DNA复制与修复

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1、第三十四章DNA复制与修复DNA复制¢DNA是遗传物质¢基因是DNA分子中各种核苷酸排列组成的一定片段(一个功能区域）。¢DNA具有贮存、传递（包括复制、转录）、接受（如反转录）遗传信息的功能，并与RNA，Pr间存在下列关系：—分子生物学的中心法则（centraldogma）CentralDogma复制DNA转录反转录RNA蛋白质翻译复制一、DNA复制¢原核生物一个染色体¢真核生物多个染色体¢染色体外遗传因子细菌的质粒真核生物的细胞器寄生生物的DNA一）DNA的半保留复制ATCG一）DNA的复制方式—半保留复制¢Watson,Crick提出的复制DNA的机制

2、—半保留复制1、半保留复制—DNA两条链都作为模板合成两条新链¢半保留复制:DNA复制时两条互补链分开,以每条链为模板,按碱基配对规律形成互补的新链以组成2个新DNA分子,每个子代DNA中的一条链来自亲代,另一条则是新合成的,这种复制方式称为半保留复制.二）DNA复制的起点与方式¢复制子：基因组能独立进行复制的单位称为复制子¢每个复制子含有复制起点—控制复制起始复制终点原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器DNA都是环状双链分子，从一个固定的起点开始复真核生物染色体制，复制方向大多是双向DNA是线性双链的，形成两个复制叉。分子含多个复制起点－多复制子二）D

3、NA复制的起点与方式¢真核生物染色体DNA是线性双链分子，有多复制起点，是多复制子¢大肠杆菌染色体DNA的复制起点oriC大肠杆菌复制起点oriC245bp鼠伤寒沙门氏菌复制起点ori296bpDNA复制是指遗传信息从细胞的亲代向子代的传递过程。DNA分子是由两条互补链组成，复制时双链分开，然后以每条链为摸板，根据碱基配对原则，复制成两个同样的DNA，是一个十分复杂而精确的过程，涉及许多蛋白质因子和酶。¢细菌DNA的复制叉移动速度大约50000bp/min¢真核生物染色体DNA的复制叉移动速度较慢，大约为1000～3000bp/min三）有关DNA复制的酶¢

4、重要酶：DNA聚合酶、解除DNA高级结构的酶等¢1.DNA聚合酶：（DNApolymerase）以脱氧核苷三磷酸（dNTP）为底物，催化合成DNA的一类酶。（不同生物有不同的种类）A、原核细胞DNA聚合酶¢pol.Ⅰ（1956），需Mg2+orMn2+¢功能1.催化聚合：以单链DNA为摸板，四种dNTP为底物，与摸板DNA互补的一段具有3‘OH末端的低聚脱氧核苷酸为引物，聚合反应方向5’→3‘，产物是与摸板互补的DNA链。合成速度约1000-1200dNTP/min2.校正功能：外切核酸酶,3’→5‘外切酶—错配核苷酸,5’→3‘外切酶—引物¢pol.Ⅱ(1

5、969)¢功能1.聚合;引物RNA，合成速度约2400dNTP/min2.外切酶;3’→5‘的外切酶活性,¢pol.Ⅲ1969功能1、聚合、引物RNA，速度约50000dNTP/min2、外切酶；3’→5‘的外切酶活性5’→3‘的外切酶活性¢pol.Ⅲ是真正的DNA复制酶，在摸板DNA上从引物开始合成新链聚合由它催化。¢pol.Ⅰ的功能主要为修复功能，切除错配核苷酸及引物并填补引物去除后的空缺。¢pol.Ⅱ的功能可能是辅助pol.Ⅰ。B、真核细胞的DNA聚合酶DNApol.α、β、γ、δ、ε(多亚基）¢细胞核DNA复制,DNApol.αDNApol.δ↓↓校

6、正功能引物合成核DNA合成（有3’→5‘外切酶活力）¢DNA修复,DNApol.β,DNApol.ε主要参与DNA修复¢线粒体DNA复制：DNApol.γ2、DNA连接酶TACAGGATACAGGAATGTCCTATGTCCTOH3‘5‘pppppppppppp3‘5‘DNA连接酶：（DNAligase）:催化形成不间断的3‘，5’-磷酸二酯键，是复制中的最后主要步骤——封闭新合成链上引物去除后留下的单链空缺。3、旋转酶与解旋酶—核酸的拓扑结构¢核酸的拓扑结构是指核酸分子的空间结构关系，是一种双螺旋核酸分子表现的曲线或曲面的空间关系。¢生物体内的DNA分子通

7、常处于负超螺旋状态3、旋转酶与解旋酶—解除高级结构的酶¢DNA旋转酶（gyrase）——DNA拓扑异构酶¢拓扑异构酶Ⅰ：通过“切口-封口”（单链断裂）反应，就可使维持DNA超螺旋的作用力释放出来，从；而解除超螺旋，放松负超螺旋。旋转程度降低会出现负超螺旋¢拓扑异构酶Ⅱ：放松正超螺旋，反应需要ATP参加（双链可同时发生断裂）。旋转程度增加会出现正超螺旋¢解旋酶（helicase）作用解开DNA双螺旋→单链DNA¢解旋酶是借ATP水解提供的能量来解开DNA双链的，每解开一对碱基，需要水解2分子ATP解旋酶4．引发酶¢各种DNA复制开始时需要引物，在此基础上才能进

8、行DNA聚合反应通常复制的引物——一小段RNA¢引发