
25
• 3）以此RNA为引 物，从5` → 3`方向 合成DNA片段 （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´
SSB
DNA聚合 酶III DNA聚 合酶I
3´ 5´ RNA引
3´ 5´ RNA引
物
3´ 5´
24
5´
3´
• （2）前导链的合成 是按5` → 3`方向连 续合成（复制叉移 动方向）；滞后链 的合成是：在单链 模板的岗奇片段起 点上，由RNA聚合 酶合成一小段RNA 或结合一小段预先 形成的RNA。
SSB
DNA聚合 酶III DNA聚 合酶I
3´ 5´ RNA引