现代分子生物学-05DNA复制ppt课件.ppt

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1、5DNA复制(DNAReplication)5.1.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：基因的自我复制控制性状的表达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（复制子）;●Replisome（复制复合体）;AunitofthegenomeinwhichDNAcontainare

2、gionfromorigintoterminatorThemultiprotein(30±)structurethatassemblesatreplicatingforktoundertakesynthesisofDNADNAreplicationatphaseSofcellcycleE.coli37℃0.5h105bp/minS6-8hsM1hG23-4hsmammaliancell22-25hrs500-5000bp/minG112hs5.2.复制起点与方向（replicationorigin&direction）richAT&palindrom（回文）Enzymesbindi

3、ngsite300bp±inreplicationorigin0fProkaryoteATrich复制的多模式单起点、单方向多起点、单方向单起点、双方向多起点、双方向模式？单起点、双方向子链DNA延伸方向DNApolymerasereactsonthe3’endonly5’OHTCATCAC5’OH3’NewDNAelongationfrom5’to3’directionpppOHC++ppi进化中保留的深刻的、选择与适应的、化学及功能的根源如果DNA的延伸方向是3’→5’ATCG+5’pppOH3’GpppOHGATCG5’pppOH3’ATCG+5’pppOH3’GpppOHG

4、5’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’端碱基配对困难需要其他机制以解脱碱基发生错配后的校正……费时、费能、增加脱磷酸、加磷酸的能量消耗ATCGpppOH+pppApOHTCGpppOHTCGTCGpppOH5.3.DNA的半保留复制（Semi-ConservationReplication）1958Meselson-stahl(CsClgradientcentrifuge，梯度离心)Sgenerations01.02

5、.03.04.00+2.00+4.0N15N14DNASemi-ConservationReplication3‘5‘3‘5‘OK!How?5‘3‘5‘3‘为了解释DNA的等速复制现象,日本学者冈崎(Okazaki)等提出了DNA的半不连续复制模型(semi-discontinuousreplication).a)Okazakifragment1968E.coli[t-]2’’,7’’,15’’,60’’pulse-labelingindT-H3stopinKCN0℃D.S.DNAS.S.DNADensitygradientofsucrose(蔗糖密度梯度离心）（测定）Measur

6、eH3-Tpulse-chase20℃indT-H330’’transfertodTthencontinueH3-Tpulse-chasepulse-labelingn’60’’15’’7’’2’’10S(1kb)40S(Prok.400Nt/sec)DNAreplicationinOkazakifragment1kbAtleastonestrandofDNAreplicationinOkazakifragment1kb5‘3‘5‘3‘DNAreplicationinOkazakifragment1kb5‘3‘5‘3‘（semi-discontinuousreplication!）

7、半不连续复制（semi-discontinuousreplication）证据dUmpfragmentinDNAdUTP:dTTP=1：300incell---A-------T--------G--------C----AUGU少数dUTPDNA中不能有U?---A-------T----突变频率=1/1200！？---A------A------U---------UngaseU尿嘧啶-N-糖基酶UUdenaturedumpfragment~1200base~Ok