上海中医药大学：《医用分子生物学》课程教学资源（PPT课件）第四章 遗传信息的的复制

第四章遗传信息的的复制

1 第四章 遗传信息的的复制

基因组复制的四种形式： DNA复制 DNA by RNA中间体复制（少数DNA病毒） RNA复制 (RNA病毒) RNA by DNA中间体复制（逆转录病毒， 真核生物端粒DNA) 2

2 基因组复制的四种形式： DNA复制 DNA by RNA中间体复制（少数DNA病毒） RNA复制 （RNA病毒） RNA by DNA 中间体复制（逆转录病毒， 真核生物端粒DNA）

第一节DNA复制(repl ication) 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 复制特点 1、起始点和方向 (1)复制起始点(origin of replication,ori): 原核生物只有一个 真核生物有多个 单向复制：从两个起点，以反向单一方向复制 (2) 方向： 从一个起点以同一方向复制 P52 双向复制：从一个起点，以两个相反方向复制

3 第一节 DNA复制（replication） 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程 一、复制特点 1、起始点和方向 （1）复制起始点（origin of replication，ori）： 原核生物 只有一个. 真核生物有多个. (2) 方向: 单向复制: 从两个起点,以反向单一方向复制 从一个起点以同一方向复制 双向复制: 从一个起点,以两个相反方向复制. P52

2.复制的方式 (I)半保留复制(semi-conservative repl ication) (2)半不连续复制(semi-discontinuous repl ication) DNA聚合酶只能以5'→3'方向催化合成 前导链(leading strand) 后随链(lagging strand) :岗崎片段

4 2.复制的方式 （1）半保留复制(semi-conservative replication) （2）半不连续复制(semi-discontinuous replication ) DNA 聚合酶只能以5＇3＇方向催化合成 前导链(leading strand) 后随链(lagging strand) :岗崎片段

New strand 尖 DNA polymerase Leading template Single-stranded DNA binding proteins Lagging template Helicase RNA primer N000 Parental DNA DNA primase DNA polymerase Okasaki tragment

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复制的起始 (3)基本过程： 小电影 DNA链的延长 复制的终止 DNA解旋、解链 RNA引物合成 具体： DNA链的延长 切除引物、填补缺口 切除和修复错配碱基 6

6 (3)基本过程: 复制的起始 DNA链的延长 复制的终止 具体: DNA解旋、解链 RNA引物合成 DNA链的延长 切除引物、填补缺口 切除和修复错配碱基 小电影

Pol T Pol 冈奇片段中引物的切除 7

7 冈奇片段中引物的切除

(c) Ligase reaction DNA strand 3-OH+-O一P 05' DNA strand 0 ATP (or NAD+)+Enz ↓ PP;+AMP-Enz (or NMN-Enz) Overall 5 DNA reaction Enz AMP P 5 DNA DNA 3'-OH 0= DNA 30— P 5 DNA AMP 8

8

二、原核生物DNA的复制 (一)参与复制的酶与蛋白质 30多种酶与pr参与 1、 DNA聚合酶(DNA polymerase,DNA pol) 作用：催化DNA合成，需Mg2+ 大肠杆菌有三种： A:聚合作用：5‘→3”， 10nt/sec,20个nt后脱落 DNA pol 1 B:3'5'外切酶活性：校对功能 C:5‘→3’外切酶活性：参与RNA引物的切除、 (三种功能) 修复作用 DNA pol 2 功能不清楚 真正的复制酶，10个亚基组成， 1000nt/sec DNA pol 3 ~5000nt后脱落 3'→5'外切酶活性：校对功能

9 二、原核生物DNA的复制 （一）参与复制的酶与蛋白质 30多种酶与pr参与 1、DNA聚合酶（DNA polymerase，DNA pol） 作用：催化DNA合成，需Mg 2+ 大肠杆菌有三种： A：聚合作用：5‘3’ ，10nt/sec，20个nt后脱落 B：3＇5＇外切酶活性：校对功能 C：5‘3’外切酶活性：参与RNA引物的切除、 修复作用 DNA pol 1 (三种功能) DNA pol 2 功能不清楚 DNA pol 3 真正的复制酶，10个亚基组成， 1000nt/sec ，5000 nt后脱落 3＇5＇外切酶活性：校对功能

2、引物酶： DNA pol只能延长，不能从头合成 需一小段RNA(RNA聚合酶（pr imase)催化完成) 3、解旋及解链的蛋白质 解链酶(DNA hel icase) 拓扑异构酶(DNA topoisomerase,topo) 单链结合蛋白(single strand DNA binding pr,SSB) 4、 DNA连接酶(DNA I igasel):连接DNA分子中的缺口，需ATP 10

10 2、引物酶： DNA pol只能延长，不能从头合成 需一小段RNA（RNA聚合酶（primase）催化完成） 3、解旋及解链的蛋白质 解链酶（DNA helicase） 拓扑异构酶（DNA topoisomerase，topo） 单链结合蛋白（single strand DNA binding pr，SSB） 4、DNA连接酶(DNA ligase): 连接DNA分子中的缺口,需ATP