第五講DNA的復(fù)制-1

1、 分子生物學(xué)分子生物學(xué) 專業(yè)：生物工程專業(yè)：生物工程 主講教師：陳秀麗主講教師：陳秀麗 （bio_）Molecular Biology CourseMolecular Biology CourseThe replication of DNA Molecular Biology Course第五講第五講 DNA的復(fù)制的復(fù)制 一、一、DNA的復(fù)制的復(fù)制 二、二、RNA的反轉(zhuǎn)錄的反轉(zhuǎn)錄 三、三、DNA的轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座Molecular Biology Course 脫氧核糖核酸（脫氧核糖核酸（DNA）是生物界遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。是生物界遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。生物有機(jī)體的遺傳特征以密碼的形式編碼在生物有機(jī)體

2、的遺傳特征以密碼的形式編碼在DNA分子上，分子上，表現(xiàn)為特定的核苷酸排列順序即遺傳信息。表現(xiàn)為特定的核苷酸排列順序即遺傳信息。在細(xì)胞分裂前通過在細(xì)胞分裂前通過DNA的復(fù)制，將遺傳信息由親代傳遞的復(fù)制，將遺傳信息由親代傳遞給子代。給子代。在后代的個體發(fā)育過程中，遺傳信息自在后代的個體發(fā)育過程中，遺傳信息自DNA轉(zhuǎn)錄給轉(zhuǎn)錄給RNA，并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，以執(zhí)行各種生命功能。并指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，以執(zhí)行各種生命功能。使后代表現(xiàn)出與親代相似的遺傳性狀，這種遺傳信息的傳使后代表現(xiàn)出與親代相似的遺傳性狀，這種遺傳信息的傳遞方向，是從遞方向，是從DNA到到RNA再到蛋白質(zhì)，即所謂的生物再到蛋白質(zhì)，即所謂的生物學(xué)

3、學(xué)“中心法則中心法則”。80年代以后，在某些致癌年代以后，在某些致癌RNA病毒中發(fā)現(xiàn)遺傳信息也存病毒中發(fā)現(xiàn)遺傳信息也存在于在于RNA分子中，由分子中，由RNA通過逆轉(zhuǎn)錄的方式將遺傳信通過逆轉(zhuǎn)錄的方式將遺傳信息傳遞給息傳遞給DNA。這個中心法則加入了新的內(nèi)容。這也這個中心法則加入了新的內(nèi)容。這也就是我們前面提到過的，目前被生物界認(rèn)可的遺傳信息就是我們前面提到過的，目前被生物界認(rèn)可的遺傳信息傳遞的中心法則。傳遞的中心法則。 Molecular Biology Course 復(fù)制復(fù)制轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄翻譯翻譯DNADNARNARNAPROPRO生理功能生理功能遺傳信息傳遞的中心法則遺傳信息傳遞的中

4、心法則Molecular Biology Course第五講第五講 DNADNA的復(fù)制的復(fù)制（一）、（一）、DNADNA的復(fù)制的復(fù)制（二）、復(fù)制的起始階段（二）、復(fù)制的起始階段（三）、（三）、DNADNA復(fù)制的延長階段以及參與的復(fù)制的延長階段以及參與的 酶和蛋白質(zhì)分子酶和蛋白質(zhì)分子 （四）（四）、DNADNA復(fù)制的終止階段復(fù)制的終止階段（五）、復(fù)制的幾種主要方式（五）、復(fù)制的幾種主要方式（六）、真核生物復(fù)制六）、真核生物復(fù)制Molecular Biology CourseDNADNA復(fù)制（復(fù)制（the the Replication of DNA）親代雙鏈親代雙鏈DNADNA分子在分子在DNA

5、DNA聚合酶的作用下，分別聚合酶的作用下，分別以每單鏈以每單鏈 DNADNA分子為模板，聚合與自身堿基可分子為模板，聚合與自身堿基可以互補配對的游離的以互補配對的游離的dNTPdNTP, , 合成出兩條與親代合成出兩條與親代DNADNA分子完全相同的子代分子完全相同的子代DNADNA分子的過程。分子的過程。 Molecular Biology Course（一）、（一）、DNADNA的復(fù)制的復(fù)制 1、DNA半保留復(fù)制的機(jī)理半保留復(fù)制的機(jī)理 2、DNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制 Molecular Biology Course1 1、DNADNA半保留復(fù)制的機(jī)理半保留復(fù)制的機(jī)理Semi-Con

6、servationReplicationlDNADNA作為遺傳物質(zhì)的基本特點就是在細(xì)胞分裂前進(jìn)行準(zhǔn)作為遺傳物質(zhì)的基本特點就是在細(xì)胞分裂前進(jìn)行準(zhǔn)確的自我復(fù)制，使確的自我復(fù)制，使DNADNA的量成倍增加，這是細(xì)胞分裂的的量成倍增加，這是細(xì)胞分裂的物質(zhì)基礎(chǔ)。物質(zhì)基礎(chǔ)。l19531953年年WatsonWatson和和CrickCrick提出提出DNADNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，模型雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，模型指出，指出，DNADNA分子由兩條多核苷酸鏈組成，兩條鏈的堿基分子由兩條多核苷酸鏈組成，兩條鏈的堿基配對規(guī)則：配對規(guī)則：G G只能與只能與C C配對，配對，A A只能與只能與T T配對，以氫鍵相配對，以氫鍵相

7、連，所以兩條鏈?zhǔn)腔パa的，一條鏈上的核苷酸排列順連，所以兩條鏈?zhǔn)腔パa的，一條鏈上的核苷酸排列順序決定了另一條鏈上的核苷酸排列順序。就是說，序決定了另一條鏈上的核苷酸排列順序。就是說，DNADNA分子的每一條鏈都含有合成它的互補鏈所需的全部信分子的每一條鏈都含有合成它的互補鏈所需的全部信息息。 Molecular Biology Coursen這就說明這就說明DNADNA的復(fù)制是由原來存在的分子為模板來合成的復(fù)制是由原來存在的分子為模板來合成新的鏈。新的鏈。n曾經(jīng)有許多關(guān)于曾經(jīng)有許多關(guān)于DNADNA復(fù)制方式復(fù)制方式的學(xué)說，包括半保留復(fù)制，的學(xué)說，包括半保留復(fù)制，全保留復(fù)制以及分散復(fù)制等。全保留復(fù)制

8、以及分散復(fù)制等。nWatson和和Crick在提出在提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時就推測，雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時就推測，DNA在復(fù)制時首先兩條鏈之間的在復(fù)制時首先兩條鏈之間的氫鍵氫鍵斷裂開，然后以斷裂開，然后以每一條鏈分別做模板各自合成一條新的每一條鏈分別做模板各自合成一條新的DNA鏈，這樣鏈，這樣新合成的子代新合成的子代DNA分子中一條鏈來自親代分子中一條鏈來自親代DNA，另一另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻?，這種復(fù)制方式為條鏈?zhǔn)切潞铣傻?，這種復(fù)制方式為半保留復(fù)制半保留復(fù)制。Molecular Biology CourseMolecular Biology CourseThree replication hypot

9、hesesn19581958年年MaselsonMaselson和和StahlStahl利用利用氮標(biāo)記氮標(biāo)記技術(shù)在大腸技術(shù)在大腸桿菌中首次證實了桿菌中首次證實了DNADNA的半保留復(fù)制。的半保留復(fù)制。n他們將大腸桿菌放在含有他們將大腸桿菌放在含有N N1515標(biāo)記的培養(yǎng)基中培標(biāo)記的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得到養(yǎng)，得到N N1515 DNADNA。n然后將細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含有然后將細(xì)菌轉(zhuǎn)移到含有N N1414標(biāo)記的培養(yǎng)基中進(jìn)行標(biāo)記的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，在培養(yǎng)不同代數(shù)時，收集細(xì)菌，裂解細(xì)胞，培養(yǎng)，在培養(yǎng)不同代數(shù)時，收集細(xì)菌，裂解細(xì)胞，用氯化銫密度梯度離心法觀察用氯化銫密度梯度離心法觀察DNADNA所處的位置。所處的

10、位置。n由于由于N N1515標(biāo)記的標(biāo)記的DNADNA的密度比普通的密度比普通DNADNA的密度大，的密度大，在氯化銫密度梯度離心時，兩種密度不同的在氯化銫密度梯度離心時，兩種密度不同的DNADNA分布在不同的區(qū)帶。分布在不同的區(qū)帶。 Molecular Biology Course 實驗結(jié)果實驗結(jié)果表明：表明：在全部由在全部由N N1515標(biāo)記的培養(yǎng)基中得到的標(biāo)記的培養(yǎng)基中得到的N N1515DNADNA顯示顯示為一條重密度帶，位于離心管的管底。為一條重密度帶，位于離心管的管底。當(dāng)轉(zhuǎn)入當(dāng)轉(zhuǎn)入N N1414標(biāo)記的培養(yǎng)基中繁殖后第一代，得到了標(biāo)記的培養(yǎng)基中繁殖后第一代，得到了一條中密度帶，這是一

11、條中密度帶，這是N N1515DNADNA和和N N1414DNADNA的雜交的雜交分子。分子。第二代有中密度帶及低密度帶兩個區(qū)帶，這表明第二代有中密度帶及低密度帶兩個區(qū)帶，這表明它們分別為它們分別為N N1414DNADNA分子分子 和和N N1414N N1515DNADNA雜合雜合分子。分子。隨著以后在隨著以后在N N1414培養(yǎng)基中培養(yǎng)代數(shù)的增加，低密度培養(yǎng)基中培養(yǎng)代數(shù)的增加，低密度帶增強，而中密度帶逐漸減弱，離心結(jié)束從管帶增強，而中密度帶逐漸減弱，離心結(jié)束從管底到管口，底到管口，CsCLCsCL溶液密度，不同重量的溶液密度，不同重量的DNA分分子就停留在于其相當(dāng)?shù)淖泳屯Ａ粼谟谄湎喈?dāng)?shù)?/p>

12、CsCL密度處，在紫外光密度處，在紫外光可以看到可以看到DNA分子形成的區(qū)帶。分子形成的區(qū)帶。Molecular Biology Coursen為了證實第一代雜交分子確實是一半為了證實第一代雜交分子確實是一半N N1515DNADNA一一半半N N1414DNDNA A：將這種雜交分子經(jīng)加熱：將這種雜交分子經(jīng)加熱變性變性，對于，對于變性前后的變性前后的DNADNA分別進(jìn)行分別進(jìn)行CsCLCsCL密度梯度離心。密度梯度離心。n結(jié)果變性結(jié)果變性前前的雜交分子為一條的雜交分子為一條中密度帶中密度帶，變性，變性后后則分為則分為兩兩條區(qū)帶，即條區(qū)帶，即重重密度帶（密度帶（N N1515DNADNA）和和

13、低低密度帶（密度帶（N N1414DNADNA）。）。它們的實驗只有用半保留它們的實驗只有用半保留復(fù)制的理論才能得到圓滿的解釋。復(fù)制的理論才能得到圓滿的解釋。 Molecular Biology CourseMolecular Biology Course( (CsClCsCl gradient centrifuge) gradient centrifuge) N15 N14 DNADNASemi-ConservationReplicationM. Meselson and F. W. Stahl, Sciences 44:675, 1958.1、DNA半保留復(fù)制的證據(jù)半保留復(fù)制的證據(jù)Mole

14、cular Biology Course 模板模板：能提供合成一條互補鏈所需要精確信息的：能提供合成一條互補鏈所需要精確信息的核酸鏈。核酸鏈。 Molecular Biology Course2 2、DNADNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制 （semi-discontinuous eplication） n在體內(nèi)，在體內(nèi)，DNADNA的兩條鏈都能作為模板，同時合成出兩條的兩條鏈都能作為模板，同時合成出兩條新的互補鏈。新的互補鏈。n由于由于DNADNA分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械模粭l鏈的走向為分子的兩條鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械?，一條鏈的走向為5 5 3 3 ，另一條鏈為，另一條鏈為3 3 5 5 。n但是所

15、有已知但是所有已知DNADNA聚合酶的合成方向都是聚合酶的合成方向都是5 5 3 3 ，而不，而不是是3 3 5 5 。n這就很難說明，這就很難說明，DNADNA在復(fù)制時，兩條鏈如何能夠同時作在復(fù)制時，兩條鏈如何能夠同時作為模板合成其互補鏈。為了解釋這一現(xiàn)象，日本學(xué)者崗為模板合成其互補鏈。為了解釋這一現(xiàn)象，日本學(xué)者崗崎提出了半不連續(xù)復(fù)制崎提出了半不連續(xù)復(fù)制模型模型。 。 Molecular Biology CourseMolecular Biology Course3535OK !How ?5353n19681968年，崗崎用年，崗崎用3 3H H脫氧胸苷短時間標(biāo)記大腸脫氧胸苷短時間標(biāo)記大腸桿

16、菌，提取桿菌，提取DNADNA，變性后用超離心法得到了許多變性后用超離心法得到了許多3 3H H 標(biāo)記的，后人稱為崗崎片斷標(biāo)記的，后人稱為崗崎片斷的的DNADNA。n延長標(biāo)記時間后，崗崎片度可轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓难娱L標(biāo)記時間后，崗崎片度可轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腄NADNA鏈，因鏈，因此，這些片斷必然是復(fù)制過程的中間產(chǎn)此，這些片斷必然是復(fù)制過程的中間產(chǎn)物。物。Molecular Biology Coursen但是岡崎等最初但是岡崎等最初不能確定不能確定DNADNA鏈的不連續(xù)只發(fā)生在一條鏈的不連續(xù)只發(fā)生在一條鏈上還是兩條鏈都如此。鏈上還是兩條鏈都如此。n對崗崎片斷進(jìn)行測定，結(jié)果測得的數(shù)據(jù)對崗崎片斷進(jìn)行測定，結(jié)果測得

17、的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)超過遠(yuǎn)超過新合成新合成DNADNA的一半，似乎兩條鏈都是不連續(xù)的。的一半，似乎兩條鏈都是不連續(xù)的。n后來發(fā)現(xiàn)，這是由于后來發(fā)現(xiàn)，這是由于尿尿嘧啶代替嘧啶代替胸腺胸腺嘧啶摻入嘧啶摻入DNADNA造成造成的。的。DNADNA中的尿嘧啶可被尿嘧啶中的尿嘧啶可被尿嘧啶DNA-DNA-糖苷糖苷酶酶切除，隨切除，隨后該處的磷酸二脂鍵斷裂，一些核苷酸被水解，造成后該處的磷酸二脂鍵斷裂，一些核苷酸被水解，造成一個缺口，最后缺口空隙被填補和修復(fù)，在此過程中一個缺口，最后缺口空隙被填補和修復(fù)，在此過程中也會產(chǎn)生一些類似崗崎片斷也會產(chǎn)生一些類似崗崎片斷的的DNADNA片斷。片斷。Molecular Biol

18、ogy CourseMolecular Biology CoursedUTPdUTP : : dTTPdTTP = 1 ：300 in cellin cell -A-T-G -C-AUGUdut gene dUTPase 少數(shù)少數(shù)dUTPdUTP DNA 中不能有中不能有U ?-A-T-突變頻率突變頻率 = 1/1200 ?。浚。?A- -A- -U- - - Ungase ungU尿嘧啶-N-糖基酶 Molecular Biology CourseUUdenature denature dump fragmentdump fragment 1200base 1200base Okazaki

19、fragment Okazaki fragment ung dump fragment longerdump fragment longer dut dump fragment shorterdump fragment shorterAAn當(dāng)用缺乏糖苷酶的大腸桿菌變異株（當(dāng)用缺乏糖苷酶的大腸桿菌變異株（ungung- -進(jìn)行進(jìn)行實驗時，尿嘧啶不再被切除。）實驗時，尿嘧啶不再被切除。）n此時，新合成的此時，新合成的DNADNA有一半放射性標(biāo)記出現(xiàn)于崗有一半放射性標(biāo)記出現(xiàn)于崗崎片斷中，另一股直接進(jìn)入大的片斷。由此可崎片斷中，另一股直接進(jìn)入大的片斷。由此可見，當(dāng)見，當(dāng)DNADNA復(fù)制時，一條鏈?zhǔn)沁B續(xù)

20、的，另一條鏈復(fù)制時，一條鏈?zhǔn)沁B續(xù)的，另一條鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)的，因此稱為半不連續(xù)復(fù)制是不連續(xù)的，因此稱為半不連續(xù)復(fù)制（semi-discontinuous replication） 。Molecular Biology Coursen前導(dǎo)鏈前導(dǎo)鏈( (leading strandleading strand) )：以復(fù)制叉向前移動的方向：以復(fù)制叉向前移動的方向為標(biāo)準(zhǔn)，一條模板鏈?zhǔn)菫闃?biāo)準(zhǔn)，一條模板鏈?zhǔn)? 35 5走向，在其上走向，在其上DNADNA能能以以5 53 3方向連續(xù)合成，稱為前導(dǎo)鏈。方向連續(xù)合成，稱為前導(dǎo)鏈。 n滯后鏈滯后鏈( (lagging strandlagging strand) )：

21、另一條模板鏈?zhǔn)牵毫硪粭l模板鏈?zhǔn)? 53 3走向，在其上走向，在其上DNADNA也是從也是從5 53 3方向合成，但是與方向合成，但是與復(fù)制叉移動的方向相反，所以隨著復(fù)制叉的移動，形復(fù)制叉移動的方向相反，所以隨著復(fù)制叉的移動，形成許多不連續(xù)的片斷，最后完成一條完整的成許多不連續(xù)的片斷，最后完成一條完整的DNADNA鏈，鏈，這條鏈稱為滯后鏈。這條鏈稱為滯后鏈。Molecular Biology CourseDNADNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制Molecular Biology CoursenDNADNA復(fù)制的過程可以人為地劃分成復(fù)制的過程可以人為地劃分成3 3個階段個階段: : 第一階段第一階

22、段為為DNADNA復(fù)制的起始階段，這個階段包括起復(fù)制的起始階段，這個階段包括起始點，復(fù)制方向以及引發(fā)體的形成；始點，復(fù)制方向以及引發(fā)體的形成； 第二階段第二階段為為DNADNA鏈的延長，包括前導(dǎo)鏈及隨從鏈的鏈的延長，包括前導(dǎo)鏈及隨從鏈的形成和切除形成和切除RNARNA引物后填補空缺及連接岡崎片段；引物后填補空缺及連接岡崎片段； 第三階段第三階段為為DNADNA復(fù)制的終止階段。復(fù)制的終止階段。DNADNA復(fù)制的整個復(fù)制的整個過程中需要過程中需要3030多種酶及蛋白質(zhì)分子參加，我們將多種酶及蛋白質(zhì)分子參加，我們將在在DNADNA復(fù)制的各個階段著重介紹它們的作用。復(fù)制的各個階段著重介紹它們的作用。M

23、olecular Biology CourseMolecular Biology Course（二）、復(fù)制的起始階段（二）、復(fù)制的起始階段 1、復(fù)制的起點、復(fù)制的起點 2、復(fù)制的方向、復(fù)制的方向 3、復(fù)制的速度、復(fù)制的速度 4、DNA復(fù)制起始引發(fā)體的形成及所參與的酶和復(fù)制起始引發(fā)體的形成及所參與的酶和蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) Molecular Biology Course1、復(fù)制的起點、復(fù)制的起點（origin of replicationorigin of replication）n很多實驗都表明：復(fù)制是從很多實驗都表明：復(fù)制是從DNADNA分子上的特定部位開始分子上的特定部位開始的，這一部位叫做復(fù)制

24、起始點常用的，這一部位叫做復(fù)制起始點常用oriori或或o o表示。表示。n細(xì)胞中的細(xì)胞中的DNADNA復(fù)制一經(jīng)開始就會連續(xù)復(fù)制下去，直至完復(fù)制一經(jīng)開始就會連續(xù)復(fù)制下去，直至完成細(xì)胞中全部基因組成細(xì)胞中全部基因組DNADNA的復(fù)制。的復(fù)制。復(fù)制子（復(fù)制子（The repliconThe replicon ）：DNADNA復(fù)制從起始點開始直到終復(fù)制從起始點開始直到終點為止，每個這樣的點為止，每個這樣的DNADNA單位稱為復(fù)制子或復(fù)制單元。單位稱為復(fù)制子或復(fù)制單元。Molecular Biology Coursen在原核生物中，每個在原核生物中，每個DNA分子只有一個復(fù)制起點，因分子只有一個復(fù)制起

25、點，因而只有一個復(fù)制子。而只有一個復(fù)制子。n而在真核生物中，而在真核生物中，DNA的復(fù)制是從許多起始點同時開的復(fù)制是從許多起始點同時開始的，所以每個始的，所以每個DNA分子上有許多個復(fù)制子。分子上有許多個復(fù)制子。Molecular Biology CoursenDNA復(fù)制起始點有結(jié)構(gòu)上的特殊性。復(fù)制起始點有結(jié)構(gòu)上的特殊性。n例如：大腸桿菌染色體例如：大腸桿菌染色體DNA復(fù)制起始點復(fù)制起始點Oric由由422個核個核苷酸組成，其中有苷酸組成，其中有9個核苷酸或個核苷酸或13個核苷酸組成的保守個核苷酸組成的保守序列，這些部位是大腸桿菌中序列，這些部位是大腸桿菌中DnaA蛋白識別的位置，蛋白識別的位

26、置，大腸桿菌染色體大腸桿菌染色體DNA是環(huán)狀雙鏈?zhǔn)黔h(huán)狀雙鏈DNA。nDNA是環(huán)狀雙鏈?zhǔn)黔h(huán)狀雙鏈DNA，它的復(fù)制是典型的它的復(fù)制是典型的型復(fù)制。從型復(fù)制。從一個起點開始，同時向兩個方向進(jìn)行復(fù)制，當(dāng)兩個復(fù)制一個起點開始，同時向兩個方向進(jìn)行復(fù)制，當(dāng)兩個復(fù)制方向相遇時，復(fù)制就停止。方向相遇時，復(fù)制就停止。Molecular Biology Course二、復(fù)制的起始階段二、復(fù)制的起始階段Molecular Biology CourseMolecular Biology Coursen 復(fù)制叉（復(fù)制叉（ replication fork replication fork ）：DNADNA分子中正在進(jìn)行分

27、子中正在進(jìn)行復(fù)制的分叉部位。它由兩條親代鏈及在其上新合成的子復(fù)制的分叉部位。它由兩條親代鏈及在其上新合成的子鏈構(gòu)成。鏈構(gòu)成。 n大多數(shù)生物體內(nèi)大多數(shù)生物體內(nèi)DNADNA的復(fù)制都是從復(fù)制起點開始以雙向的復(fù)制都是從復(fù)制起點開始以雙向等速形式進(jìn)行。等速形式進(jìn)行。n少數(shù)為雙向不等速或單向方式進(jìn)行復(fù)制。少數(shù)為雙向不等速或單向方式進(jìn)行復(fù)制。Molecular Biology Course復(fù)制叉復(fù)制叉2、復(fù)制的方向、復(fù)制的方向（1 1）、定點開始雙向復(fù)制）、定點開始雙向復(fù)制（2 2）、定點開始單向復(fù)制）、定點開始單向復(fù)制（3 3）、兩點開始單向復(fù)制）、兩點開始單向復(fù)制Molecular Biology Co

28、urse（1 1）、定點開始雙向復(fù)制）、定點開始雙向復(fù)制 這是原核生物和真核生物這是原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制最主要的形式，從復(fù)制最主要的形式，從一個特定位點解鏈，沿著兩個相反的方向各生長出兩條一個特定位點解鏈，沿著兩個相反的方向各生長出兩條鏈。鏈。Molecular Biology CourseMolecular Biology Course1、復(fù)制子、復(fù)制子（2）、定點開始單向復(fù)制、定點開始單向復(fù)制 質(zhì)粒質(zhì)粒colE1colE1是個典型的例子，復(fù)制從一個起始點開始，是個典型的例子，復(fù)制從一個起始點開始，以同一方向生長出兩條鏈，形成一個復(fù)制叉。以同一方向生長出兩條鏈，形成一個復(fù)制叉。

29、Molecular Biology CourseMolecular Biology Course（3 3）、兩點開始單向復(fù)制、兩點開始單向復(fù)制（3 3）、兩點開始單向復(fù)制、兩點開始單向復(fù)制 腺病毒腺病毒DNADNA的復(fù)制是從的復(fù)制是從2 2個起點開始的，形成個起點開始的，形成2 2個復(fù)制叉，個復(fù)制叉，各以一個單一方向復(fù)制出一條新鏈。各以一個單一方向復(fù)制出一條新鏈。Molecular Biology Course（3 3）、兩點開始單向復(fù)制、兩點開始單向復(fù)制Molecular Biology Course（3 3）、兩點開始單向復(fù)制、兩點開始單向復(fù)制Molecular Biology Cours

30、e3、復(fù)制的速度、復(fù)制的速度有雙向等速的，也有雙向不等速的。有雙向等速的，也有雙向不等速的。 Molecular Biology Course4 4、DNA復(fù)制起始引發(fā)體的復(fù)制起始引發(fā)體的形成及所參與的酶和蛋白質(zhì)形成及所參與的酶和蛋白質(zhì) （1）、DNADNA雙螺旋解旋雙螺旋解旋（2）、引發(fā)體的形成、引發(fā)體的形成 Molecular Biology Course（1）、DNADNA雙螺旋解旋雙螺旋解旋 nDNADNA在復(fù)制時，其雙鏈?zhǔn)紫冉忾_，形成復(fù)制叉。在復(fù)制時，其雙鏈?zhǔn)紫冉忾_，形成復(fù)制叉?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些酶和蛋白質(zhì)能使現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些酶和蛋白質(zhì)能使DNADNA雙鏈變得雙鏈變得易于解開，或者可以

31、使超螺旋分子松弛。易于解開，或者可以使超螺旋分子松弛。1）、單鏈結(jié)合蛋白（、單鏈結(jié)合蛋白（SSB） 2）、 DNA解鏈酶（解鏈酶（DNA helicase） 3）、）、DNA的解鏈過程的解鏈過程 Molecular Biology Coursen單鏈結(jié)合蛋白（單鏈結(jié)合蛋白（SSB） 其作用是保證解鏈酶解開的單鏈在復(fù)制完成其作用是保證解鏈酶解開的單鏈在復(fù)制完成前保持單鏈結(jié)構(gòu)，它以四聚體形式存在于復(fù)制叉前保持單鏈結(jié)構(gòu)，它以四聚體形式存在于復(fù)制叉處，待單鏈復(fù)制后才掉下，重新循環(huán)處，待單鏈復(fù)制后才掉下，重新循環(huán).Molecular Biology CoursenDNA解鏈酶（解鏈酶（DNA helic

32、ase）DNADNA解鏈酶能通過水解解鏈酶能通過水解ATPATP獲得能量來解開雙鏈獲得能量來解開雙鏈DNADNA。 它分解它分解ATPATP的活性依賴于單鏈的活性依賴于單鏈DNADNA的存在。如果雙鏈的存在。如果雙鏈DNADNA中有單鏈末端或切口，則中有單鏈末端或切口，則DNADNA解鏈酶可以首先結(jié)解鏈酶可以首先結(jié)合在這一部分，然后逐步向雙鏈方向移動。合在這一部分，然后逐步向雙鏈方向移動。 大部分大部分DNADNA解鏈酶可沿滯后鏈模板的解鏈酶可沿滯后鏈模板的5 53 3方向并方向并隨著復(fù)制叉的前進(jìn)而移動，只有另一種解鏈酶（隨著復(fù)制叉的前進(jìn)而移動，只有另一種解鏈酶（RepRep蛋白）是沿著前導(dǎo)鏈

33、模板的蛋白）是沿著前導(dǎo)鏈模板的3 35 5方向移動。因方向移動。因此推測此推測RepRep蛋白和特定蛋白和特定DNADNA解鏈酶分別在解鏈酶分別在DNADNA的兩條鏈的兩條鏈上協(xié)同作用，解開雙鏈上協(xié)同作用，解開雙鏈DNADNA。 Molecular Biology CourseMolecular Biology CourseDNA helicasesnDNA的解鏈過程的解鏈過程 DNADNA在未復(fù)制前處于超螺旋結(jié)構(gòu)，首先在拓?fù)洚悩?gòu)在未復(fù)制前處于超螺旋結(jié)構(gòu)，首先在拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用下解開負(fù)超螺旋，并與解鏈酶共同作用，酶的作用下解開負(fù)超螺旋，并與解鏈酶共同作用，在復(fù)制起點處解開雙鏈。在復(fù)制起點處解開

34、雙鏈。 在解鏈過程中除了解鏈酶，還有一些特異蛋白，如在解鏈過程中除了解鏈酶，還有一些特異蛋白，如DnaADnaA，一旦局部解開雙鏈，就必需有一旦局部解開雙鏈，就必需有SSBSSB蛋白來穩(wěn)蛋白來穩(wěn)定解開的單鏈，以保證局部不會恢復(fù)成雙鏈。定解開的單鏈，以保證局部不會恢復(fù)成雙鏈。 接著由引發(fā)酶等組成的引發(fā)體會馬上作用于兩條單接著由引發(fā)酶等組成的引發(fā)體會馬上作用于兩條單鏈鏈DNADNA。不論前導(dǎo)鏈還是滯后鏈都需要一段不論前導(dǎo)鏈還是滯后鏈都需要一段RNARNA引物引物以開始子鏈以開始子鏈DNADNA的合成。的合成。Molecular Biology Course（2）、引發(fā)體（、引發(fā)體（primosom

35、eprimosome）的形成）的形成nDNADNA復(fù)制起始的關(guān)鍵步驟是前導(dǎo)復(fù)制起始的關(guān)鍵步驟是前導(dǎo)鏈鏈DNADNA的合成，一的合成，一旦前導(dǎo)鏈旦前導(dǎo)鏈DNADNA的聚合作用開始，隨從鏈的聚合作用開始，隨從鏈DNADNA的合成的合成也隨著開始。也隨著開始。n由于前導(dǎo)鏈的合成是連續(xù)進(jìn)行的，所以它的起始由于前導(dǎo)鏈的合成是連續(xù)進(jìn)行的，所以它的起始只要有一段只要有一段RNARNA引物，引物，DNADNA聚合酶就能以此為起點，聚合酶就能以此為起點，一直合成下去，相對簡單。一直合成下去，相對簡單。n而隨從鏈的合成是不連續(xù)進(jìn)行的，所以引發(fā)階段而隨從鏈的合成是不連續(xù)進(jìn)行的，所以引發(fā)階段比較復(fù)雜。大腸桿菌的引發(fā)前

36、體由比較復(fù)雜。大腸桿菌的引發(fā)前體由DnaBDnaB、DnaCDnaC和和單鏈結(jié)合蛋白組成。單鏈結(jié)合蛋白組成。Molecular Biology Course（2）、引發(fā)體的形成、引發(fā)體的形成1 1）、引物酶）、引物酶2 2）、引發(fā)體）、引發(fā)體Molecular Biology Coursen引物酶（引物酶（primase） 它是一種特殊的它是一種特殊的RNARNA聚合酶，可催化短片段聚合酶，可催化短片段RNARNA的合的合成，即引物的合成。成，即引物的合成。引物：是短引物：是短RNARNA片段，一般十幾個至數(shù)十個核苷酸不片段，一般十幾個至數(shù)十個核苷酸不等，它能與單鏈等，它能與單鏈DNADNA配

37、對，并且提供了一個自由的配對，并且提供了一個自由的3 3OHOH末端，該末端提供了由末端，該末端提供了由DNADNA聚合酶催化形成聚合酶催化形成DNADNA分子第一個磷酸二脂鍵的位置。分子第一個磷酸二脂鍵的位置。Molecular Biology CourseDNA聚合酶需要一個聚合酶需要一個3OH末端以起始復(fù)制末端以起始復(fù)制（primase）Molecular Biology Coursen引發(fā)體引發(fā)體 引發(fā)體由引發(fā)體由6 6種蛋白質(zhì)種蛋白質(zhì)n,nn,n,n,n,DnaB,DnaB、C C和和I I共同組成，共同組成，只有這只有這6 6種蛋白質(zhì)結(jié)合在一起并與引發(fā)酶進(jìn)一步組種蛋白質(zhì)結(jié)合在一起并

38、與引發(fā)酶進(jìn)一步組裝成引發(fā)體才能發(fā)揮其功效。裝成引發(fā)體才能發(fā)揮其功效。 引發(fā)體像火車頭一樣在滯后鏈分叉的方向上漿進(jìn)，引發(fā)體像火車頭一樣在滯后鏈分叉的方向上漿進(jìn)，并在模板上斷斷續(xù)續(xù)的引發(fā)生成滯后鏈的引物并在模板上斷斷續(xù)續(xù)的引發(fā)生成滯后鏈的引物RNARNA短鏈，再由短鏈，再由DNADNA聚合酶三作用合成聚合酶三作用合成DNADNA，直至遇到下直至遇到下一個引物或崗崎片斷為止。一個引物或崗崎片斷為止。Molecular Biology CourseMolecular Biology CoursePrimosome （consists of six proteins） PriA (dual role)

39、displace SSB from S.S DNA and helicase DnaT required at prepriming stage DnaB is central component, action with DnaC DnaC is central component, action with DnaB PriB function is unknown PriC function is unknown DnaG primaseMolecular Biology CourseMolecular Biology Coursereplisome （2）、引發(fā)體的形成、引發(fā)體的形成Mo

40、lecular Biology Course（三）、（三）、DNA復(fù)制的延長復(fù)制的延長階段以及參與的酶和蛋白質(zhì)分子階段以及參與的酶和蛋白質(zhì)分子 1、DNADNA聚合反應(yīng)和聚合反應(yīng)和DNADNA酶酶2、與超螺旋松馳有關(guān)的酶：與超螺旋松馳有關(guān)的酶：Molecular Biology CourseDNADNA的復(fù)制的復(fù)制nDNADNA的復(fù)制實際上就是以的復(fù)制實際上就是以DNADNA為模板，在為模板，在DNADNA聚合聚合酶的作用下，將有力的四種脫氧單核苷酸（酶的作用下，將有力的四種脫氧單核苷酸（dATPdATP，dGTPdGTP，dCTPdCTP，dTTPdTTP，簡寫為簡寫為dNTPdNTP）聚合

41、成聚合成DNADNA的的過程。過程。 n這是一個非常復(fù)雜的酶促反應(yīng)，需要許多酶和蛋這是一個非常復(fù)雜的酶促反應(yīng)，需要許多酶和蛋白質(zhì)參與，現(xiàn)在分別敘述它們在白質(zhì)參與，現(xiàn)在分別敘述它們在DNADNA復(fù)制中作用。復(fù)制中作用。Molecular Biology CourseMolecular Biology CourseSubstrates required for DNA synthesis+ +n n1 1dATPdATPn n4 4dTTPdTTPn n3 3dCTPdCTP+ +n n2 2dGTPdGTP+ + +DNADNA+ +Mg2+Mg2+DNADNA聚合酶聚合酶DNADNAdAMPd

42、AMPdTMPdTMPdCMPdCMPdGMPdGMP(n(n1 1+n+n2 2+n+n3 3+n+n4 4)PPi)PPiMolecular Biology Course1、DNADNA聚合反應(yīng)和聚合反應(yīng)和DNADNA酶酶n19571957年，年，Arthur Arthur kornbergkornberg首次在大腸桿菌中發(fā)首次在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)DNADNA聚合酶聚合酶I I，簡寫為簡寫為DNA DNA polpol I I。后來又相繼。后來又相繼發(fā)現(xiàn)了發(fā)現(xiàn)了DNADNA聚合酶聚合酶IIII和和DNADNA聚合酶聚合酶IIIIII。n實驗證明大腸桿菌中實驗證明大腸桿菌中DNADNA復(fù)制的主

43、要過程靠復(fù)制的主要過程靠DNA DNA polIIIpolIII，而而DNA DNA polIpolI和和 DNA DNA polIIpolII在在DNADNA錯配的錯配的修正和修復(fù)中起作用。修正和修復(fù)中起作用。Molecular Biology Course這種酶的共同性質(zhì)是：這種酶的共同性質(zhì)是： 需要需要DNADNA模板模板，因此這類酶又稱為依賴，因此這類酶又稱為依賴DNADNA的的DNADNA聚合酶。聚合酶。需要需要RNARNA或或DNADNA作為作為引物引物，即，即DNADNA聚合酶不能從聚合酶不能從頭催化頭催化DNADNA的起始。的起始。催化催化dNTPdNTP加到生長中的加到生長中

44、的DNADNA鏈的鏈的3-3-OHOH末端，末端，因而因而DNADNA的合成方向是的合成方向是5 53 3三種三種DNADNA聚合酶都是聚合酶都是多功能酶多功能酶，它們在，它們在DNADNA復(fù)制復(fù)制和修復(fù)過程的不同階段發(fā)揮作用。和修復(fù)過程的不同階段發(fā)揮作用。Molecular Biology Course1、DNADNA聚合反應(yīng)和聚合反應(yīng)和DNADNA酶酶（1）、原核生物）、原核生物DNA聚合酶聚合酶（2）、真核生物）、真核生物DNA聚合酶聚合酶Molecular Biology Course（1）、原核生物）、原核生物DNA聚合酶聚合酶n1）、）、DNA合酶合酶In2）、）、DNA合酶合酶n

45、3）、）、DNA合酶合酶Molecular Biology Course1）、）、DNA合酶合酶I nDNA DNA polpol I I 是由一條多肽鏈組成，分子量為是由一條多肽鏈組成，分子量為109109KDKD。酶分子中含有一個酶分子中含有一個ZnZn2 2，是聚合活性必是聚合活性必須的。須的。 A、DNA聚合酶的聚合酶的53聚合活性聚合活性 B、DNA聚合酶的聚合酶的35外切酶活性外切酶活性校對作校對作用用 C、DNADNA聚合酶的聚合酶的5533外切酶活性外切酶活性切除修復(fù)作切除修復(fù)作用用Molecular Biology CourseMolecular Biology Course

46、nA、DNA聚合酶的聚合酶的53聚合活性聚合活性 這是這是DNADNA聚合酶最主要的活性，在引物聚合酶最主要的活性，在引物RNA 3-OHRNA 3-OH末端，以末端，以dNTPdNTP為底物，按模板為底物，按模板DNADNA上的指令由上的指令由DNApolDNApol逐個將核苷酸加上去，就是逐個將核苷酸加上去，就是DNApolDNApol的聚的聚合作用。合作用。 酶的專一性主要表現(xiàn)為新進(jìn)入的脫氧核苷酸必須與酶的專一性主要表現(xiàn)為新進(jìn)入的脫氧核苷酸必須與模板模板DNADNA配對時才有催化作用。配對時才有催化作用。dNTPdNTP進(jìn)入結(jié)合位點進(jìn)入結(jié)合位點后，可能使酶的構(gòu)象發(fā)生變化，促進(jìn)后，可能使酶

47、的構(gòu)象發(fā)生變化，促進(jìn)3 3- -OHOH與與5 5- -PO4PO4結(jié)合生成磷酸二酯鍵。結(jié)合生成磷酸二酯鍵。 若是錯誤的核苷酸進(jìn)入結(jié)合位點，則不能與模板配若是錯誤的核苷酸進(jìn)入結(jié)合位點，則不能與模板配對，無法改變酶的構(gòu)象而被對，無法改變酶的構(gòu)象而被3-53-5外切酶活性位點外切酶活性位點所識別并切除之。所識別并切除之。Molecular Biology Course1）、）、DNA合酶合酶I Molecular Biology CoursenB、DNA聚合酶的聚合酶的35外切酶活性外切酶活性校校對作用對作用 這種酶活性的主要功能是從這種酶活性的主要功能是從35方向識別和切方向識別和切除不配對的除

48、不配對的DNA生長鏈末端的核苷酸。生長鏈末端的核苷酸。 這種功能稱為這種功能稱為校對校對功能，這是保證聚合作用的正確功能，這是保證聚合作用的正確性不可缺少的，因此，對于性不可缺少的，因此，對于DNA復(fù)制中極高的保真復(fù)制中極高的保真性至關(guān)重要。性至關(guān)重要。Molecular Biology Course1）、）、DNA合酶合酶I Molecular Biology CourseMolecular Biology CoursenC、DNADNA聚合酶的聚合酶的5 53 3外切酶活性外切酶活性切除修切除修復(fù)作用復(fù)作用5 53 3外切酶活性就是從外切酶活性就是從5 53 3方向水解方向水解DNADNA

49、生生長鏈前方長鏈前方的的DNADNA鏈，主要產(chǎn)生鏈，主要產(chǎn)生5 5- -脫氧核苷酸。脫氧核苷酸。 這種酶活性只對這種酶活性只對DNADNA上配對部份上配對部份( (雙鏈雙鏈) )磷酸二酯鍵有磷酸二酯鍵有切割活力作用，方向是切割活力作用，方向是5 53 3。每次能切除。每次能切除1010個個核苷酸，而且核苷酸，而且DNADNA的聚合作用能刺激的聚合作用能刺激5 53 3外切酶外切酶活力達(dá)活力達(dá)1010倍以上。倍以上。 因此，這種酶活性在因此，這種酶活性在DNADNA損傷的修復(fù)中可能起著重要損傷的修復(fù)中可能起著重要作用。對岡崎片段作用。對岡崎片段55末端末端DNADNA引物的去除依賴此種外引物的去

50、除依賴此種外切酶活性。切酶活性。Molecular Biology Course DNA DNA polpol I I的的5533聚合活性和聚合活性和5533外切酶外切酶活性協(xié)同作用，可以使活性協(xié)同作用，可以使DNADNA一條鏈上的切口從一條鏈上的切口從5533方向移動，這種反應(yīng)叫做缺刻平移，利用方向移動，這種反應(yīng)叫做缺刻平移，利用此反應(yīng)可在體外對此反應(yīng)可在體外對DNADNA片段進(jìn)行放射性片段進(jìn)行放射性P P標(biāo)記制成標(biāo)記制成探針，進(jìn)行核酸的分子雜交實驗。探針，進(jìn)行核酸的分子雜交實驗。Molecular Biology Course1）、）、DNA合酶合酶I Molecular Biology

51、Course1）、）、DNA合酶合酶I Molecular Biology Course2）、）、DNA合酶合酶 n此酶分子量為此酶分子量為120120KDKD，每個細(xì)胞約有每個細(xì)胞約有100100個個酶分酶分子，但活性只有子，但活性只有DNaDNa polpol的的5%5%。n活性活性5 53 3聚合活性聚合活性3 35 5外切活性外切活性n而沒有而沒有5 53 3外切活性，它的作用可能與外切活性，它的作用可能與DNADNA損損傷修復(fù)有關(guān)。傷修復(fù)有關(guān)。Molecular Biology Course3）、）、DNA合酶合酶 n這是在這是在DNA復(fù)制過程中復(fù)制過程中起主要作用起主要作用的聚合酶

52、，的聚合酶，它是由一個多亞基組成的蛋白質(zhì)分子，其分子量它是由一個多亞基組成的蛋白質(zhì)分子，其分子量600kDa整個酶分子形成一個不對稱的二聚體，整個酶分子形成一個不對稱的二聚體，每個大腸桿菌細(xì)胞中只有每個大腸桿菌細(xì)胞中只有1000個酶分子，但催化個酶分子，但催化dNTP參入?yún)⑷隓NA鏈的速率卻是最快的，約為鏈的速率卻是最快的，約為9000核苷酸核苷酸/每分鐘每分鐘/每個酶分子。每個酶分子。n這也證明這也證明DNa pol 是是DNA復(fù)制過程中主要發(fā)揮復(fù)制過程中主要發(fā)揮作用的酶。在大腸桿菌染色體作用的酶。在大腸桿菌染色體DNA進(jìn)行復(fù)制時，進(jìn)行復(fù)制時，DNA聚合酶聚合酶全酶并不是單獨起作用的，而是全

53、酶并不是單獨起作用的，而是與引發(fā)體等構(gòu)成一個復(fù)制體與引發(fā)體等構(gòu)成一個復(fù)制體(replisome)。Molecular Biology CourseMolecular Biology Course3）、）、DNA合酶合酶 n由于復(fù)制體的存在，先導(dǎo)鏈和隨從鏈可以同時復(fù)由于復(fù)制體的存在，先導(dǎo)鏈和隨從鏈可以同時復(fù)制。制。DNa pol 是由多亞基組成的不對稱二聚體，是由多亞基組成的不對稱二聚體，它可能同時負(fù)責(zé)先導(dǎo)鏈和隨從鏈的復(fù)制它可能同時負(fù)責(zé)先導(dǎo)鏈和隨從鏈的復(fù)制。Molecular Biology Coursen隨著隨著DNA DNA polpol向前移動，先導(dǎo)鏈的合成逐漸延向前移動，先導(dǎo)鏈的合成逐漸

54、延長的同時，崗崎片段也在不斷延長。長的同時，崗崎片段也在不斷延長。n當(dāng)崗崎片段合成到前一個片段的當(dāng)崗崎片段合成到前一個片段的5 5端時，這岡崎端時，這岡崎片段就釋放出來，由于復(fù)制叉向前移動又可將另片段就釋放出來，由于復(fù)制叉向前移動又可將另一部分隨從鏈的模板置換出來，由引發(fā)體合成新一部分隨從鏈的模板置換出來，由引發(fā)體合成新的引物，然后進(jìn)行新的崗崎片段的合成。的引物，然后進(jìn)行新的崗崎片段的合成。n由此模型不難看出：隨從鏈的合成需要周期性的由此模型不難看出：隨從鏈的合成需要周期性的引發(fā)，因此其合成進(jìn)度總是與前導(dǎo)鏈相差一個崗引發(fā)，因此其合成進(jìn)度總是與前導(dǎo)鏈相差一個崗崎片段的長度。崎片段的長度。Mole

55、cular Biology Course 崗崎片段完成后，其崗崎片段完成后，其5 5端的端的RNARNA引物由引物由DNaDNa polpol的的5 53 3外切酶活性切除，由此造成的空外切酶活性切除，由此造成的空隙再由隙再由DNA DNA polpol的的5 53 3聚合活性催化聚合活性催化dNTPdNTP得得到填補。所以到填補。所以DNADNA的復(fù)制是在的復(fù)制是在DNaDNa polpol和和DNA DNA polpol互相配合下完成的?；ハ嗯浜舷峦瓿傻?。Molecular Biology Course原核原核DNA聚合酶（聚合酶（E.coli)聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶5 3

56、聚合酶活性聚合酶活性3 5 外切酶活性外切酶活性5 3 外切酶活性外切酶活性作用作用+DNA損傷的修復(fù)損傷的修復(fù)和岡崎片段之間間和岡崎片段之間間隙的填補，實踐上隙的填補，實踐上其產(chǎn)生的其產(chǎn)生的“缺口平缺口平移移”（nick trans-lation）技術(shù)也用技術(shù)也用于分子雜交時的核于分子雜交時的核酸分子探針的標(biāo)記酸分子探針的標(biāo)記+-DNA的修的修復(fù)復(fù)+-DNA復(fù)制復(fù)制中子鏈的中子鏈的延長，為延長，為主導(dǎo)聚合主導(dǎo)聚合酶酶Molecular Biology Course（2）、真核生物）、真核生物DNA聚合酶聚合酶 1）、）、DNA聚合酶聚合酶 2）、）、DNA聚合酶聚合酶 3）、）、DNA聚合酶

57、聚合酶Molecular Biology Course 2）、）、DNA聚合酶聚合酶 它能以人工合成的多聚脫氧核糖核苷酸它能以人工合成的多聚脫氧核糖核苷酸為模板，而以適當(dāng)?shù)墓丫勖撗鹾颂呛怂徭湠槟０?，而以適當(dāng)?shù)墓丫勖撗鹾颂呛怂徭湠橐锖铣蔀橐锖铣蒁NA。此酶活性水平穩(wěn)定，可此酶活性水平穩(wěn)定，可能主要在能主要在DNA損傷的修復(fù)中起作用。損傷的修復(fù)中起作用。 1）、）、DNA聚合酶聚合酶 是真核生物的復(fù)制酶，它在細(xì)胞內(nèi)的是真核生物的復(fù)制酶，它在細(xì)胞內(nèi)的活性變化與活性變化與DNA復(fù)制有明顯的平行關(guān)系，復(fù)制有明顯的平行關(guān)系，在細(xì)胞分裂的在細(xì)胞分裂的S期達(dá)到高峰。期達(dá)到高峰。 Molecular Bio

58、logy CourseMolecular Biology Course 3）、）、DNA聚合酶聚合酶 它能有效利用人工合成的多聚核糖核酸它能有效利用人工合成的多聚核糖核酸作為模板，以脫氧核糖核酸鏈為引物合成作為模板，以脫氧核糖核酸鏈為引物合成DNA，但不是反轉(zhuǎn)錄酶。它在分裂細(xì)胞中但不是反轉(zhuǎn)錄酶。它在分裂細(xì)胞中的活性有明顯的變化，細(xì)胞進(jìn)入的活性有明顯的變化，細(xì)胞進(jìn)入S期后，它期后，它活性升高活性升高2倍，然后回到正常水平。它可能倍，然后回到正常水平。它可能在分裂細(xì)胞在分裂細(xì)胞DNA復(fù)制調(diào)控方面起作用。復(fù)制調(diào)控方面起作用。Molecular Biology Course2、與超螺旋松馳有關(guān)的酶與超

59、螺旋松馳有關(guān)的酶 DNADNA復(fù)制從起始點開始向一個方向復(fù)制時，局復(fù)制從起始點開始向一個方向復(fù)制時，局部的部的DNADNA雙鏈必須打開，主要靠解鏈酶的作用，雙鏈必須打開，主要靠解鏈酶的作用，打開后的單鏈還需要單鏈結(jié)合蛋白與其結(jié)合，打開后的單鏈還需要單鏈結(jié)合蛋白與其結(jié)合，在復(fù)制叉向前移動時造成其前方在復(fù)制叉向前移動時造成其前方DNADNA分子所產(chǎn)生分子所產(chǎn)生的正超螺旋，必須由拓?fù)洚悩?gòu)酶來解決。下面的正超螺旋，必須由拓?fù)洚悩?gòu)酶來解決。下面分別介紹它們的作用。分別介紹它們的作用。Molecular Biology Coursen拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase)是一類改變是一類改變D

60、NA拓?fù)渫負(fù)湫再|(zhì)的酶。性質(zhì)的酶。n在體外可催化在體外可催化DNA的各種拓?fù)洚悩?gòu)化反應(yīng)。的各種拓?fù)洚悩?gòu)化反應(yīng)。n而在生物體內(nèi)它們可能參與而在生物體內(nèi)它們可能參與DNA的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄。的復(fù)制與轉(zhuǎn)錄。n在在DNA復(fù)制時，復(fù)制叉行進(jìn)的前方復(fù)制時，復(fù)制叉行進(jìn)的前方DNA分子部分子部分產(chǎn)生有正超螺旋，拓?fù)涿缚伤神Y超螺旋，有利分產(chǎn)生有正超螺旋，拓?fù)涿缚伤神Y超螺旋，有利于復(fù)制叉的前進(jìn)及于復(fù)制叉的前進(jìn)及DNA的合成。的合成。DNA復(fù)制完成復(fù)制完成后，拓?fù)涿赣挚蓪⒑?，拓?fù)涿赣挚蓪NA分子引入超螺旋，使分子引入超螺旋，使DNA纏繞、折疊，壓縮以形成染色質(zhì)。纏繞、折疊，壓縮以形成染色質(zhì)。 Molecular Biol