聶劉旺2011（第三章講稿）

1、Chapter 3: DNA Replication一、一、DNA復(fù)制的復(fù)雜性復(fù)制的復(fù)雜性（The complexity of DNA replication) 自我增殖是生物的最重要特征，生物的這種增殖是能夠忠實地自我增殖是生物的最重要特征，生物的這種增殖是能夠忠實地把親代的遺傳物質(zhì)傳給后代。把親代的遺傳物質(zhì)傳給后代。 DNA分子復(fù)制的分子復(fù)制的 復(fù)雜性，主要表現(xiàn)在：復(fù)雜性，主要表現(xiàn)在：（1）復(fù)制時的能量供應(yīng)。）復(fù)制時的能量供應(yīng)。（2）已經(jīng)解開的雙鏈如何避免再復(fù)性形成氫鍵。）已經(jīng)解開的雙鏈如何避免再復(fù)性形成氫鍵。（3）有多種酶系的參加。）有多種酶系的參加。（4）有校正保障系統(tǒng)。）有校正保障系

2、統(tǒng)。（5）環(huán)形）環(huán)形DNA和線性和線性DNA的復(fù)制。的復(fù)制。（6）多個復(fù)制起始點的調(diào)控系統(tǒng)。）多個復(fù)制起始點的調(diào)控系統(tǒng)。（7）DNA復(fù)制與細胞周期。復(fù)制與細胞周期。二、二、DNA復(fù)制的原點和方向復(fù)制的原點和方向（The origins and direction of DNA replication)1、DNA復(fù)制的原點復(fù)制的原點（Origins)和終止點和終止點（Terminus)lOrigin is the DNA sequence where initiates its replication. 復(fù)制叉（復(fù)制叉（fork）：）：lTerminus is the DNA sequence

3、where usually stops its replication 二、二、DNA復(fù)制的原點和方向復(fù)制的原點和方向（The origins and direction of DNA replication)原核生物通常只有一個復(fù)制原點原核生物通常只有一個復(fù)制原點 原核生物復(fù)制原點的原核生物復(fù)制原點的DNA序列中，富含序列中，富含AT，具有強烈的，具有強烈的呼吸作用呼吸作用。 如大腸桿菌中的如大腸桿菌中的Ori，AT含量達含量達56。二、二、DNA復(fù)制的原點和方向復(fù)制的原點和方向（The origins and direction of DNA replication)lAll prokar

4、yotic chromosomes and many bacteriophage and viral DNA molecules are circlular and comprise single replicons. l There is a single termination site roughly 180o opposite the unique origin. 二、二、DNA復(fù)制的原點和方向復(fù)制的原點和方向（The origins and direction of DNA replication)真核生物有多個染色體，且每個染色體真核生物有多個染色體，且每個染色體上有多個復(fù)制原點。

5、上有多個復(fù)制原點。已在酵母中克隆到一個已在酵母中克隆到一個11bp的序列的序列 ATTTAT Pu TTTA TAAATA Py AAAT 稱為酵母的稱為酵母的ARS(Autonomous replication sequence)二、二、DNA復(fù)制的原點和方向復(fù)制的原點和方向（The origins and direction of DNA replication)2、復(fù)制子、復(fù)制子（replicon) Replicon is any piece of DNA which replicates as a single unit. It contains an origin and termi

6、nus.OriOriOrireplicon二、二、DNA復(fù)制的原點和方向復(fù)制的原點和方向（The origins and direction of DNA replication)lProkaryotic genome: a single circular DNA = a single repliconlEukaryotic genome: multiple linear chromosomes & multiple replicons on each chromosome，一般一個復(fù)制子約有，一般一個復(fù)制子約有40200kb. 二、二、DNA復(fù)制的原點和方向復(fù)制的原點和方向（The

7、origins and direction of DNA replication)lA typical mammalian cell has 50000-100000replicons with a size range of 40-200 kb. Where replication forks from adjacent replication bubbles meet, they fuse to form the completely replicated DNA. No distinct termini（ 沒有明顯的沒有明顯的界限）界限）are required 二、二、DNA復(fù)制的原點

8、和方向復(fù)制的原點和方向（The origins and direction of DNA replication)3.DNA復(fù)制的復(fù)制的 方向：方向：（1）DNA新鏈的延伸方向：新鏈的延伸方向： 5 3；必須有自由；必須有自由的的3 OH . (2) 雙向或單向復(fù)制。雙向或單向復(fù)制。三、三、DNA的半保留復(fù)制和半不連續(xù)復(fù)制的半保留復(fù)制和半不連續(xù)復(fù)制 （semi-conservative and semi-discontinous DNA replication）1、 DNA的半保留復(fù)制的半保留復(fù)制（semi-conservative DNA replication） : 1958年年Mesel

9、son和和Stahl的實驗首次有力地支持了半的實驗首次有力地支持了半保留復(fù)制方式保留復(fù)制方式Semi-conservative mechanism15N labeling experiment1.15N labeling: grow cells in ?2. Collect DNA: grow cells in ?3. Separation: method ?4. Result interpretation15N labeled DNAunlabeled DNA三、三、DNA的半保留復(fù)制和半不連續(xù)復(fù)制的半保留復(fù)制和半不連續(xù)復(fù)制 （semi-conservative and semi-disco

10、ntinous DNA replication）2、 DNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制 （ semi-discontinous DNA replication）Discovery of Okazaki fragments Evidence for semi-discontinuous replicationSemi-discontinuous replicationSemi-discontinuous replicationLigation Okazaki fragments華中科技大學(xué)2004年生物化學(xué)與分子生物學(xué)碩士研究生入學(xué)試題名詞解釋 ：岡崎片段（3分）武漢大學(xué)2003年碩士研究生入

11、學(xué)分子生物學(xué)試題：Replicon、 semi-conservative replication 華中科技大學(xué)2004年生物化學(xué)與分子生物學(xué)碩士研究生入學(xué)試題 原核DNA合成酶中（ ）的主要功能是合成前導(dǎo)鏈和岡崎片段A、DNA聚合酶 B、DNA聚合酶 C、DNA聚合酶 D、引物酶 四、四、DNA復(fù)制的幾種主要方式復(fù)制的幾種主要方式 （The mode of semi-conservative DNA replication）1、復(fù)制復(fù)制（Replicating structure) 多數(shù)為等速雙向，少數(shù)多數(shù)為等速雙向，少數(shù)為不等速單向或雙向復(fù)制為不等速單向或雙向復(fù)制如：如：E.coli :等速

12、雙向等速雙向 枯草桿菌：不等速雙向復(fù)枯草桿菌：不等速雙向復(fù)制制四、四、DNA復(fù)制的幾種主要方式復(fù)制的幾種主要方式 （The mode of semi-conservative DNA replication）2、滾環(huán)復(fù)制、滾環(huán)復(fù)制（Rolling circles replication)如：如：X174病毒的復(fù)制病毒的復(fù)制 四、四、DNA復(fù)制的幾種主要方式復(fù)制的幾種主要方式 （The mode of semi-conservative DNA replication）3、D環(huán)復(fù)制環(huán)復(fù)制（Displacement loop)如：線粒體如：線粒體DNA的復(fù)制的復(fù)制龜鱉動物的線粒體基因組龜鱉動物的線

13、粒體基因組復(fù)制原點復(fù)制原點五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）（一）、參與原核生物（一）、參與原核生物DNA的復(fù)制的酶類：的復(fù)制的酶類：Replisome（復(fù)制體）（復(fù)制體）: in vivo, DNA polymerase holoenzyme dimer（全（全酶二聚體）酶二聚體）, primosome （引發(fā)體）引發(fā)體）(helicase解螺旋酶解螺旋酶) are physically associated in a large complex to synthesize DNA

14、at a rate of 900 bp/sec.五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）1、原核生物、原核生物DNA聚合酶（聚合酶（DNA polymerase) 1957年，由年，由Kornberg首先發(fā)現(xiàn)首先發(fā)現(xiàn)DNA pol I， 后又相繼發(fā)現(xiàn)后又相繼發(fā)現(xiàn)DNA pol II 和和 DNA pol III， 因此，原核生物共有三種因此，原核生物共有三種DNA聚合酶聚合酶五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication i

15、n prokaryote）（1）：）：DNA polymerase III holoenzyme: 結(jié)構(gòu)特點：結(jié)構(gòu)特點： l有多個亞基有多個亞基, 但其生物活性形式為二聚體，但其生物活性形式為二聚體， one half synthesizing the leading strand and the other lagging strand. 可保證先導(dǎo)鏈和后滯鏈同時進行可保證先導(dǎo)鏈和后滯鏈同時進行l(wèi)contain an a-subunit-，-subunit-35 proofreading exonuclease， -subunit-clamp the polymerase to DNAl 其

16、它還有多個亞基其它還有多個亞基.五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）（1）：）：DNA polymerase III功能特點：功能特點： 無無5 3外切核酸酶活性外切核酸酶活性 有有3 5外切核酸酶活性外切核酸酶活性 在有在有3OH 時，按模板合成新時，按模板合成新DNA（先（先導(dǎo)鏈和后滯鏈）導(dǎo)鏈和后滯鏈） 是細胞中是細胞中DNA合成的主要酶合成

17、的主要酶五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）主要功能主要功能:是從是從35方向識別和切除不配對的方向識別和切除不配對的DNA生長鏈末端生長鏈末端的核苷酸。的核苷酸。 舉例舉例:在某些在某些T4噬菌體突變株中噬菌體突變株中DNA復(fù)制的真實性降低，而復(fù)制的真實性降低，而易發(fā)生突變，從此突變株分離得到的易發(fā)生突變，從此突變株分離得到的T4DNA聚合酶的聚合酶的35外外切酶活性很低。相反，另外一些具有抗突變能力的切酶活性很低。相反，另外一些具有抗突變能力的T4突變株中突變株中的的T4DNA聚合酶

18、的聚合酶的35外切酶活性比野生型高得多，因此，外切酶活性比野生型高得多，因此，其其DNA復(fù)制真實性好，變異率低。復(fù)制真實性好，變異率低。byE. coli polymerase Proofreading五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）（2）：）：DNA polymerase I： 單鏈分子，在細胞中含量很高單鏈分子，在細胞中含量很高功能特點：

19、功能特點： 有有5 3外切核酸酶活性外切核酸酶活性 有有3 5外切核酸酶活性外切核酸酶活性 在有在有3OH 時，按模板合成新時，按模板合成新DNA 在細胞中主要進行在細胞中主要進行DNA的損傷修復(fù)的損傷修復(fù)五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote） 53外切酶活性就是從外切酶活性就是從53方向水解方向水解DNA生生長鏈前方的長鏈前方的DNA鏈，主要產(chǎn)生鏈，主要產(chǎn)生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DNA上配對部份上配對部份(雙鏈雙鏈)磷酸二酯磷酸二酯鍵有切割活力作用，方

20、向是鍵有切割活力作用，方向是53。每次能切除。每次能切除10個個核苷酸，而且核苷酸，而且DNA的聚合作用能刺激的聚合作用能刺激53外切酶活外切酶活力達力達10倍以上。倍以上。 因此，這種酶活性在因此，這種酶活性在DNA損傷的修復(fù)中可能起損傷的修復(fù)中可能起著重要作用著重要作用。對岡崎片段。對岡崎片段5末端末端DNA引物的去除依賴引物的去除依賴此種外切酶活性。此種外切酶活性。五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of

21、 DNA replication in prokaryote） 用用DNA polymerase I 進行分子探針（進行分子探針（prob)的標記的標記: 切口平移方法（切口平移方法（Nick translation)五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）（3）：）：DNA polymerase II：功能特點：功能特點： 無無5 3外切核酸酶活性外切核酸酶活性 有有3 5外切核酸酶活性外切核酸酶活性 在細胞中的功能不詳，可能起損傷修復(fù)作用在細胞中的功能不詳，可能起損傷修復(fù)作用五、原核生物

22、五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）功能功能polpolpol聚合作用53+外切酶活性35+外切酶活性53+-焦磷酸解和焦磷酸交換作用+-+模板及引物的選擇完整的DNA雙鏈-帶引物的長單鏈DNA+-帶缺口的雙鏈DNA+-雙鏈而有間障的DNA+一般性質(zhì)分子量109KD120KD140KD每細胞中的分子量40017-10010-20結(jié)構(gòu)基因polApolBpolC五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote

23、）2、引發(fā)酶（、引發(fā)酶（primase)和和RNA聚合酶：聚合酶：由由RNA聚合酶合成的聚合酶合成的RNA引物引物由引發(fā)酶合成的由引發(fā)酶合成的RNA引物引物五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）為什么為什么DNA合成時要用合成時要用RNA作為引物呢？作為引物呢？ Crucial for high fidelity of replication DNA最初合成時，容易出錯，用最初合成時，容易出錯，用RNA做引物，做引物，可使后面的聚合酶識別，再實行切除。從而使可使后面的聚合酶識別，再實行切除

24、。從而使DNA復(fù)制高度保真。復(fù)制高度保真。五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）3、DNA解鏈酶（解鏈酶（DNA helicase)： A、用于解開、用于解開DNA雙鏈，形成單鏈。其沿后滯鏈模板雙鏈，形成單鏈。其沿后滯鏈模板的的53方向，并隨著復(fù)制叉的前進而移動。方向，并隨著復(fù)制叉的前進而移動。 如：如：DnaB蛋白蛋白 B、與、與SSBP(single-stranded DNA binding protein) 配合，防止解開的雙鏈再退火。配合，防止解開的雙鏈再退火。 C、還有一種解鏈蛋

25、白、還有一種解鏈蛋白Rep 蛋白，在前導(dǎo)鏈處解蛋白，在前導(dǎo)鏈處解開雙鏈形成單鏈，其沿先導(dǎo)鏈模板的開雙鏈形成單鏈，其沿先導(dǎo)鏈模板的3 5方向移方向移動。動。 DNA helicases unwind the double helix in advance of the replication fork五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）4、單鏈結(jié)合蛋白、單鏈結(jié)合蛋白SSBP(single-stranded DNA binding protein)： 結(jié)構(gòu)和作用：結(jié)構(gòu)和作用：4聚體，聚體，1

26、77 A.A, 可發(fā)揮協(xié)同作用可發(fā)揮協(xié)同作用 A、防止單鏈再退火、防止單鏈再退火 B、防單鏈降解、防單鏈降解 C、伸展模板、伸展模板DNASingle-stranded binding proteins (SSBs) stabilize single-stranded DNA Sequence-independent manner(electrostatic interactions) 五、原核生物五、原核生物DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué) （The enzymes of DNA replication in prokaryote）5、依賴于、依賴于DNA的的ATPase： 水解水解ATP提供能量

27、提供能量6、DNA連接酶：連接酶： 連接岡崎片斷連接岡崎片斷7、DNA拓撲異構(gòu)酶拓撲異構(gòu)酶 Positive supercoiling: caused by removal of helical turns at the replication fork. Resolved by a type II topoisomerase called DNA gyrase Topoisomerase removes supercoils produced by DNA unwinding at the replication fork六、大腸桿菌六、大腸桿菌DNA的復(fù)制的復(fù)制（一）體外實驗系統(tǒng)（一）體外

28、實驗系統(tǒng)（In vitro ）：）：1. Purified DNA: smaller and simpler bacteriophage or plasmid DNA molecules (X174, 5 Kb)2. All the proteins and other factors for its complete replications3. Put DNA and protein together and ask replication question六、大腸桿菌六、大腸桿菌DNA的復(fù)制的復(fù)制（二）（二） DNA合成的起始（合成的起始（Initiation） 大腸桿菌的大腸桿菌的 o

29、rigin locus oriC ，可把其，可把其克隆進入質(zhì)粒，從而容易進行相應(yīng)的研究?？寺∵M入質(zhì)粒，從而容易進行相應(yīng)的研究。 這種質(zhì)粒在細胞中的復(fù)制與大腸桿菌染這種質(zhì)粒在細胞中的復(fù)制與大腸桿菌染色體的行為一樣。色體的行為一樣。六、大腸桿菌六、大腸桿菌DNA的復(fù)制的復(fù)制The DNA replication of E.coli1、oriC區(qū)包括區(qū)包括4個個9bp的的DnaA蛋白起始結(jié)合位點，蛋白起始結(jié)合位點， DnaA蛋白的合成是與細胞的生長相偶合的，因此，蛋白的合成是與細胞的生長相偶合的，因此，復(fù)制的起始也是與細胞的生長相偶合的。復(fù)制的起始也是與細胞的生長相偶合的。2、首先是、首先是DnaA

30、 蛋白結(jié)合蛋白結(jié)合DNA形成一個形成一個3040個個分子的復(fù)合體，其集合到分子的復(fù)合體，其集合到oriC區(qū)，以促進前端的區(qū)，以促進前端的3個個13bp的的AT豐富區(qū)重復(fù)序列的解開，便于與豐富區(qū)重復(fù)序列的解開，便于與DnaB蛋蛋白的結(jié)合。白的結(jié)合。oriC區(qū)，區(qū)，4個個9bp的重復(fù)的重復(fù)3個個13bp的的AT豐富區(qū)豐富區(qū)DNA六、大腸桿菌六、大腸桿菌DNA的復(fù)制的復(fù)制The DNA replication of E.coli3、 DnaB蛋白是解螺旋酶，蛋白是解螺旋酶，可利用可利用DNA水解的能量進水解的能量進一步融解雙鏈一步融解雙鏈DNA成為單成為單鏈鏈DNA。有兩類有兩類解螺旋酶解螺旋酶，一

31、類結(jié)合前導(dǎo)鏈的模板一類結(jié)合前導(dǎo)鏈的模板(Rep蛋白）蛋白）；另一類結(jié)合；另一類結(jié)合后滯鏈的模板（后滯鏈的模板（helicase)4、 SSB蛋白結(jié)合已解開的蛋白結(jié)合已解開的單鏈單鏈DNA。六、大腸桿菌六、大腸桿菌DNA的復(fù)制的復(fù)制The DNA replication of E.coli5、前導(dǎo)鏈的引發(fā)合成由、前導(dǎo)鏈的引發(fā)合成由RNA聚合酶合成一段聚合酶合成一段RNA引引物開始。物開始。6、后滯鏈的引發(fā)則需要引發(fā)體（、后滯鏈的引發(fā)則需要引發(fā)體（primosome),引發(fā)體引發(fā)體由由6種蛋白（種蛋白（n、n、 n、和、和DnaB、 DnaC、 DnaI）以及引發(fā)酶（以及引發(fā)酶（primase)組

32、成，后者進行引物的合成。組成，后者進行引物的合成。 復(fù)制的起始和細胞的生長速復(fù)制的起始和細胞的生長速率相偶合，當細胞生長快時，率相偶合，當細胞生長快時，Re-initiation of bacterial replication at new origins before completion of the first round of replication 六、大腸桿菌六、大腸桿菌DNA的復(fù)制的復(fù)制The DNA replication of E.coli六、大腸桿菌六、大腸桿菌DNA的復(fù)制的復(fù)制The DNA replication of E.coli（三）（三）DNA合成的延伸合成的延

33、伸（Elongation） 由由DAN聚合酶聚合酶III來完成。來完成。按照回環(huán)模型進行前導(dǎo)鏈和后滯鏈的合成按照回環(huán)模型進行前導(dǎo)鏈和后滯鏈的合成Figure 8-20 The composition of the DNA Pol III holoenzymeOther some enzymes during Elongation 1. Removal of RNA primer with RNase H, and gap filling with DNA pol I2. Ligation of Okazaki fragments are linked by DNA ligase.六、大腸桿菌六

34、、大腸桿菌DNA的復(fù)制的復(fù)制The DNA replication of E.coliElongation: lagging strand replication Polymerase III holoenzyme(DNA pol III)DNA pol I (53 polymerase activity)DNA ligase由由RNase H 和和 DNA pol I 的的5 3 的外切活性切除的外切活性切除六、大腸桿菌六、大腸桿菌DNA的復(fù)制的復(fù)制The DNA replication of E.coli（四）（四）DNA合成的中止合成的中止 （Termination and Segreg

35、ation）lTerminus（終止子）（終止子）: containing several terminator sites (ter) approximately 180o opposite oirC.lTus protein: ter binding protein, an inhibitor of the DnaB helicaseTerminationter七、原核生物線性七、原核生物線性DNA的復(fù)制的復(fù)制 （The DNA replication of Linear DNA in prokaryote）末端問題末端問題線性線性DNA的復(fù)制（的復(fù)制（Linear DNA replica

36、tion)： 為解決線性為解決線性DNA復(fù)制時，末端引物的去除，產(chǎn)生復(fù)制時，末端引物的去除，產(chǎn)生了多種方式：了多種方式：（1）環(huán)化：）環(huán)化：如如 噬菌體噬菌體粘性末端粘性末端（2）多聯(lián)體形式：）多聯(lián)體形式：如如T4和和T7病毒病毒33DNA聚合酶填滿，再經(jīng)連接聚合酶填滿，再經(jīng)連接酶連接，形成二聯(lián)體酶連接，形成二聯(lián)體特異性內(nèi)切核酸酶特異性內(nèi)切核酸酶切割切割T7DNA聚合酶進行鏈置換聚合酶進行鏈置換分離、再延長分離、再延長（3） 其它形式：其它形式：290病毒病毒 依靠末端結(jié)合依靠末端結(jié)合蛋白，合成其蛋白，合成其中的一條中的一條另一條鏈則另一條鏈則形成，平鍋形成，平鍋底結(jié)構(gòu)，再底結(jié)構(gòu)，再合成合成4

37、）腺病毒的復(fù)制方式：）腺病毒的復(fù)制方式：八、真核生物八、真核生物DNA的復(fù)制的復(fù)制 （The DNA replication of eukaryote）1、真核生物真核生物DNA的復(fù)制的復(fù)制： （1）有多個染色體，每個染色體上有多個復(fù)制起始）有多個染色體，每個染色體上有多個復(fù)制起始點。點。 （2）每個復(fù)制起始點受到嚴格的統(tǒng)一控制。）每個復(fù)制起始點受到嚴格的統(tǒng)一控制。 （3）存在核小體的組裝問題。）存在核小體的組裝問題。 （4）有多種）有多種DNA聚合酶，每種酶分子有多個亞基，聚合酶，每種酶分子有多個亞基，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。結(jié)構(gòu)復(fù)雜。1. Small animal viruses (SV40病毒病毒,

38、5 kb) are good mammalian models for elongation (replication fork) but not for initiation. 2. Yeast (裂殖酵母裂殖酵母): 1.4 X 107 bp in 16 chromosomes, 400 replicons, much simpler than mammalian system and can serve as a model system3. Cell-free extract （無細胞提取物）（無細胞提取物）prepared from Xenopus (frog) eggs conta

39、ining high concentration of replication proteins and can support in vitro replication. 2、研究真核生物、研究真核生物DNA復(fù)制的幾種系統(tǒng)：復(fù)制的幾種系統(tǒng)：3: 細胞周期（細胞周期（Cell cycle） When to replicate2n4nG1SG2M第第1個周期個周期第第2個周期個周期G1G1 preparing for DNA replication (cell growth)S SDNA replicationG2G2a short gap before mitosisM Mmitosis an

40、d cell divisionCell cycleCell cycleEntry into the S-phase:CyclinsCyclin-dependent protein kinases (CDKs)signaling 4、真核生物真核生物DNA的復(fù)制的聚合酶：的復(fù)制的聚合酶： Five different DNA polymerases are involved.真核生物真核生物DNA的復(fù)制的聚合酶：的復(fù)制的聚合酶：lDNA pol : 由由4個亞基構(gòu)成，在細胞內(nèi)活性很個亞基構(gòu)成，在細胞內(nèi)活性很高，是高，是DNA復(fù)制的主要酶類之一。復(fù)制的主要酶類之一。 該酶通常與該酶通常與prima

41、se 結(jié)合，在前導(dǎo)鏈和后結(jié)合，在前導(dǎo)鏈和后滯鏈的每個片斷上具有合成滯鏈的每個片斷上具有合成RNA引物的作用，引物的作用，其起始引物（約其起始引物（約10bp)合成后，再合成合成后，再合成20-30bp的的DNA，然后脫落下來。，然后脫落下來。 該酶沒有該酶沒有3 5外切酶活性，因此，一定有外切酶活性，因此，一定有其它的酶在其它的酶在DNA復(fù)制中發(fā)揮作用。復(fù)制中發(fā)揮作用。真核生物真核生物DNA的復(fù)制的聚合酶：的復(fù)制的聚合酶：lDNA pol: on the leading strand that replaces DNA pol can synthesize long DNA. 酶酶由由2個亞基

42、構(gòu)成個亞基構(gòu)成，其與，其與 酶不同點酶不同點（1）該酶有該酶有3 5外切酶活性。（外切酶活性。（2）分子量不同。（）分子量不同。（3）與抗）與抗體的交叉反應(yīng)不同。（體的交叉反應(yīng)不同。（4）對抗生素的反應(yīng)不同。）對抗生素的反應(yīng)不同。 其主要作用是進行前導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成。其主要作用是進行前導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成。真核生物真核生物DNA的復(fù)制的聚合酶：的復(fù)制的聚合酶：lDNA pol : on the lagging strand that replaces DNA pol synthesized Okazaki fragments 該酶的亞基數(shù)目尚未確定，其作用是用于后滯鏈的岡該酶的亞基數(shù)目尚未確定，其作用是用于后滯鏈