DNA的生物合成——复制1

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1、第13章DNA的生物合成-复制基因Gene1909年、约翰逊（丹麦）Johannsen提出1944年（1877-1955），美国O.T.Avery(艾弗里）证明了DNA是遗传物质。1953年WatsonandCrick，发现DNA的双螺旋结构。基因是DNA大分子中的各个功能片段，含有控制生物性状、发育的全部遗传信息。人类的基因约3.5万个。基因分类：结构基因：编码蛋白质1%调节基因：调节基因表达。插入序列、重复序列：中心法则（1958年）美国癌症学会传染性肿瘤学和细胞生物学教授HowardTemin和加州理工学院的教授

2、DavidBaltimore于1970年在鸡肉瘤中发现了逆转录酶，发展了中心法则。于1975年获得诺贝尔奖。中心法则CentralDogmaRNADNA蛋白质转录翻译复制逆转录少数病毒复制翻译蛋白质（病毒）1.以DNA为模板指导合成DNA的过程复制2.以DNA为模板指导合成RNA的过程转录3.以mRNA为模板指导合成蛋白质的过程翻译4.以RNA为模板指导合成DNA的过程反转录5.以RNA为模板指导合成RNA的过程复制要点：甲流病毒结构图片禽流感？猪流感？从1918到2009新流感的秘密复制(replication)是指

3、遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。复制亲代DNA子代DNA本章主要内容：复制的基本规律DNA复制酶学和拓扑学变化DNA的复制过程反转录和其他的复制方式DNA的损伤和修复第一节复制的基本规律一、半保留复制(semiconservativereplication)二、双向复制(bidirectionalreplication)三、半不连续复制(semi-discontinuousreplication)四、复制的高保真性复制的特征半保留复制复制的高保真性起始位点双向复制半不连续性复制一、半保留复制1.

4、概念：DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板，按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整接受过来，另一股单链是新合成的，两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致，这种复制方式为半保留复制。归纳：半新半旧2.实验依据：密度梯度实验（MeselsonandStahl）1958–MatthewMeselson和FranklinStahl美国科学家马修.梅塞尔(MatthewKeelson)福兰克林.斯塔尔(FranklinStahl)1957年，梅塞尔和斯塔尔在加州工学院

5、工作期间，利用大肠杆菌研究遗传物质DNA。他们先将大肠杆菌放入含有N15的培养基中标培养，然后将这些大肠杆菌转移到N14的培养基中培养，最后把大肠杆菌经密度梯度离心。他们发现提取的DNA有三条带。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（15代)培养于普通培养液第一代(20min，杂合体)继续培养于普通培养液第二代梯度离心结果重DNA普通DNA电镜观察DNA复制按半保留复制方式，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。半保留复制的意义遗传的保守性

6、，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的。原核生物复制时，DNA从起始点(origin)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。复制中的放射自显影图象二、双向复制(bidirectionalreplication)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原核生物DNA双向复制归纳：1个复制点2个复制叉4条链同时合成★原核生物约3×106个bp，每秒合成2500个bp，才能20分钟繁殖一代。★人是6×109个bp，每秒合成100个bp，实际时间约8个小时。

7、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(replicon)。复制子是独立完成复制的功能单位。人类约1000个bp即有1个复制起点。真核生物多复制子的复制5’3’oriorioriori5’3’5’5’3’3’5’5’3’复制子3’真核生物DNA多复制子复制多个起始点三、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)顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链。另一

8、股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链。复制中的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。3535解链方向3´5´3´3´5´领头链(leadingstrand)随从链(laggingstrand)岡崎