蛋白质的生物合成 2

蛋白质的生物合成2第1页/共46页22第二节原核生物DNA复制特点只有一个复制起始点双向复制复制速度快引物和冈崎片段长可以连续发动复制第2页/共46页33大肠杆菌DNA聚合酶三类DNA聚合酶Ⅰ---多功能酶5’-3’第3页/共46页4DNA聚合酶Ⅰ的功能5´3´聚合作用5´3´外切酶3´5´外切酶活性功能：对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙进行填补，切除引物。第4页/共46页5

DNApolⅠ利用3´→5´外切活性切除错配的碱基，同时利用5´→3´聚合活性补回正确的核苷酸，这种功能称为即时校读(proofread)。

DNApolⅠ的5´→3´外切酶作用可以与其聚合作用同时发生，产生缺口平移(nicktranslation)、链的置换及模板转辙现象。第5页/共46页6碱基配对正确，DNApolⅠ无活性3´-5´外切活性5´-3´聚合活性DNApolⅠAGdCTPCG5´3´5´3´DNApolⅠ的即时校读功能第6页/共46页7323个氨基酸小片段5核酸外切酶活性大片段/Klenow片段

604个氨基酸DNA聚合酶活性

5核酸外切酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNA-polⅠKlenow片段是实验室合成DNA，进行分子生物学研究中常用的工具酶。

第7页/共46页85'

ucgagcuag-OH3'

5'

ucgagcuagDNApoldNTP5´3´聚合作用3'

agctcgatcgtagcctagcgtagcagtgcacgatc5'3'

agctcgatcgtagcctagcgtagcagtgcacgatc5'catcggatcgcatcgtcacgtgctag3'第8页/共46页95’3’内切酶外切酶外切酶与内切酶作用图解5´3´外切酶活性的功能切除引物，切除突变片段5’3’第9页/共46页105´AGCTTCAGGATA

3´

|||||||||||3´TCGAAGTCCTAG

CGAC5´

35外切酶活性

53外切酶活性?能切除突变的DNA片段。能辨认错配的碱基对，并将其水解。

DNA聚合酶Ⅰ的核酸外切酶活性

第10页/共46页113’5’

外切酶活性校读错配碱基第11页/共46页12模板聚合酶活性位点引物3′→5′外切酶位点第12页/共46页13

DNA-polⅡ（120kD）

DNA-polII基因发生突变，细菌依然能存活。它参与DNA损伤的应急状态修复。

第13页/共46页14功能：原核生物复制延长中真正起催化作用的酶DNA-polⅢ(250kD)10种亚基组成的不对称异源二聚体第14页/共46页15可滑动的夹持器亚基催化亚基3´→5´外切酶亚基前导链合成后随链合成

夹持器装置催化亚基亚基保持核心酶的二聚体结构第15页/共46页16α亚基具有5′→3′方向合成DNA的催化活性ε亚基具有3′→5′外切酶活性，起校对功能，可提高聚合酶Ⅲ复制DNA的保真性亚基可能加强α亚基的作用β亚基犹如夹子，功能是识别引物、夹住DNA

分子向前滑动亚基起着促使核心酶二聚化的作用其余的亚基构成-复合物，主要功能是帮助亚基夹住DNA（也称夹子装置器），并有增强核心酶活性的作用第16页/共46页17大肠杆菌三种DNA聚合酶比较DNA聚合酶Ⅱ分子量每个细胞的分子统计数5´-3´聚合酶作用3´-5´核酸外切酶作用5´-3´核酸外切酶作用转化率主要功能活性（nt/min）

DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶Ⅲ（复合物）109，000400+++1校读,修复1000120，00040++-0.05400，00010-20+++50复制100000特性不清填补缺口50第17页/共46页1818大肠杆菌基因组DNA复制的基本过程起始起始部位的解链oriCDnaA蛋白结合9bp序列13bp重复序列区解链单链结合蛋白结合形成开放复合物第18页/共46页1919局部形成引发体DnaC、B、G和起始点DNA形成复合物，其蛋白质部分在链上移动到合适位置，根据碱基配对的原则，开始催化RNA引物的合成第19页/共46页2020复制的延伸半不连续---前导链的连续合成，随从链合成一段段冈崎片段第20页/共46页2121复制的终止oriC终止序列复制叉终止区终止序列缠绕的环状DNA分子拓扑异构酶II独立的环状DNA分子第21页/共46页2222原核生物基因组DNA复制的典型模式θ型复制---复制从oriC开始以顺时针和逆时针两个方向进行主要的复制方式第22页/共46页2323原核生物DNA复制的调节复制起始频率的调节主要调节复制的起始频率DnaA的浓度对复制的起始具有正调控作用复制频率与细胞分裂周期相适应的机制控制复制起始点的甲基化修饰第23页/共46页24亲代单链A甲基化DNA与细胞膜结合，DNA的甲基化受到抑制OriC中的GATCDamSeqA子代DNA中的A被甲基化Dam第24页/共46页2525第三节真核生物DNA复制1.真核生物染色体DNA复制的共同特点复制时要解开和重新合成核小体结构A.复制速度慢于原核生物—克服核小体结构的空间阻碍B.组蛋白合成与DNA复制同步进行，使DNA边复制，边组装成核小体第25页/共46页26262.多起点复制3.RNA引物片段及冈崎片段长度小于原核生物4.真核生物染色体复制完成后在再进行下一次的复制第26页/共46页2727真核生物染色体DNA复制过程复制的聚合酶和辅助因子五种—α、β、γ、δ、ε分别起着不同的作用第27页/共46页28真核生物的DNA聚合酶第28页/共46页2929

复制的起始和终止起始复制起始点---自主复制序列，能被起始复合物识别酵母复制起始点的结构B3B2B1A复制起始识别序列ARS结合因子1结合位点解链区段起始识别复合物ARS结合结合因子1第29页/共46页30DNA聚合酶与负责的延伸DNA聚合酶α：RNA引物的合成，新的DNA链合成。DNA聚合酶δ：取代DNA聚合酶α，是DNA复制延长的主要酶，这个过程称为聚合酶的切换。PNCA:增值细胞核抗原，可以与DNA聚合酶δ结合，增强其延伸能力。第30页/共46页3131端粒结构和端粒酶在真核生物基因组复制过程中的作用端粒---真核，由DNA和蛋白质组成生物染色体的末段结构端粒酶---逆转录酶，蛋白质和RNA组成，其RNA序列是复制端粒重复序列的模板，具有种属特异性53333555第31页/共46页3232第32页/共46页3333端粒结构是保持真核染色体DNA在复制过程中DNA的长度,保证染色体的稳定性.端粒DNA的长度变短可以导致细胞活性下降，细胞衰老；端粒酶活性过高，端粒DNA不停的延长，细胞不停分裂，有可能产生癌症。第33页/共46页3434线粒体DNA的复制D环复制方式模板双链的复制起点激活有先后，复制的结束时间不同第34页/共46页3535第35页/共46页3636真核生物DNA复制的调控细胞周期过程中的调控在S期进行染色体的双向复制第36页/共46页37DNA合成期哺乳动物的细胞周期第37页/共46页3838真核生物DNA复制的调控细胞周期过程中的调控细胞周期蛋白D激活S期的CDK激活复制许可因子（其此时可以从细胞浆进入细胞核，然后失活）第38页/共46页3939染色体水平调控复制子水平的调控与复制起始复合物的形成和RNA引物的合成等的一些蛋白质和酶来共同参与复制起始位的调控第39页/共46页40第四节某些病毒基因组的复制模板----RNA或DNA酶----聚合酶（RNA或DNA）、蛋白因子复制场所----大部分RNA病毒（逆转录以外）在细胞质中进行大部分DNA病毒在细胞核中需要宿主提供复制的蛋白分子起始的引物多样性第40页/共46页41复制起始复合体引发复制（不需引物）

避免5’-endshortent

pTp-Ser-dCMP

CGSSB+ATP

DNA末端解链

TP

pTP-Ser+

dCTP

pTP-Ser-dCMP

3‘OH●过程

NFⅠNFⅢDBP首先结合到复制起点，然后PTP前段蛋白与聚合酶形成复合物与DNA结合，催化DNA的末端解链。第41页/共46页42腺病毒DNA复制起始G第42页/共46页43第43页/共46页4444反转录病毒基因组的复制反(逆)转录酶-----以RNA

为模