DNA的生物合成-(复制)VIP专享VIP免费

(DNABiosynthesis，Replication)第十一章第十一章DNADNA的生物合成的生物合成((复制复制))复制是指以亲代DNA为模板合成子链DNA的过程。AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+亲代DNA复制叉子代DNA(BasicRulesandSystemofDNAReplication)第一节第一节复制基本规律与体系复制基本规律与体系复制的方式——半保留复制固定起始点双向复制半不连续复制复制的高保真性基本规律一、复制的基本规律(一)半保留复制1.概念DNA合成时，以亲代DNA解开的两股单链为模板，按碱基配对规律，合成子代DNA的过程。子代DNA，一股单链来源于亲代，另一股单链为新合成。子代和亲代的DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。(1)密度梯度实验——实验结果支持半保留复制的设想。含重氮-DNA的细菌培养于普通培养液第一代继续培养于普通培养液第二代梯度离心结果2.半保留复制的实验依据和意义(2)子链继承母链遗传信息的几种可能方式全保留式(混合式)半保留式按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的。(3)半保留复制的意义1.原核生物复制时，DNA从起始点向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。(三)双向复制复制中的放射自显影示意图A.环状双链DNA及复制起始点B.复制中的两个复制叉C.复制接近终止点oriterABC(二)固定起始点复制是从具有特异碱基序列的复制起始点开始。原核生物(一个起始点)，真核生物(多个起始点)。2.真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子的复制。习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子。复制子是独立完成复制的功能单位。5’3’oriorioriori5’3’5’5’3’3’5’5’3’复制子3’(四)复制的半不连续性3535解链方向3´5´3´3´5´领头链(leadingstrand)随从链(laggingstrand)顺解链方向生成的子链，复制为连续进行，称为领头链。另一股链复制方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，称为随从链。复制中不连续片段称为岡崎片段(okazakifragment)。领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。1.DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读A：DNA-pol的外切酶活性切除错配碱基；并用其聚合活性掺入正确配对的底物。B：碱基配对正确，DNA-pol不表现活性。DNA-polⅠ外切活性聚合活性AGA:CGB:5/3/5/3/无活性(五)复制的高保真性2.复制保真性的碱基选择a)DNA聚合酶靠其大分子结构协调非共价(氢键)与共价键(磷酸二酯键)的有序形成。b)嘌呤的化学结构能形成顺式和反式构型，与相应的嘧啶形成氢键配对，嘌呤应处于反式构型。3.DNA复制保真性依赖三种机制a)遵守严格的碱基配对规律。b)聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能。c)复制出错时DNA-pol的及时校读功能。NN9P-RNHHNN6顺式NN9R-PNHHNN6反式二、DNA复制的体系(一)底物(substrate)dATP,dGTP,dCTP,dTTP。(二)模板(template)解开成单链的DNA母链。(三)引物(primer)提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合的RNA(DNA)片断。(四)酶和蛋白因子1.DNA聚合酶全称为依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase)，简称DNA-pol。(1)活性：53的聚合活性；35外切酶活性能辨认错配的碱基对，并将其水解；53外切酶活性能切除突变的DNA片段。5´AGCTTCAGGATA3´|||||||||||3´TCGAAGTCCTAGCGAC5´?大肠杆菌E.coli中的三种DNA聚合酶分类DNA聚合酶IDNA聚合酶IIDNA聚合酶III分子量(KD)109120900聚合速率(核苷酸/分)1000—600005ˊ→3ˊ聚合酶活性+++3ˊ→5ˊ外切酶活性+++5ˊ→3ˊ外切酶活性+——生物学功能切除引物延长冈崎片段DNA损伤修复延长子链校读作用校读作用DNA损伤修复(2)原核生物的DNA聚合酶DNA-polⅠDNA-polⅡDNA-polⅢ①DNA-pol(109kD)Ⅰ小片段5核酸外切酶活性大片段/Klenow片段DNA聚合酶活性，5核酸外切酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNA-polⅠKlenow片段是实验室合成DNA的常用工具酶。功能:对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的...