DNA合成过程讲解

1、 第三节第三节DNA生物合成过程生物合成过程 DNA合成期合成期MG2G1S哺乳动物的细胞周期 一、复制的起始一、复制的起始几个相关概念：几个相关概念：1. 复制起始点复制起始点 (origin, ori) 原核生物只有一个复制起始点；原核生物只有一个复制起始点；真核生物染色体真核生物染色体DNA有多个复制起始有多个复制起始 点，同时形成多个复制单位，点，同时形成多个复制单位， 两个起始点两个起始点 之间的之间的DNA片段称为片段称为复制子复制子(replicon)。 2. 复制叉复制叉 (replication fork) 复制时双链打开，分开成两股，新链沿复制时双链打开，分开成两股，新链沿

2、着张开的模板生成，复制中形成的这种着张开的模板生成，复制中形成的这种Y字形的结构称为字形的结构称为复制叉复制叉。35535353复制方向 3. 双向复制双向复制 (bidirectional replication)原核生物的复原核生物的复制是从一个起始点制是从一个起始点开始，同时向两个开始，同时向两个方向进行，称为方向进行，称为双双向复制向复制。复制中的。复制中的DNA成为成为 状。状。 DNA复制的起始就是要解开双链和生成复制的起始就是要解开双链和生成引物。引物。( (一一)DNA)DNA解成单链解成单链 由拓扑异构酶松弛超螺旋，解螺旋酶由拓扑异构酶松弛超螺旋，解螺旋酶 解开双链，解开双链

3、，SSBSSB结合到单链上使其稳定。结合到单链上使其稳定。 复制起始的解链需复制起始的解链需要多种蛋白质参与。这要多种蛋白质参与。这些蛋白质与复制起始点些蛋白质与复制起始点的特有序列结合，促使的特有序列结合，促使其邻近的其邻近的DNADNA解链。解链。 ( (二二) )引物合成引物合成引发体引导引物酶到达适当的位置合成引物。引发体引导引物酶到达适当的位置合成引物。Dna ADna BDna CDNA拓异构酶5335 引物长度约为十几个到几十个核引物长度约为十几个到几十个核 苷酸不等。引物的合成方向也是苷酸不等。引物的合成方向也是5 5 33 方向。方向。DNADNA的聚合就是在引物的的聚合就是

4、在引物的3 3 OHOH 上进行的。上进行的。 二、复制的延长二、复制的延长 在在DNA聚合酶催化下，以解开的聚合酶催化下，以解开的 单链为模板，以四种单链为模板，以四种dNTP为原料，进为原料，进 行聚合作用。即新进入的行聚合作用。即新进入的 dNTP 与引物与引物 3 OH形成磷酸二酯键，由形成磷酸二酯键，由5 3 方方向延长子链。向延长子链。 535DNA-pol IIIdCTPdTTPdGTPdATPdTTPdCTPdATPdGTP (一一) 半不连续复制半不连续复制领头链领头链 (leading strand)顺着解链方向生成的子链，其复制是顺着解链方向生成的子链，其复制是连续进行的

5、，得到一条连续的子链。连续进行的，得到一条连续的子链。53355解链方向3 随从链随从链 (lagging strand) 复制方向与解链方向相反，须等解开复制方向与解链方向相反，须等解开足够长度的模板链才能继续复制，得到足够长度的模板链才能继续复制，得到的子链由不连续的片段所组成。的子链由不连续的片段所组成。53355解链方向33553 冈崎片段冈崎片段：1968年日本生化学者冈崎用电镜及放射年日本生化学者冈崎用电镜及放射 自显影技术，观察到自显影技术，观察到DNA复制中出现一复制中出现一 些不连续的片段些不连续的片段，因而将这些不连续的，因而将这些不连续的 片段称为冈崎片段。片段称为冈崎片

6、段。原核生物的冈崎片段为一至二千个核苷原核生物的冈崎片段为一至二千个核苷 酸，真核生物约为数百个核苷酸。酸，真核生物约为数百个核苷酸。 (二二) 滚环复制滚环复制(rolling circle replication)一些简单低等生物或染色体以外的一些简单低等生物或染色体以外的DNA 复制的特殊形式。复制的特殊形式。535353 三、复制的终止三、复制的终止1. 1. 随从链不连续片段的连接随从链不连续片段的连接2. 2. 原核生物在复制终止点的汇合原核生物在复制终止点的汇合3.3. 真核生物端粒的合成真核生物端粒的合成 (一一)不连续片段的连接不连续片段的连接3553RNA酶POH3553D

7、NA聚合酶P3553dNTPDNA连接酶3553ATP (二二)原核生物复制的终止原核生物复制的终止原核生物环状原核生物环状DNA为双向复制，为双向复制， 复制片段在复制的终止点汇合。每个复制片段在复制的终止点汇合。每个 方向的领头链和相反方向的随从链的方向的领头链和相反方向的随从链的 连接与不连续片段的连接相同。连接与不连续片段的连接相同。 (三三)真核生物复制的终止真核生物复制的终止染色体染色体DNA呈线性，复制在末端停止。呈线性，复制在末端停止。35533553不连续片段的连接35533553 端粒端粒(telomere)真核生物染色体线性真核生物染色体线性DNA分子末分子末 端的结构。端的结构。 结构特点：结构特点：1. 由末端单链由末端单链DNA序列和蛋白质构成序列和蛋白质构成2. 末端末端DNA序列是多次重复的富含序列是多次重复的富含G、C 碱基的短序列碱基的短序列 功能：功能：1. 维持染色体的稳定性维持染色体的稳定性 2. 维持维持DNA复制的完整性复制的完整性 端粒酶端粒酶(telomerase) 特点：特点：1. 由由RNA和蛋白质构成的复合物和蛋白质构成的复合物2. 为特殊的逆转录酶，能以自身的为特殊的逆转录酶，能以自身的RNA为为模板逆转录合成端粒模板逆转录合成端粒DNA 功能：功能：合成端粒合成端粒DNA