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解开双螺旋
引物酶
是RNA聚合酶，合成一段RNA引物
引物酶催化合成短链RNA引物分子
3
5
引物
3
5
引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。
DNA的半不连续复制
引物RNA
3
前导链 (leading strand)
5 3
解链方向
后随/滞后链 (lagging strand)
冈崎片段 (okazaki fragment
起始点 未复制DNA 起始点
复制叉的推进
起始点 单向复制
复制叉
起始点 双向复制
环状 DNA复制时 所形成的θ结构
复制叉 复制叉
真核细胞DNA多个起点复制（5′
→3 ′)
起 点
起 点
起 点
起 点
起 点
起 点
复制起始点、复制子与复制叉（动画演示）
DNA的半不连续复制
两条子链的合成方向都是5′→3′
1. DNA聚合酶Ⅲ把新生链的第一个脱氧核苷酸 加到引物的3′—OH上，开始新生链的合成过程
切除引物
DNA聚合酶的活性
• 5′至3′的聚合活性
5′→ 3′方向——链的延伸
• 核酸外切酶活性
5′→ 3′外切酶活性——切除引物 3′→ 5′外切酶活性——校对功能
需要引物
参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段具有3′ 端自由羟基（3′-OH）的RNA作为引物(primer) ， 才能开始聚合子代DNA链。 RNA引物的大小，在原核生物中通常为50~ 100个 核苷酸，在真核生物中约为10个核苷酸。RNA引 物的碱基顺序，与其模板DNA的碱基顺序相配对
7、真核生物复制（端粒酶）
DNA的半保留复制
DNA在复制时，两条链解
开分别作为模板，在DNA 聚合酶的催化下按碱基互 补的原则合成两条与模板 链互补的新链，以组成新
的DNA分子。由于子代
DNA分子中一条链来自亲 代，另一条链是新合成的， 这种复制方式称为半保留 复制。
DNA复制的起始、方向（5′ →3′)
3'
DNA的复制过程
（一） 复制的起始 （二） 复制的延伸
（三） 复制的终止
起始的过程
拓扑异构酶
打开DNA超螺链
解链酶
打开双螺旋
引物酶
合成
防止复螺旋
单链结合蛋白
引物
引物
DNA复制起始过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
5′
3′
DNA双链
3′ 5′
5′
DNA复制起始的过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
3′
5′
3′
单链结合蛋白 防止复螺旋
5′
DNA复制起始过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物(RNA)
3′
5′
3′
引物酶合成引物
5′
(二)DNA复制的延伸——DNA聚合酶Ⅲ
DNA的半不连续复制
后随链是不连续合成的，DNA在复制时，由后随链 所形成的一些子代DNA不连续的短片段称为冈崎片 段(Okazaki fragment)。 冈崎片段的大小，在原核生物中约为 1000～2000个
核苷酸，而在真核生物中约为100个核苷酸。
DNA的半不连续复制
3
前导链 (leading strand)
引物RNA
引物RNA
5
种类和生理功能
在原核生物中目前发现 DNA 聚合酶有三种，分别命名为 DNA聚合酶Ⅰ（pol Ⅰ），DNA聚合酶Ⅱ（pol Ⅱ），DNA 聚合酶Ⅲ（pol Ⅲ），这三种酶都属于具有多种酶活性的多 功能酶。 参与DNA复制的主要是DNA聚合酶 Ⅲ 和 DNA聚合酶 Ⅰ
原核生物中的三种DNA聚合酶
以3′→5′方向的亲代 DNA链作模板的子代链在复制时基 本上是连续进行的，其子代链的聚合方向为5′ →3′，这 一条链被称为前导链(leading strand)。
以5′→3′方向的亲代DNA链为模板的子代链在复制时则
是不连续的，其链的聚合方向也是5′ →3′ ，这条链被称 为后随/滞后链(lagging strand)。 前导链连续复制而后随链不连续复制，就是复制的半不 连续性。
• 5′至 3′的聚合活性（ 5′→ 3′ ）
DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读
3′→ 5′外切酶活性 ——校对功能
A：DNA-polⅠ外切酶活性3′→ 5′切除错配碱基；并用 其聚合酶活性5′→ 3′掺入正确配对的底物
B：碱基配对正确， DNA-polⅠ不表现外切酶活性。
3'
5'
模板链
（DNA聚合酶I 、II、III）、DNA连接酶 • 3. 模板 • 4. 引物 单链的DNA母链 寡核苷酸引物（RNA) 单链结合蛋白（SSB——维持模板
• 5. 其他蛋白质因子
处于单链状态，保护单链的完整）
DNA拓扑异构酶(解旋酶）
既能水解，又能打断碱基互补配对的氢键 打开超螺旋
DNA解链酶
DNA复制把亲代的遗传 信息忠实地传递给子代。 在子代通过转录传递给 RNA，再通过翻译生成Pr 来表现生命活动。
复制
DNA
转录 逆转 录 蛋白质
RNA
复制
翻译
1、DNA的半保留复制
D N A 的 复 制
2、DNA复制的起点与方向 3、D 6、DNA复制的忠实性
5 3
解链方向
后随/滞后链 (lagging strand)
冈崎片段 (okazaki fragment
5
DNA复制的分子基础
• 1. 底物 dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP) (dNMP)n+1 +PPi (dNMP)n + dNTP • 2. 有关的酶
拓扑异构酶、解链酶、引物酶、聚合酶
A G A A C C T T G T C T T G G A A C
连 接 酶 连 接 缺 口
5'
P
P
P
P
P OH
P
P
P
P
3'
缺口
连接酶
Mg2+
ATP
PPi
5'
3'
模板链
A G A A C C T T G T C T T G G A A C
5' P P P P P P P P P
3,5—磷酸二酯键
DNA复制起始的过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
5′
3′
拓扑异构酶 与DNA双链 结合，松弛 超螺旋。
3′ 5′
DNA复制起始过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
3′
5′
3′
解链酶解开 DNA双螺旋
引物酶
是RNA聚合酶，合成一段RNA引物
引物酶催化合成短链RNA引物分子
3
5
引物
3
5
引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。
DNA的半不连续复制
引物RNA
3
前导链 (leading strand)
5 3
解链方向
后随/滞后链 (lagging strand)
冈崎片段 (okazaki fragment
起始点 未复制DNA 起始点
复制叉的推进
起始点 单向复制
复制叉
起始点 双向复制
环状 DNA复制时 所形成的θ结构
复制叉 复制叉
真核细胞DNA多个起点复制（5′
→3 ′)
起 点
起 点
起 点
起 点
起 点
起 点
复制起始点、复制子与复制叉（动画演示）
DNA的半不连续复制
两条子链的合成方向都是5′→3′
1. DNA聚合酶Ⅲ把新生链的第一个脱氧核苷酸 加到引物的3′—OH上，开始新生链的合成过程
切除引物
DNA聚合酶的活性
• 5′至3′的聚合活性
5′→ 3′方向——链的延伸
• 核酸外切酶活性
5′→ 3′外切酶活性——切除引物 3′→ 5′外切酶活性——校对功能
需要引物
参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段具有3′ 端自由羟基（3′-OH）的RNA作为引物(primer) ， 才能开始聚合子代DNA链。 RNA引物的大小，在原核生物中通常为50~ 100个 核苷酸，在真核生物中约为10个核苷酸。RNA引 物的碱基顺序，与其模板DNA的碱基顺序相配对
7、真核生物复制（端粒酶）
DNA的半保留复制
DNA在复制时，两条链解
开分别作为模板，在DNA 聚合酶的催化下按碱基互 补的原则合成两条与模板 链互补的新链，以组成新
的DNA分子。由于子代
DNA分子中一条链来自亲 代，另一条链是新合成的， 这种复制方式称为半保留 复制。
DNA复制的起始、方向（5′ →3′)
3'
DNA的复制过程
（一） 复制的起始 （二） 复制的延伸
（三） 复制的终止
起始的过程
拓扑异构酶
打开DNA超螺链
解链酶
打开双螺旋
引物酶
合成
防止复螺旋
单链结合蛋白
引物
引物
DNA复制起始过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
5′
3′
DNA双链
3′ 5′
5′
DNA复制起始的过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
3′
5′
3′
单链结合蛋白 防止复螺旋
5′
DNA复制起始过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物(RNA)
3′
5′
3′
引物酶合成引物
5′
(二)DNA复制的延伸——DNA聚合酶Ⅲ
DNA的半不连续复制
后随链是不连续合成的，DNA在复制时，由后随链 所形成的一些子代DNA不连续的短片段称为冈崎片 段(Okazaki fragment)。 冈崎片段的大小，在原核生物中约为 1000～2000个
核苷酸，而在真核生物中约为100个核苷酸。
DNA的半不连续复制
3
前导链 (leading strand)
引物RNA
引物RNA
5
种类和生理功能
在原核生物中目前发现 DNA 聚合酶有三种，分别命名为 DNA聚合酶Ⅰ（pol Ⅰ），DNA聚合酶Ⅱ（pol Ⅱ），DNA 聚合酶Ⅲ（pol Ⅲ），这三种酶都属于具有多种酶活性的多 功能酶。 参与DNA复制的主要是DNA聚合酶 Ⅲ 和 DNA聚合酶 Ⅰ
原核生物中的三种DNA聚合酶
以3′→5′方向的亲代 DNA链作模板的子代链在复制时基 本上是连续进行的，其子代链的聚合方向为5′ →3′，这 一条链被称为前导链(leading strand)。
以5′→3′方向的亲代DNA链为模板的子代链在复制时则
是不连续的，其链的聚合方向也是5′ →3′ ，这条链被称 为后随/滞后链(lagging strand)。 前导链连续复制而后随链不连续复制，就是复制的半不 连续性。
• 5′至 3′的聚合活性（ 5′→ 3′ ）
DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读
3′→ 5′外切酶活性 ——校对功能
A：DNA-polⅠ外切酶活性3′→ 5′切除错配碱基；并用 其聚合酶活性5′→ 3′掺入正确配对的底物
B：碱基配对正确， DNA-polⅠ不表现外切酶活性。
3'
5'
模板链
（DNA聚合酶I 、II、III）、DNA连接酶 • 3. 模板 • 4. 引物 单链的DNA母链 寡核苷酸引物（RNA) 单链结合蛋白（SSB——维持模板
• 5. 其他蛋白质因子
处于单链状态，保护单链的完整）
DNA拓扑异构酶(解旋酶）
既能水解，又能打断碱基互补配对的氢键 打开超螺旋
DNA解链酶
DNA复制把亲代的遗传 信息忠实地传递给子代。 在子代通过转录传递给 RNA，再通过翻译生成Pr 来表现生命活动。
复制
DNA
转录 逆转 录 蛋白质
RNA
复制
翻译
1、DNA的半保留复制
D N A 的 复 制
2、DNA复制的起点与方向 3、D 6、DNA复制的忠实性
5 3
解链方向
后随/滞后链 (lagging strand)
冈崎片段 (okazaki fragment
5
DNA复制的分子基础
• 1. 底物 dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP) (dNMP)n+1 +PPi (dNMP)n + dNTP • 2. 有关的酶
拓扑异构酶、解链酶、引物酶、聚合酶
A G A A C C T T G T C T T G G A A C
连 接 酶 连 接 缺 口
5'
P
P
P
P
P OH
P
P
P
P
3'
缺口
连接酶
Mg2+
ATP
PPi
5'
3'
模板链
A G A A C C T T G T C T T G G A A C
5' P P P P P P P P P
3,5—磷酸二酯键
DNA复制起始的过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
5′
3′
拓扑异构酶 与DNA双链 结合，松弛 超螺旋。
3′ 5′
DNA复制起始过程
拓扑异构酶 单链结合蛋白 解链酶 引物酶及引发体 DNA聚合酶 DNA连接酶 引物
3′
5′
3′
解链酶解开 DNA双螺旋