1、1 第 13章 DNA的生物合成 -复制 2 分子生物学的中心法则 (central dogma) DNA RNA 蛋白质 复制 转录 翻译 逆转录 RNA复制 3 13.1参与 DNA复制的酶类和蛋白质 DNA链合成的条件 dNTP Mg+ 3-OH引物 DNA模板 酶和蛋白质因子 4 5 6 13.1.1 原核生物 13.1.1.1 拓扑异构酶 13.1.1.2 解旋酶 13.1.1.3 单链 DNA结合蛋白 7 13.1.1.4 引物酶 RNA引物的合成是复制起始所必需的 与其他蛋白质一道形成引发体后才起作用 合成 RNA引物 8 13.1.1.5 大肠杆菌 DNA聚合酶 3,5-磷酸二
2、酯键 3 5 图 12-4 9 10 （ 1） DNA聚合酶 多功能酶 5 3 外切酶 3 5 外切酶 5 3 聚合酶 切除 RNA引物， 填补空缺 损伤后修复 （ 2） DNA聚合酶 多功能酶 5 3 聚合酶 3 5 外切酶 DNA复制的主要酶 高续进性 高聚合酶活性 高产物真实性 11 DNA聚合酶 多功能酶 5 3 外切酶 3 5 外切酶 5 3 聚合酶 单链多肽（ Zn2+） 大小二个片段 切除 RNA引物， 填补空缺 损伤后修复 DNA聚合酶 多功能酶 5 3 聚合酶 3 5 外切酶 不对称二聚体 单体 1-前导链 /单体 2-随从链 DNA复制的主要酶 高续进性 高聚合酶活性 高产
3、物真实性 12 3 5 5 3 外切酶 聚合酶 N C 5 3 外切酶 小片段 大片段（ klenow片段） 切除 RNA引物 损伤修复 校读功能 （ 常用的工具酶） DNA聚合酶 （ DNA Polymerase ） Kornberg酶 、 DNA指导的 DNA聚合酶 （ DNA-Directed DNA Polymerase, DDDP） 聚合功能 13 DNA聚合酶 全酶 （ DNA Polymerase holoenzyme） 10种亚基组成，含锌 2 (4 个 ) DNA聚合酶 全酶 核心聚合酶 连接两个核心聚合酶 夹钳装置复合体 星环状 ,容纳 DNA双链 14 Sliding c
4、lamp subunits 聚合酶活性 聚合酶活性 3 5 外切活性 复合物， 促进 亚基结合于 DNA DNA pol III （复制酶） 无 5-3 外切酶活性 组成核心酶 促进核心酶 形成二聚体 组装 2 15 16 13.1.6 DNA连接酶 催化二段 DNA链之间 3,5 磷酸二酯键的形成 3 OH 5 5 3 O O- P O O- 有缺口的 DNA链 DNA连接酶 ATP AMP+PPi O O P O O- 5 3 缺口封闭 或 NAD供能 17 应用 : （ 1）岗崎片段之间的连接 （ 2） DNA损伤修复中的连接 18 19 13.2 DNA的复制的过程 20 DNA复制的
5、过程 (起始、延伸、终止） 确定复制的 起始点 解开双链 DNA,提供单链 DNA模板 形成 复制叉 DNA合成的 起始 和 延长 形成带有新合成的 DNA片段的 复制泡 复制的 终止 21 13.2.1 DNA复制的起始点和方向 原点 复制叉（眼） 22 原核生物 双向复制 （ 型复制） 特定起始点： oriC 真核生物 多个复制单位 （复制泡） （复制起始点 +复制叉） 多个起始点 复制的方向 23 大肠杆菌复制起始点 oriC的结构 （ 1） 9个核苷酸的重复序列 4个 （ 2） 13个核苷酸的重复序列 3个 24 13.2.2.1 双螺旋解开 13.2.2.2 形成起始复合物 25 原
6、核生物双向复制（ 型复制） 26 真核生物复制泡（复制起始点 +复制叉） 27 DNA双链复制起始点 dnaA dnaB/dnaC DNA双链解开成 单链 DNA SSB 引物酶 RNA引物 /3-OH DNA聚合酶 dNTP 和 3-OH形成 35磷酸二酯键 解旋酶 SSB SSB 3 3 5 5 引发体 解旋酶 拓扑异构酶 28 13.2.3 复制的延伸 1.DNA聚合酶 的作用 2.前导链 合成 1000-2000个核苷酸后， 3.随从链 开始合成，岗崎片段的长度 为 1000-2000个（大肠杆菌） 4. Pol 为不对称二聚体： 一个作用于前导链 另一个作用于随从链 (loop) 29 半不连续复制 （ semidiscontinuous replication） 体内仅存在 5 3的 DNA聚合酶 30 5 5 3 3 5 5 3 3 5 5 3 3 前导链 随从链 岗崎片段 半不连续复制
