分子生物学之DNA复制

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1、第3章DNA复制(DNAReplication)3.1.基本概念3.2.复制起点与方向3.3.Semi-ConservationReplication3.4.复制的方式3.5.线状DNA的复制3.7.DNA复制的基因与酶类体系3.8.DNA复制速率及拷贝数的调控3.9.MethylationofDNA3.6.TheterminationofDNA3.1.基本概念(BasicConcept)遗传物质的分子机制分子生物学的核心Watson&Crick:一种遗传物质，必须能行使两种功能，即自我复制和对细胞的高度特异性的影响遗传物质的基本属性：基因的自我复

2、制基因的突变控制性状的表达DNA复制亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下，分别以每单链DNA分子为模板，聚合与自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代DNA分子的过程。●Replicon;基因组中能独立进行复制的单位。●Replisome;AunitofthegenomeinwhichDNAcontainaregionfromorigintoterminatorThemultiprotein(30±)structurethatassemblesatreplicatingforktoundertakesynt

3、hesisofDNADNAreplicationatphaseSofcellcycleE.coli37℃0.5h105bp/minS6-8hsM1hG23-4hsmammaliancell22-25hrs500-5000bp/minG112hs?3.2.复制起点与方向（replicationorigin&direction）richAT&palindromEnzymesbindingsite复制起点的特征E.coli复制起点oriC245bp,序列保守成串排列的三个13bp序列四个9bp序列DnaA蛋白结合位点真核生物复制起点的研究是以酵母为基础的

4、ARS(automaticReplicationSequence)自主复制序列ARS1(A,B1,B2,B3)A区具有高度保守性B区变化较大ATrich复制的多模式单起点、单方向单起点、双方向多起点、双方向1963Cairns37℃,5ci/mMH3-T,6min37℃,52ci/mMH3-T,6min42℃,T,onecircleDNA双向复制的证据模式？E.colimut.ts复制发动温度敏感突变型42℃不能发动DNA复制、但可完成DNA延伸模式？单起点、双方向两个复制叉子链DNA延伸方向DNApolymerasereactsonthe3’en

5、donly5’OHTCATCAC5’OH3’NewDNAelongationfrom5’to3’directionpppOHC++ppi如果DNA的延伸方向是3’→5’ATCG+5’pppOH3’GpppOHGATCG5’pppOH3’ATCG+5’pppOH3’GpppOHG5’ppp因能量的需要，DNA的5’端必须带有PPP游离dNTP具有ppppppOH3’ATCG在0.2MNaCl的生理环境中，磷酸基团间的强电负性，使dNTP难以聚合到DNA的5’端，而且双链DNA的5’端碱基配对困难。碱基发生错配后的校正……费时、费能（增加脱磷酸、加磷酸

6、的能量消耗）ATCGpppOH+pppApOHTCGpppOHTCGTCGpppOH3.3.DNA的半保留复制（Semi-ConservationReplication）半保留复制的实验验证3‘5‘3‘5‘OK!How?5‘3‘5‘3‘onestrandofDNAreplicationinOkazakifragment1kb5‘3‘5‘3‘5‘3‘5‘3‘（semi-discontinuousreplication!）？a)Okazakifragment1968ReijiOkazaki半不连续复制（semi-discontinuousreplica

7、tion）证据Okazaki片段的发现，为不连续复制提供了有力的证据。Prok.1-2kb,Euk.0.1-0.2kb在复制叉上发生一条新链为连续合成，另一条链为不连续合成的复制机制。leadingstrandlaggingstrandleadingstrand（前导链）：连续复制laggingstrand（后随链）：按Okazaki片段不连续复制3.4.DNA复制的方式(DNAreplicationmodel)startingpoint→RNAprimer→transcriptionactivation→leadingstrand→fork→la

8、ggingstrand●复制叉式（replicationfork）环状DNA复制（θform，50，000bp/min)多