第12章DNA复制.ppt

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1、第十二章DNA复制第一节DNA复制方式及有关的酶第二节DNA复制机制第三节RNA生物合成第一节DNA复制方式及有关的酶目的要求了解DNA半保留复制的实验原理理解DNA复制的起始和方向掌握与DNA复制有关的主要酶与蛋白质必须掌握半不连续复制重点难点重点：与DNA复制有关的主要酶与蛋白质，半不连续复制概念难点：DNA复制的起始和方向，与DNA复制有关的主要酶与蛋白质，半不连续复制概念几个重要概念复制：以原来的DNA分子为模板合成出相同的DNA分子的过程。转录：以DNA分子为模板合成出相应RNA的过程。翻译：以m

2、RNA为模板合成相应的蛋白质肽链的过程。一．DNA的半保留复制1．半保留复制：复制DNA时，碱基间氢键破裂，双链解旋、分开，分别以两个单键为模板，合成新键，新形成的DNA分子中有一条是新合成的，一条是来自旧链，此过程由一个DNA合成为两个DNA分子。.通过半保留复制说明DNA在遗传上的稳定性DNA半保留复制是指DNA复制时，以双链DNA的每一条链为模板复制互补的子链，并以模板链和新合成的链构成子代DNA分子。这样的复制方式可是最大程度上使子代DNA和亲代DNA相同(至少有一条链完全相同，另一条链如复制时不出

3、错也会完全相同)，从而使DNA在遗传上保持稳定，即子代DNA与亲代DNA相同。通过半保留复制说明DNA在遗传上的稳定性2．实验证据：1）Watson和Crick在提出DNA双螺旋结构以推测DNA合成为半保留复制。2）大肠杆菌DNA的复制实验1958年Meselson和Stahl用15N标记大肠杆菌DNA，证明了半保留复制。大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基上培养12代，使所有DNA都标记上15N。再在含14N的培养基上培养一代，则DNA的一半含15N，一半含14N；两代时14N-DNA与14N--

4、15N—DNA等量；14N--15N—DNA加热时，分成14N链和15N链。从而证明DNA是半保留复制的。3）研究证明半保留复制是DNA分子普遍的复制机制。无论原核生物还是真核生物；无论双链DNA，还是单链DNA。3．DNA在代谢上的稳定性１）经过多代的复制后，DNA的多核苷酸链仍可保持完整，并存在于后代而不被分解掉（以分裂方式繁殖的单细胞生物）2）DNA比细胞中其他成分要稳定，这与其遗传功能相符合。3）DNA也会发生损伤，需要修复复制和转录时会有损耗，需要更新；发育和分化时，DNA可能进行修饰、删除、扩增

5、和重排。4）从进化的角度上，DNA是处于不断变异和发展中。二．复制的起点和单位1．复制子：基因组能独立进行复制的单位。2．起点：每个复制子都含有控制复制起始的起点，可能还有终止复制的终点。3．复制方式：1）单向复制：从起点向一个方向复制，只有一个复制叉。2）双向复制：从起点向两侧复制，有两个复制叉。3）对称复制：两条链同时进行复制。4）不对称复制：顺序复制两条链（先、后）。复制方式4．例：1）真核生物DNA：为线性分子，含许多复制起点，即多复制子。2）病毒DNA的复制方式：是一个复制子，可双向、单向；对称、

6、不对称复制。5．复制方向的判断（放射自显影）复制开始时，用低放射3H-脱氧胸苷标记，将来感光还原的银密度低；再转移到含高放射3H-脱氧胸苷培养基，则继续合成区的银密度高；如单向复制，则密度为：高—低；双向复制，密度为：中低，两侧高。大多数生物染色体DNA是双向、不对称复制的。三．DNA聚合反应的有关酶1．DNA聚合反应和聚合酶1956年，Kornberg从大肠杆菌提取液中发现DNA聚合酶，在有适量DNA和Mg2+存在下，可催化dATP,dCTP,dGTP和dTTP形成DNA。（不能用相应的dNDP、NMP代

7、替相应的dNTP）反应为：dNTP依次加到作为引物的DNA未端，放出ppi1）链的延长方向：从5`向3`方向延长，即DNA的3`-OH与NTP的5`-P结合。2）必须有引物（核酸链存在）3）加入的核苷酸顺序由模板链决定4）产物DNA与DNA聚合酶的来源，dNTP的相对比例无关，只取决于模板DNA。5）生成与模板DNA相同的DNA，证明在DNA合成酶作用下，模板DNA的两条链都可复制（以上为PCR—DNA聚合酶链式反应的基础）dNTP+DNA[dNMP]n(DNA)+nPPi聚合酶Mg2+DNA聚合酶的特点：

8、以dNTP为底物；需DNA模板；需引物3`-OH；链处长方向为5`---3`2．大肠杆菌DNA聚合酶有三种，分别为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ1）共性：需要模板；需要dNTP底物；需要3`-OH的引物链。2）不同Ⅱ和Ⅲ可作用于小段缺口（小于100个核苷酸）的双链DNAⅠ作用于有大段单链区的双链DNA，或单链DNA。3）Ⅲ是大肠杆菌DNA合成的主要酶；Ⅱ是DNA损伤修复酶；Ⅰ可能也起修复作用。3．真核生物DNA聚合酶有五种：αβεδ