复旦大学：《基因组学》课程教学资源（课件讲稿）第11章 基因组的复制

第11章基因组的复制 1原核生物基因组的复制 2真核生物核基因组的复制 3细胞器基因组的复制 5复制的调控

第11章 基因组的复制 1 原核生物基因组的复制 2 真核生物核基因组的复制 3 细胞器基因组的复制 5 复制的调控

DNA复制的起始 1)复制子一复制的单位 2)复制起始点 3)DNA双链的解旋 4)复制起始复合物的组装 5)复制起始与终止

DNA复制的起始 1) 复制子—复制的单位 2) 复制起始点 3) DNA双链的解旋 4) 复制起始复合物的组装 5) 复制起始与终止

复制子( repl icon) 复制子是DNA的复制单位,由复制起始点,复 制顺序和复制终点组成 1)大肠杆菌染色体为一个复制子; 2)啤酒酵母基因组约有300个复制起始点,每 40 kb dna组成一个复制子; 3)人类基因组有20,000个复制起始点,每150 kb一个复制子

复制子（replicon） 复制子是DNA的复制单位, 由复制起始点, 复 制顺序和复制终点组成. 1）大肠杆菌染色体为一个复制子； 2）啤酒酵母基因组约有300个复制起始点, 每 40 kb DNA组成一个复制子； 3）人类基因组有20,000个复制起始点, 每150 kb一个复制子

AmpR or 细菌 与酵 酶切与连接 母复 制起 始点m 的分 离 将大肠杆菌质粒复制起始点切除,然后用相同的限制酶 处理染色体DNA.将缺少复制起始点的载体DNA与染色 体片段连接转化,阳性克隆即含有复制起始点

细菌 与酵 母复 制起 始点 的分 离 将大肠杆菌质粒复制起始点切除, 然后用相同的限制酶 处理染色体DNA. 将缺少复制起始点的载体DNA与染色 体片段连接转化, 阳性克隆即含有复制起始点

大肠杆菌oC的结构与功能 3)许多DNaA蛋白协同结合形成 串接的13b DnaA蛋白与 DnaA蛋白结合的 一个复合物.使oriC包裹在 重复顺序 9bp重复顺序 复合物表面 0r/C位置的%bp 重复顺序结合, 一致顺序 致顺序 GATCTNTTNTTTT TATCCACA 复合物并以消耗ATP的 tV/OX 形式弯曲DNA 14重复顺序按扭曲力压迫而解弯曲DNA产生的 OrIC 4)DnaB(DNA解旋酶)和Dnac蛋白 13bp重复顺序 9bp重复顺序 与起始复合物结合产生复制泡 扭曲力促使富含 AT的13bp重复 DnaB蛋白 顺序解链.暴露 DnaA蛋白与oriC位置 DnaA蛋白 (DNA解旋酶) 9bp重复顺序结合 的单链DNA与 0008Xd SSB(单链结合蛋 复制泡白)结合,形成 DnaC蛋白 复制泡

大肠杆菌oriC的结构与功能 DnaA蛋白与 OriC位置的9bp 重复顺序结合, 并以消耗ATP的 形式弯曲DNA. 弯曲DNA产生的 扭曲力促使富含 AT的13bp重复 顺序解链. 暴露 的单链DNA与 SSB(单链结合蛋 白)结合, 形成 复制泡

DNA复制时解旋单链的维持 ATP ADP 发夹结构 DNA多聚酶ATP心ADP a)DNA解旋酶催化亲链解旋 NA多裝 B亚基,夹板 无SSB蛋白质结合 x的前复制单链DNA 发夹结构 ssB单体 11⊥⊥1A1A上 iL SSE 蛋白质结合的 前复制单链DNA b)SsB蛋白质结合的单链DNA可使DNA链保持解旋状态 注;模板DNA的形成要求a叭NA解旋酶,可使亲链DNA解旋;b)单链DNA结合蛋白 可使延伸的单链保持伸展状态,不形成发夹结构.发夹结构可延缓或阻止DNA复制

DNA复制时解旋单链的维持

复制速率 1)原核生物DNA复制速率约500bp/s; 2)真核生物DNA复制速率约40-50bp/s 真核生物DNA复制速率约为原核生物DNA 复制速率的1/10

复 制 速 率 1) 原核生物DNA复制速率约500 bp/s; 2) 真核生物DNA复制速率约40-50 bp/s. 真核生物DNA复制速率约为原核生物DNA 复制速率的1/10

Polymerase Gene FU unction 大肠 I Repair and replication OB Repair (inducible) IC) Catalytic subunit of DNA polymerase III holoenzyme 杆菌| Repair (inducible) Repair(inducible) 基因 dnac poB naE dnaB dnaQ 组复 polA 0/100 dinB dnax dnaA 制起 onc daN/复制起点 始位 umuDC 点与 dnaG Ter 终止 复制终点 位点 Location of some DNA replication genes on the genetic map

大肠 杆菌 基因 组复 制起 始位 点与 终止 位点

a 复制起始点 注:a)大肠杆菌染色体复制终止顺序(ter)位于 两个彼此相反排列的顺序簇中.分别由3个和4 反时针 顺时针 个重复顺序组成b)由相反方向复制完成后的两 复制叉 复制叉 个环状双链DNA彼此交联形成拓扑连体分子,由 大肠 于交联双链DNA共价连接不能彼此分开,需要大 肠杆菌拓扑酶ⅣV在一条双链DNA的两条单链上产 生切口,使另一条双链环状DNA从缺口处穿过 杆菌 TerG TerB>借此两条染色体彼此分开 TerF TerD k【7TeA TerB TerC 反时针 顺时针 陷阱 复制完成 染色 体复b 连体染色体 制终 止与 分离 DNA拓扑酶ⅣV 楼~ 反时针 复制 分开的染色体

大肠 杆菌 染色 体复 制终 止与 分离

大肠杆菌DNA复制的终止 (A)大肠杆菌基因组 (B)Tus蛋白的作用 复制终止顺序 Tus蛋白 Tus蛋白取向与复制 方向相同,复制叉 可通过Tus蛋白 终止顺序 复制叉被 阻止区 Tus蛋白取向与复制方 向相反,复制叉被阻止

大肠杆菌DNA复制的终止