1、Chapter 13,THE REPLICON 复制子,13.1 Introduction引言,复制眼形成复制泡.,13.2 Replicons can be linear or circular. 复制子可以是线性的, 或是环状的.,复制区看上去就像是在非复制DNA内的一只眼睛. 复制叉在起始点启动, 随后沿DNA链延伸. 在起始点只产生一个复制叉时, 复制是单向的. 当起始点上产生两个朝相反方向移动的复制叉时, 复制是双向的.,已复制的DNA看起来像一个复制眼, 两边是还未经过复制的DNA. 复制子可以是单向的也可以是双向的, 这取决于在复制起始点形成一个还是两个复制叉.,13.4 The
2、 bacterial genome is a single circular replicon. 细菌基因组是单一的环状复制子.,细菌通常是环状的, 从唯一的起始点启动双向复制. 大肠杆菌的起始点oriC长度为245bp. 两个复制叉通常在圆环的半途相遇, 但是如果它们走得太远会有ter位点引起终止.,大肠杆菌复制终点定位偏离复制叉实际相遇点.,13.5 Each eukaryotic chromosome contains many replicons. 每条真核生物细胞染色体包含许多个复制子.,真核生物的复制子长40-100kbp. 一条染色体被分成许多个复制子. 一个个复制子在S期内的特
3、定时刻被激活.,13.6 Replication origins can be isolated in yeast.从酵母中分离复制起始点.,酿酒酵母的复制起始点是短而富含AT的序列, 有一个11bp的必需序列. ORC结合于ARS, 它是一个由6种蛋白质组成的复合物.,一个自主复制序列(ARS)约有50bp, 包含一个共有序列(A)和附加元件(B1-B3).,13.7 D loops maintain mitochondrial origins. D环维持线粒体起始点.,线粒体使用不同的起始点序列去启动每条DNA链的复制. H链在D环中启动复制. 当第一个复制叉移动使L链的起始点暴露时, L
4、链就启动复制.,哺乳动物的线粒体DNA维持一个开放形式, 每条链的复制有一个独立的复制起始点.,13.9 Terminal proteins enable initiation at the ends of viral DNAs. 末端蛋白质能够在病毒DNA的末端启动复制.,末端蛋白结合DNA的5端, 并提供一个带有3羟基的胞嘧啶引发复制.,腺病毒DNA分别在分子两端启动复制, 并通过链取代机制延伸.,每个腺病毒末端的5磷酸都与一个55kDa的腺病毒结合蛋白上的丝氨酸共价连接.,腺病毒末端蛋白与DNA的5端结合,并提供一个C-羟基末端来引发一条新DNA链的合成.,13.10 Rolling c
5、ircles produce multimers of a replicon. 滚环产生多聚复制子.,滚环产生原始序列的单链多聚物.,滚环产生一个多聚单链的尾巴.,置换链尾部的命运决定了滚环产生的产物类型. 单位长度的切割产生单体. 多聚体切割产生一系列原来单位的串联重复拷贝.,13.11 Rolling circles are used to replicate phage genomes. 滚环被用来复制噬菌体基因组.,X噬菌体A蛋白是一个顺式作用松弛酶, 它从滚环复制产生的尾部生成单链环.,X 174噬菌体复制型DNA(RF DNA)是合成单链病毒环的模板. A蛋白经过无数次循环仍然与同
6、样的基因组结合, 每次在病毒(+)链上的起始点切割, 然后转移到新链5端.,13.12 The F plasmid is transferred by conjugation between bacteria. 通过细菌间的接合转移F质粒.,一个游离的F因子是一个复制子, 每个细菌染色体保持一个F质粒. F因子可以整合进细菌染色体, 此时F因子自身的复制系统被抑制. F因子编码细菌表面专一的菌毛结构. F菌毛使F阳性细菌接触F阴性细菌, 接着启动接合.,当供体中F菌毛接触受体菌时, 接合的细菌开始发生联系.,13.13 Conjugation transfers single-stranded
7、 DNA. 接合能转移单链DNA.,当滚环复制在oriT开始时, F因子的转移被启动. 游离的5端先转移进入受体菌. 转移的DNA在受体菌中被转变成双链. 当F因子游离时, 接合用一份F因子拷贝去 “感染” 受体菌. 当F因子整合时, 接合引起细菌染色体转移, 直到供体菌和受体菌的接触破坏(随机的).,当F因子在oriT处切割, 单链由5 端引导进入受体菌, DNA转移发生了, 此时, 只有一个单位长度被转移. 留在供体中和转移至受体中的单链各自合成互补链.,当一个整合的F因子在oriT处被切割时, 染色体DNA的转移开始发生了. 转移首先是F DNA的一段短序列, 转移一直进行, 直到细菌间
8、联系消失才停止.,13.21 Single-copy plasmids have a partitioning system. 单拷贝质粒有一个分配系统.,单拷贝质粒即每一个细菌染色体复制起始点只有一份质粒拷贝. 多拷贝质粒既每一个细菌染色体复制起始点具有多份质粒拷贝. 分配系统保证复制的质粒分离到分裂产生的不同子细胞中.,普通的分离系统包括parA和parB基因以及靶位点parS.,质粒通过合成长效致死物和短效解毒剂使得细菌没有质粒就不能存活.,13.22 Plasmid incompatibility is determined by the replicon. 质粒不相容性由复制子决定.
9、,在单一相容群体中的质粒, 有受共同控制系统调节的起始点.,如果两种质粒的复制起始点在启动阶段不能被区分开来, 那么它们是不相容的.这个模型也能用来解释分离现象.,13.23 The ColE1 compatibility system is controlled by an RNA regulator. ColE1相容性系统受控于一个RNA调节因子.,ColE1的复制需要转录通过起始点, 在那里, 转录物被RNA酶H切割产生一个引物末端. 调节因子RNA是一段短的反义RNA, 能与转录物配对, 从而阻止了能产生引物末端的切割反应. Rop蛋白促进RNA I和转录物的配对.,通过剪切引物RNA
10、, 产生一个3-羟基末端, 它能启动ColE1 DNA的复制. 引物在复制起始点区域形成一个稳定的杂合体.,RNA I序列与引物RNA的5端区域互补.,与RNA I的碱基配对可能改变引物RNA序列的二级结构, 因此阻止其切割产生3-羟基.,编码RNA I和引物前体的区域发生突变, 可能不会影响它们的配对能力; 但是却能阻止它们与另一个质粒编码的互补RNA的配对.,13.24 How do mitochondria replicate and segregate? 线粒体的复制和分离.,mtDNA的复制和分离到子代线粒体中是随机的. 线粒体分离到子代细胞中也是随机的.,线粒体通过增加与线粒体数量呈比例的基因组数目完成DNA的复制, 但是却不能保证每个基因组复制相同的次数, 这可能导致子代线粒体中等位基因的表现度发生改变.,复习题,复制起始的几种形式? 什么是质粒不相容性? 什么是长效致死物和短效解毒剂?,
