真核生物DNA复制和起始调控分析解析教学教材.ppt

《真核生物DNA复制和起始调控分析解析教学教材.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、真核生物DNA复制和起始调控分析解析JJulianBlow等人提出DNA复制执照假说（DNAreplication-licensingtheory），认为在细胞中必然存在一种因子，能够在G1期与染色质结合，对染色质的DNA复制发行“执照”，引导DNA复制的起始。当DNA一旦复制完成，该执照即行消失，避免复制后的DNA过度复制。第一节DNA复制执照假说实验表明，处于G1期的细胞核加入到非洲爪蟾卵提取物中，该细胞能够进行有效的DNA复制；而G2期的细胞核加入同样的非洲爪蟾卵提取物，该细胞核则不能复制其DNA。如果将G2期的细胞核先去除核膜，

2、再加入该提取物，则能够进行DNA复制。提出复制执照假说的实验对于实验的解释在M期，细胞核膜破裂，胞质中的执照因子与染色质接触并与之结合，使后者获得DNA复制所必需的执照。在子细胞形成的过程中该执照因子被限制在细胞核内。细胞通过G1期进入S期，DNA起始复制。随DNA复制过程的进行，“执照”信号不断减弱直到消失。到达G2期，细胞核不再含有执照信号，DNA复制结束，并不再起始。只有等到下一个M期，染色质再次与胞质中的执照因子接触，重新获得执照，细胞核才能开始新一轮的DNA复制。DNA复制执照因子DNA复制执照因子（DNAreplicatin

3、licensing）:真核细胞中用于精准控制DNA分子在每个细胞周期只复制一次的蛋白质因子DNA复制执照系统的成员DNA复制执照系统主要是由Mcm蛋白（mini-chromosome-maintenanceproteins）复合体结合到染色质的复制起点上来完成的。Mcm蛋白复合体是DNA复制执照系统的主要成员，它是由Mcm1，Mcm2，Mcm3，Mcm4，Mcm5，Mcm6，Mcm7蛋白单体在DNA复制起点上组装而成的一个六聚体。DNA复制执照系统的具体机制M晚期：CDK活性变化引起执照系统被激活，Mcm蛋白复合体结合DNA的复制起点，

4、DNA准备复制。S期：CDK活性变化引起执照系统失活，即在S期，G2期，以及M期早期，新的Mcm蛋白复合体不能再被募集到DNA的复制点上。大量实验表明：DNA复制执照假说涉及的不仅仅是一个蛋白质分子与染色质的结合，而是涉及到一整套调控系统，既保持DNA的有效复制，又保持基因组的完整性与稳定性。第二节DNA复制起始点与前DNA复制复合体组装一、DNA复制起点的确定DNA复制起点是一段相对特殊的DNA序列。在原核生物细菌中，DNA复制只有一个起始位点。而在真核生物中，DNA复制起点有许多个，分布在基因组中，共同起始DNA的复制。不同的真核生

5、物DNA复制起始位点也不相同。在DNA复制起始过程中，由6个亚基组成的复制起点识别复合体（originrecogniyioncomplex,ORC）首先识别并结合到复制起始点上。随后，一系列参与与DNA复制起始的蛋白质如Cdc6、Cdt1、MCM复合体等被依次召集到复制起始位点上，形成前DNA复制复合体（pre-ReplicationComplex,pre-RC）。Pre-RC复合体的组装及其去组装是DNA复制起始点上组装完成及表明该DNA复制起点被发行了执照从而能够起始DNA复制。二、前DNA复制复合体的组装过程三、DNA复制起始点识

6、别复合体的构成和组装ORC：由六个蛋白（或亚基）构成，分别为Orc1、Orc2、Orc3、Orc4、Orc5和Orc6。Orc蛋白在结构和功能上均相当保守。经分析表明，芽殖酵母的ORC仅分布在有限的DNA复制起始位点上。与启动子相关的转录调节因子，可能影响ORC与DNA复制起始位点结合，进而影响DNA复制的起始。ATP的结合与水解也显著影响ORC的功能。在整个细胞周期中，ORC蛋白成员并不是一直以一个复合体的形式存在。ORC对DNA复制起始点的选择缺乏特异性，任何DNA系列都可以作为DNA复制起始点。四、Cdc6蛋白与前DNA复制复合体

7、组装Cdc6(celldivisioncycle6)是参与DNA复制起始过程中的另一个重要蛋白。芽殖酵母Ccd6最早被鉴定出参与DNA复制起始调控。此后，在人、爪蟾、小鼠等相继发现Cdc6，他们在进化过程中显示出高度的序列保守性。Cdc6属于ATP酶家族——AAA+(ATPasesassociatedwithavarietyofcellularactivities)，能够结合且水解ATP。Cdc6的含量在酵母细胞中呈现周期性变化，在G1期晚期开始表达，在G1/S期交界处到达高峰，进入S期后迅速降低，在下一轮G1期的晚期再次升高。芽殖酵母

8、Cdc6与复制起始点上的ORC蛋白直接结合，并参与调控MCM蛋白结合到染色质。细胞进入S期是，即一旦DNA复制开始启动，芽殖酵母Cdc6发生磷酸化，经SCFCDC4（Skp1-CDC53-F-boxprot