《DNA复制与损伤》PPT课件

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1、§3-1DNA复制概貌§3-2DNA复制酶和相关蛋白§3-3DNA的复制过程第三章DNA的复制§3-4DNA的修复§3-5DNA的突变DNA复制是一个由多种酶催化和有多种蛋白质参与的受到精密调控的过程；§3-1DNA复制概貌DNA是细胞中唯一具修复系统的生物大分子。1958年Meselson和Stahl研究了经15N标记几代的大肠杆菌DNA，首次证明了DNA复制的半保留性。一、DNA复制的半保留性(Semiconservativereplication)二、DNA的半不连续复制DNAsynthesis

2、issemidiscontinuous（一）起点（原点origin）三、复制的起点、方向（即顺序性及复制单位）replicationorigin&direction许多实验证明，DNA的复制是由固定的起始点开始的。E.coli染色体复制原点oriC成串排列3个13bp重复序列(GATCTNTTNTTTT)反向重复出现4个9bp序列(TTATCCACA)复制子（replicon）一般把生物体的独立复制单位称为复制子。一个复制子只含有一个复制起点。即能启动DNA复制开始的基因组上的DNA顺序，包括复制原点

3、和引发复制的结构基因，以及在其控制下的DNA区段统称为复制子。5’OHTCApppOHCTCAC5’OH3’+ppi（二）子链DNA延伸方向新链合成只能从5’到3’方向不同细胞的复制参数原核生物（大肠杆菌）真核生物（人）细胞内复制子的数目（个）1（1）多个（103～104）复制子平均长度（kb）3～9×106约105～106复制方向多为双向多为双向复制速度(bp/s/复制叉)等速（850）等速（60～90）§3-2DNA复制酶和相关蛋白一、DNA聚合酶DNAPolymerase特点：1.以4种dNTP

4、为底物；2.反应需要接受模板指导；3.反应需要有3’-OH存在；4.DNA链的合成方向为5’3’；5.产物DNA的性质与模板相同。(一)DNA聚合酶IDNA聚合酶I是一种多功能酶。包括：5’3’聚合酶活性。3’5’核酸外切酶活性。5’3’核酸外切酶活性。从3′端将DNA链水解，DNA的校对（proofreading）功能。从5′端将DNA链水解，DNA的修复功能。将dNTP加到DNA链的3′-OH上，DNA的聚合功能。klenow片断：用枯草杆菌蛋白酶处理可以将DNA聚合酶I水解为一大一小两个片段。较

5、大的C末端片断分子量为68KD，叫klenow片断，具有5′→3′的聚合酶活性和3′→5′的外切酶活性，常用做体外合成DNA的工具酶。切口平移：DNA聚合酶I的5′→3′核酸外切酶活性从5′端切除DNA受损伤的部位，DNA聚合酶I的5′→3′聚合酶活性随即开始工作，使DNA链向3′端延伸，这称为切口平移（nicktranslation）。在DNA复制中，RNA引物的切除；DNA的损伤修复；在体外，制备高放射性活性的DNA探针。(二)DNA聚合酶Ⅲ多亚基不对称二聚体结构(10种亚基)1.α亚基、ε亚基和

6、θ亚基相连组成核心酶（coreenzyme）α亚基具有5′→3′的聚合酶活性.ε亚基具有3′→5′的外切酶活性.θ亚基可能起组建的作用.2.DNA聚合酶Ⅲ具有持续合成能力.β亚基的功能犹如夹子:提高了酶的持续合成能力.夹子装置器（clamploader）:两个γ亚基与另4个亚基（δ亚基、δ′亚基、χ亚基、ψ亚基）构成γ复合物，其主要功能时帮助β亚基夹住DNA，故称夹子装置器。γ亚基是一种依赖于DNA的ATP酶τ亚基起促使核心酶二聚化的作用二、DNA旋转酶(DNAGyrase)DNA旋转酶每作用一次产生

7、两个负超螺旋,可去除解螺旋产生的扭曲张力.并依赖于β亚基催化ATP水解,以使酶构象复原.DNA旋转酶的抑制剂如香豆霉素、新生霉素、萘啶酮酸等均能抑制细菌的合成.三、DNA解旋酶(DNAHelicase)和单链结合蛋白(Single-strandDNAbindingprotein,SSB)1.DNA解螺旋酶是利用ATP水解获得的能量打断氢键，解开双链DNA并在DNA分子上沿一定方向移动的一类酶的总称。防止核酸水解酶的作用避免解开的单链DNA重新缔合形成双链对单链DNA有很高的亲和性它们与DNA结合时有协

8、同作用2.单链结合蛋白（SSB）：RNA聚合酶[RifS]完成对先导链引物的合成实现DNA复制的转录激活起始引发酶[RifR]完成对后随链引物的合成较先导链的启动落后一个Okazaki片断完成10±NtRNA引物合成后.DNApolII进行DNA链的延伸四、引发酶(Primerase)酶-AMP将腺苷酰基（AMP）转移给DNA切口处的5′磷酰基团，以焦磷酸的形式活化，形成AMP-P-DNA。五、连接酶(Ligase)DNA连接酶催化双股链内相邻单链切口的