《分子生物学》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 DNA的复制 DNA Replication

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CHAPTER 3 DNA Replication

What is the gene?Basic property复制ReplicationExpressionDNADouble HelixmodelMutation1953J.Watsonand F.Crick

What is the gene? Basic property Replication Expression Mutation DNA Double Helix model 1953 J .Watson and F. Crick 复制 Replication

3.1基本概念(Basic Concept

3.1 基 本 概 念 ( Basic Concept )

DNA复制的基本概念：亲代双链DNA分子，在DNA聚合酶的作用下分别以每条单链DNA分子为模板从5'>3’方向，按A/T，C/G的原则聚合与碱基互补配对的核苷酸合成两条与亲代DNA分子相同的子代DNA分子的过程

DNA复制的基本概念： • 亲代双链DNA分子，在DNA聚合酶的作用下， • 分别以每条单链DNA分子为模板， • 从5’ 3’方向，按A／T，C／G的原则， • 聚合与碱基互补配对的核苷酸, • 合成两条与亲代DNA分子相同的子代DNA分子的过程

（复制子）RepliconA unit of the genome in which contain a DNAreplication region from origin to terminator（复制体）ReplisomeThe multi proteins (30 ±) structure that assembles atreplicating fork to undertake synthesis of DNA

• Replicon （复制子） • Replisome （复制体） A unit of the genome in which contain a DNA replication region from origin to terminator The multi proteins (30±) structure that assembles at replicating fork to undertake synthesis of DNA

DNA replication at phase S of cell cycleMG21hmammalian cellE.coli37℃G13-4hs0.5 h22-25hrs12hs500-5000bp/minS105 bp/min6-8hs福

DNA replication at phase S of cell cycle E.coli 37 ℃ 0.5 h 105 bp/min S 6-8hs M G2 1h 3-4hs mammalian cell 22-25hrs 500-5000 bp/min G1 12hs ?

复制机理的复杂性D.S. DNAS.S.DNA能量的供求超螺旋线状，开环状构型的变化多种酶类的互作Replisome(修复，校正）复制的准确性研究试材的特殊性（温度敏感型ts，突变抑制体系Su）DNA复制速度(E.coli105bp/min，高速旋转100km/h！?）缺乏统一的模式(D.S. DNA, S.S. DNA, Linear DNA....)

• 复制机理的复杂性 D.S. DNA S.S. DNA 能量的供求 构型的变化 超螺旋 线状，开环状 多种酶类的互作 Replisome 复制的准确性 （修复，校正） 研究试材的特殊性 （温度敏感型ts，突变抑制体系Su） DNA复制速度 (E.coli 105 bp/min ，高速旋转 100km/h ！?) 缺乏统一的模式 (D.S. DNA, S.S. DNA, Linear DNA.)

3.2复制起点与方向(replication origin & direction

3.2 复制起点与方向 （replication origin & direction ）

isolation of oriCoriCECofDNARERERestrictionRestrictionendonucleaseendonucleaseoriAmpetc,LigaseoncAmeTransformation,plate.onampicillinNo growthGrowthNogrowth

isolation of oriC

复制起点的特征AutonomouslyReplicatingSequence(ARS)245bpminimal originofreplication richATinProk中aDNApolymerase (DnaA)binding site50100BgillBgillGGATCCTGgnTATTAAAAAGAAGATCTnTTTATTAGAGATCTGTTnTATTGTGATCTCTTATTAGGATCGnnntnnnnTGTGGATAAgnngGATCCnnnAT0000CACTGCCCCAAGGGCGGoricCOOGTGTGGCCGCCAGGCAG-ACTCTCTAGTCGACGTAGGCTTGTCTGTCGCGACATGACGTCGTGTTCGTTTATTCAT20010115--1RNApol bootupprimer!CACAgCtCAAnTTtAAGATCAAnnnnnTggnAAGGATCncTAnCTGTGAATGATCGGTGATATT<CAACC GGAATAAAAACAGGTACATTGCGTGGAGcCOATACATTTAAGGGTAACGCTAAGTGAAGGAGCCGTT AAGGCTTTATTTGTAcACGGAAGAGAAGGCGTCT+201250AAAnCgnACaaCGGTTaTTCTTTGGATAACTACCGGTTGATCCAAGCTTTtnAnCAgAGTTATCCACAntnGAnnGcnn-GAT:ConsensussequenceGGGTATCCACEscherichiaCTGAAAACCTGAATC.AACCCGTATGCACSalmonellaGTGAATCTGGGGGAAAGCTGCGGCATEnterobacteAAAATAGTGAAAATAT-KlebsiellaTTCAGGTTCGGGGCTTA ACCAGAA TAGTTCACTCCG-AErwiniaACGCA

复制起点的特征 Autonomously Replicating Sequence（ARS） J. W. Zyskind ：确定E.coli oriC其最小区段为245bp， 5种细菌的oriC序列进行比较分析发现； a）245bp minimal origin of replication rich AT in Prok . DNA polymerase (DnaA) binding site oriC RNA pol boot up primer！