高二生物DNA的复制1课件

,DNA的复制,谭红军,1981年美国加利福尼亚大学柏克莱分校波纳教授海斯教授一枚琥珀切片4000万年前一只蚊子的细胞细胞结构惊人地完整,基因工程（重组DNA）相关技术及应用geneticengineering,基因诊断疾病相关基因克隆、印迹技术、探针技术、PCR技术、DNA序列分析、生物芯片技术等基因治疗生物制药转基因动物和植物SupermouseSupertomato,地球上会出现吗？,土豆番茄烟,“鱼人”新人种,爱因斯坦,想象：是科学的翅膀！,教学重点,中心法则DNA复制的概念、特点参与复制的主要物质及其作用,一、中心法则TheCentralDogma,2.中心法则(TheCentralDogma)遗传与进化中的信息流,转录,翻译,逆转录,DNA,RNA,蛋白质,复制,M.Temin,二、DNA的复制DNAReplication,DNA双螺旋结构模型中的重要知识点？,方向相反碱基配对规则（A=TGC）,1.复制(replication)是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。即遗传物质的传代。,2.DNA复制的方式（特征）半保留复制半不连续复制,半保留复制,半不连续性复制（复制叉）,领头链(leadingstrand),随从链(laggingstrand),冈崎片段（Okazakifragment）,领头链leadingstrand合成方向与复制叉解链方向相同，并可连续合成的子链。随从链laggingstrand合成方向与复制叉解链方向相反，并且是不连续合成的子链。岡崎片段okazakifragment在DNA复制过程中，随从链上初合成的不连续的DNA片段。半不连续性复制在DNA复制过程中，领头链连续复制而随从链不连续复制。,1）模板(template)：解开成单链的DNA母链2）底物(substrate)或称原料：dATP、dGTP、dCTP、dTTP3）引物(primer)：复制需要一小段RNA作引物4）能源：需ATP供能，原料dNTP本身也是高能化合物5）酶和蛋白质因子：DNA聚合酶(polymerase)等,3.参与DNA复制的物质及作用,复制过程动画,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,（1）解链酶（helicase）,作用：利用ATP供能，解开DNA双链消耗2ATP/解开1bp可随复制叉的伸展向前移动,也称：解螺旋酶,（2）拓扑异构酶（topoisomerase，Topo）,Topo：拓扑是指物体或图像作弹性位移而又保持物体不变的性质作用：松驰DNA超螺旋，克服扭结现象,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,（2）拓扑异构酶（topoisomerase，Topo）,（3）单链DNA结合蛋白(SSB)(singlestrandDNAbindingprotein),作用：能与DNA单链可逆的结合，其作用有二,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,也称：DNA结合蛋白（DNAbindingprotein，DBP),防止DNA复性防止DNA单链模板被水解,（4）引物酶（primase）,模板以DNA单链为模板底物NTP（ATP、GTP、CTP、UTP）按碱基配对原则（A=UGC）按53方向,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,作用：复制起始时催化生成RNA引物本质：是一种RNA聚合酶（可以使两个游离的NTP聚合，此不同于催化转录过程的RNA聚合酶）,（5）（6）DNA聚合酶,全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNAdependentDNApolymerase)简称：DNApol（DDDP）,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,A.Kornberg试管内实验证实加有:模板、底物、引物该酶可催化新链DNA生成,（5）（6）DNA聚合酶,DNApol（DDDP）主要作用：53的聚合活性,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,dTTP,3,（5）（6）DNA聚合酶,机理：使核苷酸之间生成3，5磷酸二酯键主要作用：53的聚合活性模板以DNA单链为模板底物dNTP（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）引物以小片段RNA为引物注：引物的原料（ATP、GTP、CTP、UTP）按碱基配对原则（A=TGC）按53方向在RNA引物的3-OH末端上开始逐个添加dNTP,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,领头链(leadingstrand),随从链(laggingstrand),冈崎片段（Okazakifragment）,DNA聚合反应（新链生成）的特点,需要模板,具方向性新链的延长53,需要引物,（5）（6）DNA聚合酶,E.coli大肠杆菌DNA聚合酶的作用,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,（7）DNA连接酶(DNAligase),作用：消耗ATP，将随从链中相邻的两个DNA片段连接起来催化同一模板DNA链上的两个相邻DNA片段的3端与5端间形成磷酸二酯键，把相邻的两段DNA连成完整的链,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,起始:形成复制叉replicationfork需解决两个问题DNA解开成单链，提供模板合成RNA引物，提供3-OH末端,4.DNA复制的过程,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,起始延长终止,Topo,引物酶,延长:DNA-pol(DDDP-)的53的聚合活性使核苷酸之间生成3，5磷酸二酯键模板以DNA单链为模板底物dNTP（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）引物以小片段RNA为引物，在RNA引物的3-OH末端上开始逐个添加dNTP按碱基配对原则（A=TGC）按53方向,4.DNA复制的过程,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,起始延长终止,OH3,3,目录,4.DNA复制的过程,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,起始延长终止,终止:随从链上不连续性片段的连接,解链酶拓扑异构酶SSB引物酶DDDP-DDDP-连接酶,起始延长终止,复制过程动画,5.半保留复制的意义,保证了物种遗传的稳定性(高保真性、保守性)是物种稳定的分子基础，但不是绝对的。按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的稳定性。,小结1：E.coli（原核生物）DNA复制,小结1：E.coli（原核生物）DNA复制,小结1：E.coli（原核生物）DNA复制,小结1：E.coli（原核生物）DNA复制,小结1：E.coli（原核生物）DNA复制,小结2：归纳与比较,小结2：归纳与比较,基因诊断在法医学上的应用：物证检验个体识别亲子鉴定荔枝DNA找到杀人者被害人：12岁女孩，死者胃里发现咖啡色肉丝状物嫌疑人：家中发现一些荔枝壳和核植物DNA检验技术：进行DNA扩增检验，证明肉丝状物（果肉）和外壳呈现相同DNA谱带，而市场上随机购买的荔枝却与前两者的DNA谱带不同说明事实：两者DNA具有同源性（同一棵树上结的果实）,小结3：应用与思考,聚合酶链反应PCR（PolymeraseChainReaction）是一种体外的特异DNA扩增技术。KaryMullis于1