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时间:2019-06-15
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1、第三十四章DNA的复制和修复12分子生物学的中心法则(centraldogma)DNARNA蛋白质复制转录翻译逆转录RNA复制3一、DNA复制的基本原则(特点)(一)半保留复制(semiconservativereplication)模板原则特点亲代DNA双链,每股链都可作为模板按碱基配对原则指导新链合成合成的两个子代DNA分子碱基顺序与亲代分子完全一样一条链来自于亲代的DNA链,另一条链是新合成的链4亲代DNA子代子代半保留复制新链5OldstrandNewstrandThehypothesisofsemiconservativ
2、ereplicationproposedbyWatsonandCrickin1953.6Radioisotopelabelinganddensitygradientcentrifugationclearlydistinguishesreplicationsofsemiconservativefromconservative.(1958)78910AelectronmicrographofthereplicationintermediateofaplasmidDNA:-shapedstructureswereobserved;no
3、singlestrandedDNAisvisible.Nocompleteunwindingofthetwoparentalstrandsoccurredbeforethedaughterstrandsaresynthesized11(二)半不连续复制(semidiscontinuousreplication)1、体内仅存在5’3’的DNA聚合酶2、前导链与随从链(岗崎片段)125’5’3’3’5’5’3’3’5’5’3’3’前导链随从链岗崎片段半不连续复制13前导链(leadingstrand):DNA复制时,一股以3’5’方向
4、的母链作为模板,新合成的链以5’3’方向连续合成的链称为前导链。(复制方向与解链方向一致)14随从链(laggingstrand):DNA复制时,一股以5’3’方向的母链作为模板,新合成链沿5’3’合成1000-2000个核苷酸不连续的小片段称为随从链。(复制方向与解链方向相反)岗崎片段(Okazaki)岗崎片段由DNA连接酶连成一条完整的新链15DNA半不连续复制:3’5’方向母链为模板,新链5’3’方向连续合成5’3’方向母链为模板,新链5’3’方向合成许多不连续的片段(岗崎片段)这种复制方式称之为半不连续复制。16(三)RN
5、A引物DNA聚合酶不能催化两个游离dNTP在DNA模板上聚合需要具3’-OH的引物RNA聚合酶能催化两个游离NTP在DNA模板上聚合提供3’-OH引物最后被DNA聚合酶Ⅰ除去、补满,再由连接酶连接减少突变,提高DNA复制的真实性175’5’3’3’5’5’3’3’前导链随从链岗崎片段RNA引物3’-OH18(四)复制的真实性严格的碱基配对规律RNA引物聚合酶的选择作用复制时有即时的校读功能3’5’外切酶功能DNA损伤的修复机制19二、参与DNA复制的酶类和蛋白质DNA链合成的条件dNTPMg++3’-OH引物DNA模板酶和蛋白质因
6、子20酶和蛋白质因子DNA聚合酶Ⅲ/Ⅰ解旋酶单链结合蛋白(SSB)拓扑异构酶Ⅰ/Ⅱ引发体DNA连接酶212223(一)DNA的聚合反应2425(二)大肠杆菌DNA聚合酶(原核生物)3,’5’-磷酸二酯键3’5’图12-426DNA聚合酶Ⅰ多功能酶5’3’外切酶3’5’外切酶5’3’聚合酶单链多肽(Zn2+)大小二个片段切除RNA引物,填补空缺损伤后修复DNA聚合酶Ⅲ多功能酶5’3’聚合酶3’5’外切酶不对称二聚体单体1-前导链/单体2-随从链DNA复制的主要酶高续进性高聚合酶活性高产物真实性27283’5’5’3’外切酶聚合酶NC
7、5’3’外切酶小片段大片段(klenow片段)切除RNA引物损伤修复校读功能(常用的工具酶)1、DNA聚合酶Ⅰ(DNAPolymeraseⅠ)Kornberg酶、DNA指导的DNA聚合酶(DNA-DirectedDNAPolymerase,DDDP)聚合功能29Large(Klenow)fragmentofDNApolⅠ30313233DNApolⅠ——仅参与局部修复,不是真正的复制酶合成速度太慢持续合成能力低影响DNA复制的基因突变与DNApolⅠ无关34352、DNA聚合酶Ⅲ全酶(DNAPolymeraseⅢholoenzym
8、e)10种亚基组成,含锌θαετγ2δδ’χψβ(4个)DNA聚合酶Ⅲ全酶核心聚合酶连接两个核心聚合酶夹钳装置复合体星环状,容纳DNA双链36Slidingclampsubunits聚合酶活性聚合酶活性3’5’外切活性γ复合物,促进β亚基结合于DN
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