DNA的复制与修复1

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1、第十四章DNA的复制与修复DNA的复制、反转录以及DNA损伤的修复主要内容：一、DNA的复制（一）DNA的半保留复制（semicoservativereplication）1958年Meselson和Stahl用同位素示踪和密度梯度离心的方法证明了DNA的半保留复制（二）与DNA复制有关的酶和蛋白质1.DNA聚合酶（DNAPolymerase）：又称DNAnucleotidyltransferase,orDNA-directedDNApolymerase,orDNA-dependentDNApolymerasei.e.D

2、DDPaseDNA聚合酶催化的反应ndATPndGTPndCTPndTTP模板（DNA），引物（RNA，DNA）DNA聚合酶DNA＋4nPPiDNA聚合酶的作用机理在大肠杆菌中至少发现了五种DNApolymerase，分别是DNApolymeraseI、II、III、IV和V，其中PolymeraseI发现最早（1956年），而polymeraseIV和V直到1999年才发现。DNApolymeraseI（polI）：1956年Kornberg等在Ecoli中发现的第一个DNA聚合酶，是DNA复制研究中的重要里程碑，因此

3、于1959年Kornberg获得诺贝尔化学奖。DNApolI也称Kornberg酶,Mr103Kd,一条多肽链,一个锌原子（活性所必需），每个E.Coli细胞内大约有400个分子的polI。（1）5′→3′聚合作用（2）3′→5′核酸外切酶的活性（3）5′→3′核酸外切酶的活性（4）焦磷酸解作用（5）焦磷酸基交换的作用因此它属于一种多功能酶功能（1）5′→3′聚合作用：DNApolI不能“从无到有”，只能从已有的多核苷酸链的3′-OH端延长DNA链，也就是说必须要有Primer,primer多数情况下是RNA，少数情况下

4、是DNA，Primer必须要有一个游离的3′-OH。模板：单链DNA（单链线状DNA、单链环状DNA）局部变成了单链的双链DNA有切口（nick）的双链DNA有缺口（gap）的双链DNA注意：完整的双链DNA不能作模板单链线状DNA单链环状DNAB.局部变成了单链的双链DNAC.有切口（nick）的双链DNAD.有缺口（gap）的双链DNA模板－引物5'3'5'3'A.单链DNA5'3'3'3'5'缺口填充3'3'3'5'5'3'用胰蛋白酶或其他蛋白水解酶处理DNApolI可以得到两个片段。A.大片段：第324～928氨

5、基酸残基组成，Mr68000，具有聚合酶的活性和3′→5′核酸外切酶的活性，这大片段称Klenowfragment。B.小片段：第1～323个氨基酸残基组成，Mr35000，具有5′→3′核酸外切酶的活性。大片段：3′→5′核酸外切酶主要功能校对。5′→3′核酸外切酶的主要功能在DNA修复和切除引物中起作用。小片段：PolII是由一条Mr为88Kd的多肽链组成，它的活性大约只有polI活性的5%，也要模板和带3′—OH的引物，最好的模板是带短的gap的双链DNA，有5′→3′聚合酶和3′→5′核酸外切酶的活性，但没有5′

6、→3′核酸外切酶的活性，主要用于DNA的修复。DNAPolymeraseII（DNApolII）：1970年和1971年先后分离出polII和polIII，是由多种蛋白质组成的复合物,Mr高达900Kd。每个Ecoli约含10分子DNApolIII，虽然polIII的量很少，但活性很强，为polI的15倍，模板和polII大致相同，除聚合酶活性外，还具有3′→5′核酸外切酶的活性，但无5′→3′核酸外切酶的活性，DNApolIII是原核细胞DNA复制的主要酶。它催化脱氧核苷酸的合成速率达到体内DNA的合成速率。这个酶的缺

7、陷株往往是致死的。DNApolymeraseIII(DNApolIII)：DNApolymeraseIV和V（DNApolIV和V）：1999年才被发现，涉及DNA的错误倾向修复，当DNA受到严重损伤时，即可诱导产生这两种酶，使修复缺乏准确性，因而出现高的突变率。大肠杆菌三种DNA聚合酶的比较polIpolIIpolIII分子量103Kd88Kd900Kd不同种类亚基数目1≥7≥10每个细胞的分子数40010010生物学活性10.05155'→3'聚合酶活性＋＋＋3'→5'外切酶活性＋＋＋5'→3'外切酶活性＋－－功能校

8、正，修复，去除RNA引物修复复制（5'→3'聚合作用）真核生物DNApol；有DNApol.α、β、γ、δ、ε5种，除DNApolr存在于线粒体内，其余均存在于细胞核中。它们的差别除了细胞定位外，主要在于动力学性质和对抑制剂的敏感性不同。其他性质基本上同Ecoli的聚合酶，也需要模板,带3′-OH的引物和4种脱氧核苷