《基因复制与转录》PPT课件

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1、DNA的复制与转录DNAReplicationandTranscriptionDNA复制(replication)：是指DNA以自身为模板(template)，合成新的子代DNA分子的过程。是遗传信息传递的分子基础。一、DNA复制相关概念复制叉(replicationfork)：指DNA在复制时复制区域的双螺旋解开所产生的两条单链和尚未松解开的双螺旋形成的“Y”形区。在复制叉区域发生双链的不断分离和新链的合成，代表DNA复制中的生长点(growingpoint)。DNA双链模板移动方向解开的模板单链解开的模板单链新生链切口(nick)：在双链DNA的一条单链上

2、失去一个磷酸二酯键的位置称为切口。缺口(gap)：双链DNA的一条单链上失去一段单链的位置称为缺口。切口切口缺口缺口1.半保留复制(semi-conservativereplication):一个DNA分子可复制成两个DNA分子，新合成的两个子代DNA分子与亲代DNA分子的碱基顺序完全一样。每个子代DNA中有一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成链，这种合成方式称为半保留复制。二、DNA复制的特点实验证据：Meselson和Stahl(1958)的同位素示踪实验；Cairns的大肠杆菌染色体DNA复制放射自显影实验。DNA复制同位素示踪实验——Meselson

3、andStahl(1958)15N-DNA亲代子一代15N,14N-DNA14N-DNA15N-14N-DNA子二代3.复制遵循碱基配对原则(basepairingrule):碱基配对是核酸分子间传递信息的结构基础。5.DNA复制是引发性复制(primingreplication):DNA复制时，先由引物酶(primase)以解开的DNA模板链为模板合成一小段RNA引物，DNA聚合酶再从RNA引物的3'-OH端开始新DNA链的合成，引物长度一般为几个到十多个核苷酸。4.复制的高保守性(highfidelityofDNAreplication):DNA复制中的碱

4、基配对原则保证了DNA复制的忠实性，由于DNA是遗传信息的携带者，因此可使亲代的性状特征准确的传递给子代。6.复制的多向性：DNA复制可以单向进行，也可以双向进行，还可以通过滚环及D-环方式进行。ReplicationforkOrigin单向复制(unidirectionalreplication)ReplicationforkOrigin双向复制(bidirectionalreplication)滚环复制(rollingcirclereplication)5'3'5'3'D-环复制(D-Loopreplication)OriginOrigin7.对称性复制与

5、非对称性复制:对称复制是指两条链的复制同时进行；不对称复制是指复制时先复制合成其中一条链后再进行另一条链的复制。三、参与DNA复制的重要细胞组分1.DNA聚合酶(DNApolymerase)：全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase)简称：DNA-polDNA聚合酶催化反应的特点：①底物：四种脱氧核糖核苷三磷酸(dNTPs)；②引物：小段RNA序列；③方向：聚合具有方向性，5'→3'进行；④模板：聚合需要DNA模板链支持，产物DNA的性质与模板DNA相同。(2)大肠杆菌DNA聚合酶：DNAPolIDNAPolIIDN

6、APolIII结构基因*polApolBpolC不同种类亚基数目1≥7≥10相对分子质量103,00088,000†830,0003'→5'核酸外切酶活性+++5'→3'核酸外切酶活性+--聚合速度(核苷酸/min)1,000~1,2002,40015,00~60,000持续合成能力3~2001,500500,000功能切除引物，修复修复(不详)复制*对于多亚基酶，此处只列出聚合活性亚基的结构基因。†仅聚合活性亚基。DNAPolII和III共有亚基包括β、γ、δ、δ'、χ和ψ。PolI是最先从大肠杆菌细胞中分离出来DNA聚合酶：N端C端DNA-polⅠ木瓜蛋白

7、酶Klenow酶是实验室进行DNA合成的常用工具酶大片段(65kD，即Klenow酶)：聚合酶活性3'→5'核酸外切酶活性小片段(35kD)：具有5'→3'核酸外切酶活性θ大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ亚基组成及功能αε核心酶βττθαεβγγδδ'χψ夹子装置器两个β亚基组成环形夹子缠绕在DNA周围，并沿着DNA链滑动，增加DNAPolⅢ的持续催化能力。(3)真核生物DNA聚合酶：DNA聚合酶α(I)β(IV)γ(M)δ(III)ε(II)定位细胞核细胞核线粒体细胞核细胞核亚基数4122>13'→5'外切酶无无有有有引物合成酶活性有无无无无持续合成能力中等低高有PC

8、NA时高高抑制剂蚜肠霉素双脱氧TTP双