2020-3-10第三章DNA复制和修复想一想(DNA Replication and Repair)怎样书写DNA链，怎么区分上游和下游？Sidevk想一想第一节DNA复制的概貌DNA复制不能从头开始，必需有引物！DNA在什么时候进行复制？（原核、真核）一、半保留性怎样证明DNA复制是半保留、半不连续和双向复二、半不连续性制三、复制的原点四、复制的方向五、复制的方式DNA复制在细胞周期的S期一、半保留性1958Meselson-stahl设计的15N标记、CsCl起高心实验mammaliancel细胞生长在15N标记培养基中转入正常N源培养基中分离各代DNA..500-5000bp/mir分析各代DNA的浮力密度DNA:HH-HL→LLE.coli 37 ~CsCI密度梯度离心浮力密度0.5 hN15-DNA1.742g/mlN15-N14-DNA1.717g/ml105bp/minN14-DNA1.710g/ml
2020-3-10 1 怎样书写DNA链，怎么区分上游和下游？ 想一想 第三章 DNA复制和修复 (DNA Replication and Repair) 第一节 DNA复制的概貌 DNA复制不能从头开始，必需有引物！ 一、半保留性 二、半不连续性 三、复制的原点 四、复制的方向 五、复制的方式 想一想 DNA在什么时候进行复制？（原核、真核） 怎样证明DNA复制是半保留、半不连续和双向复 制？ DNA 复制在细胞周期的S期 E.coli 37 ℃ 0.5 h 105 bp/min mammalian cell 500-5000 bp/min 1958 Meselson-stahl 设计的15N 标记、CsCl超离心实验 · 细胞生长在15N 标记培养基中 · 转入正常N源培养基中 · 分离各代DNA · 分析各代DNA的浮力密度 DNA: HH→HL → LL CsCl密度梯度离心 浮力密度 N15－DNA 1.742g/ml N15－N14－DNA 1.717g/ml N14－DNA 1.710g/ml 一、半保留性
2020-3-100复制叉（Replicationfork）：染色体中参与复制的Hybrd活性区域，即复制正在发生的位点复制眼（replicationeye）：电子显微镜下观察正Lght在复制的DNA，复制的区域形如一只眼睛RecaeinLLLHHHmediumUght复制子：从同一复制原点复制的一段DNA序列。ybrDNAReplicationBubble5、半不连续性复制的起始与终止位点有什么特点？DNA三、复制的原点LeadingStrandLagging Strand·富含AT&发夹结构Leading Strand许多酶的结合位点LaggingStra·原核生物：单个真核生物：多个HNA POHIDNAPOHDNA真核生物的多复制子 多个复制眠Orqin1OriqinzAppearanceofeReplicating estructurestructure by electronMeasure ayerage replicon lengthmioscopyAREPLICATION EYEFORMSATHETA1SEOECOSSTRUCTURE IN CIRCULAR DNA.2
2020-3-10 2 15N 标记 DNA 复制叉（Replication fork）：染色体中参与复制的 活性区域，即复制正在发生的位点 复制眼（replication eye）：电子显微镜下观察正 在复制的DNA，复制的区域形如一只眼睛 复制子：从同一复制原点复制的一段DNA序列。 三、复制的原点 •富含AT & 发夹结构 许多酶的结合位点 •原核生物：单个 •真核生物：多个 复制的起始与终止位点有什么特点？ 真核生物的多复制子 多个复制眼
2020-3-10单起点、单方向四、复制方向（原核）单向复制双向复制多起点、单方向(真核)BIDIRECTIONAL REPLICATIONUNIDIREOTIONALREPLCATION单起点、双方向（原核）ReplicationforkReplicationfoReplicationfu多起点、双方向（真Y核)VVARepicatedDNAParenta DN一个复制叉两个复制叉五、复制的方式线性DNA：复制叉式（需特殊机制解决末端问题，否则DNA逐渐编短）环形DNA：复制叉式（0-复制）滚环复制（o-复制）置换式复制（D-环型）线性DNA：复制叉式0-复制Origin1Oriqin2AAppearanceofeReplicating structureMeasure averagerepicon lengtnstructure by electronmioscopyA REPLICATION EYE FORMS ATHETAusedrepliconSTRUCTURE IN CIRCULAR DNA.3
2020-3-10 3 单向复制 双向复制 四、复制方向 一个复制叉 两个复制叉 单起点、单方向 （原核） 多起点、单方向 （真核） 单起点、双方向（原核） 多起点、双方向（真 核） 五、复制的方式 线性DNA： 复制叉式（需特殊机制解决末端问题，否则 DNA逐渐缩短） 环形DNA： 复制叉式（θ-复制） 滚环复制（σ-复制） 置换式复制（D-环型） 线性DNA： 复制叉式 θ-复制
2020-3-10TemnpiateiscircuiarcupiexDNaNAPlICn滚环式复制（rollingccursononestrandedcircle replication)置换式ecshaponowacpenNickatortain(DisplacementDloopepandsClongaton.gf growing strandform)由于复制时产生的滚srowing strandced etrandclis环结构形状象6，又称OriainonOisplacedstrand2Gneyouindiplacedstrandreache复制PHSTaupiexccl线粒体和叶绿体CgptineedseiandationdenerateitiengtrsDNA的复制方式病毒、细菌因子0asn表3-4E.coli的复制基因类变体的表型功能或基因的产物基第二节 原核生物DNA复制duadE.cali复制起始：分子量52KDa亲集于aricdnaB链延长，引发体的组分，六案体，分子量300KD，每细胞20个分子，具有螺策胖活性drucC复制起始和前体片断合成的起始，引发体组分分子量25KDa，六个单体结合于DnaB大肠杆菌DNA的复制过程：六豪体，deD其实就是dnaC，符号dnaD不再使用，draEpol的核心蛋白；具有象合和校对功能、分子蛋132KDa,每细胞20 个分子。起始核糖核苷酸还原酶，又称mdA1Ce引发酶，合成前体片断的引物，单体，分子量60KDe，每组胞75个分子与dnaA类似、延伸还未很好地鉴定，dnohdeal链的廷长、细节不明。终止三、deaK复制起始。细节不明、与累鲲的HSP70有相关性。SdeaN链的延长，Pol全酶的亚基β、分子量37KDa，drap复制起始、细节不明；PolI全酶的亚基，druQF复制的保真度，PolI的全降的至基t，分子量27KDa，deazxF编码71KDa的亚基r，亚基能与模板结合：亚基r在蛋白水解酶作用下生成52KDa的亚基以构成√复合体。长245bpE.coli复制的原点oricdnarF118bp,产物是稀有的tRNAn13bp重复：PolA多功能的Pal 1、随的延长：前体片新连接，S,FDNA 美转酶的亚基、能引人负超螺族，能消除正超螺旋、可为啶酮酸所摔制,RyrA9bp重复：DnaA结合位点ErBS,FDNA美转醇的β亚基、能为香豆带素所抑制.★三个13bp的直复序列4bigDNA连接酶、封合奶刻、连接前体片断，分子量75KDs，每细脑300个分子，BincEtErEsApmendutdUTPasetmarmguyrepF螺旋酶，在复制叉处解开DNA双螺族，带水解ATP，分子量66KDe，每细陷50个分子。GATCTNTTNTTT+四个9bp的蓝复序列Mng尿噻啶-N-糖基酶，从DNA上除去尿噻啶。EEDnaA结合位点PoA,B,C.DRNA聚合酶亚基，复起始，某些体系中合成引物hu[GATCTSYTIATIBATCTNTNTATTGATCTCTIATFAS刺激依赖oriC的DNA复制sbTGTGIATAAF单链DNA结合蛋白，能防止链间或链内形成氢键，复制又的前进，引发过程，链的延48bg长都不能缺少，四案体，分子量74KD，每细胞有300个分子。ITATACACAI1ITGGATAACTTATCCACA(daT)F预引发体及引发体组分，1分子~2分子/复制叉，三聚体，分子量66KDs，每细陷50个分子pdF预引发体及引发体组分。1分子/复制又、分子量55KDa，每细胞有80个分子若干GATC位点C预引发体及引发伴组分。RF预引发体及引发伴组分，4
2020-3-10 4 滚环式复制（rolling circle replication） 由于复制时产生的滚 环结构形状象σ，又称σ 复制 病毒、细菌因子 置换式 （Displacement form ） 线粒体和叶绿体 DNA的复制方式 第二节 原核生物DNA复制 大肠杆菌DNA的复制过程： 一、 起始 二、 延伸 三、 终止 E.coli 复制的原点oriC ♦ 四个9bp的重复序列 DnaA结合位点 ♦ 三个13bp的 重复序列 若干GATC位点 长245bp 13bp重复： 9bp重复：DnaA结合位点
2020-3-10①DnaA蛋白结合oriC，复制起始：②DNA双链局部被打开（需HU蛋白表5-7引物体的组成协助及ATP)辨认起始点亚基质量（kD）蛋白亚基结构③DnaC蛋白及DnaB蛋白结合于起形成单链始点，DnaB蛋白具有解螺旋作用合成引发体76单体PriA(n')合成引物④其他蛋白及引物酶加入，形成引11.5二聚体PriB(n)发体单体23PriC(n")50naADnaB六聚体in29单体DnaC60单体引物酶（DnaG)n.n.n为各该蛋白原来的表示法。冷*引发体组装及引物合成二、复制的延伸复制起点处DnaA识别并结合进入的标志：DNApolII把第一个核苷酸加到引物的3'一OH端一DnaB·DnaC等六聚体形成预引发体（1）复制方向：一个起点双向复制。→复制起点处双链打开(2）链的延长：半不连续复制一DnaG（引物酶）加入形成引发体前导链后随链：第一个风崎片段起始于先导链进入延伸一→引发体中的引物酶合成RNA引物之后。冈崎片段1000～2000NT*DNApolIⅢI等酶结合，完成复制体组装、合复制速度：50,000bp/min成DNA1.大肠杆菌DNA聚合酶DNA的复制延伸用到哪些酶和蛋白质？DNAplolDNAplolDNAplollII引发酶（引物酶）15'>3'聚合酶活性+DNA聚合酶（酶I和酶I）2需要模板、引物5'>3'外切酶活性+DNA解螺旋酶3.-（有条件）单链结合蛋白（SSB)3'>5'外切酶活性x+拓扑异构酶（旋转酶）5校对功能DNA连接酶(proofreading)n.功能修补引物区、DNA损伤DNA复制核糖核酸酶H(RNaseH)7.DNA损伤修修复复5
2020-3-10 5 SSB DnaA 13bp repeats 涉及转录激 活 一、复制起始： 辨认起始点 形成单链 合成引发体 合成引物 ①DnaA蛋白结合oriC， ②DNA双链局部被打开（需HU蛋白 协助及ATP） ③DnaC蛋白及DnaB蛋白结合于起 始点，DnaB蛋白具有解螺旋作用 ④其他蛋白及引物酶加入，形成引 发体 * 引发体组装及引物合成 复制起点处DnaA 识别并结合 →DnaB·DnaC等六聚体形成预引发体 → 复制起点处双链打开 → DnaG（引物酶）加入形成引发体 →引发体中的引物酶合成RNA引物 * DNApol III 等酶结合，完成复制体组装、合 成DNA 二、复制的延伸 进入的标志：DNApol Ш把第一个核苷酸加到 引物的3’－OH端 （1） 复制方向：一个起点双向复制。 （2） 链的延长： 半不连续复制 前导链 后随链：第一个冈崎片段起始于先导链进入延伸 之后。冈崎片段1000～2000NT 复制速度： 50,000bp/min 1. 引发酶（引物酶） 2. DNA聚合酶（酶III和酶I) 3. DNA解螺旋酶 4. 单链结合蛋白（SSB) 5. 拓扑异构酶（旋转酶） 6. DNA连接酶 7. 核糖核酸酶H (RNase H) DNAploI DNAploI I DNAploIII 5’→3’聚合酶活性 需要模板、引物 + + + 5’→3’外切酶活性 （有条件） + - - 3’→5’外切酶活性 校对功能 (proofreading) + + + 功能 修补引物区、 DNA损伤修 复 DNA损伤 修复 DNA复制