2019年廣大分子生物學(xué)期末復(fù)習(xí)

2.1原核與真核生物染色體的結(jié)構(gòu)

1.原核生物染色體：DNA結(jié)構(gòu)域

1.大腸桿菌的染色體是負(fù)超螺旋。

2.單個(gè)結(jié)構(gòu)域呈單獨(dú)的超螺旋，一些結(jié)構(gòu)域不

形成超螺旋。

3.DNA與膜蛋白支架的結(jié)合可能阻礙了D、A

的自由旋轉(zhuǎn)，因而結(jié)構(gòu)域可能在拓?fù)鋵W(xué)上是

獨(dú)立的。

圖2電子顯微鏡下E.coZZ染色體結(jié)構(gòu)概圖

2.染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)

定義：真核生物細(xì)胞分裂間期細(xì)胞核內(nèi)能被堿性染料所染色的物質(zhì)，呈纖細(xì)狀，是一種高度有序的DNA-蛋白質(zhì)復(fù)

合物

功能：染色質(zhì)結(jié)構(gòu)用來包裝和組構(gòu)染色體DNA,并在細(xì)胞周期的不同階段調(diào)整壓縮DNA水平。

DNA+Histoneoctamer-^Nucleosomecore（核

小體核心146bp）+HlfChromatosome（染色

小體166bp）+linkerDNATNucleosome（~200

bpofDNA）t30nmfiber（纖絲）f纖絲環(huán)

r染色質(zhì)

Sister

chromatids

Centromere

①

②iuclezii*Loopsof

matrix30nmfiber

③

④

⑤Tolemere

2.1核小體（Nucleosome）

核小體核心Histoneoctamer（146bp,1.8圈，組蛋白八聚體）-*染色小體chromatosome（166bp,2圈，Hl）+連接DNA

HistoneHl

核小體核心（nucleosomecore）

圈

146bp,1.8圈166bp,2

2.2組蛋白（Histones）四種核心組蛋白（H2A,H2B,H3和H4）和H1

2-4.Hi的功能

1.在DNA出入核小體核心顆粒處對(duì)DNA起穩(wěn)

定作用。

2.H1的C端末尾，穩(wěn)定核小體核心之間的

DNA.

3.與20bp的DNA較松散結(jié)合

組蛋白的主要特征:

（1）進(jìn)化上的極端保守性

（2）無組織特異性

（3）肽鏈上氨基酸分布的不對(duì)稱性

（4）組蛋白的修飾作用普遍。甲基化、乙酰化、磷

酸化、泛素化。

（5）富含賴氨酸的組蛋白

3.間期染色體結(jié)構(gòu)（間期的染色體均呈一種非常松散的結(jié)構(gòu)，因而不能觀察到單個(gè)染色體，呈染色質(zhì)結(jié)構(gòu)）

常染色質(zhì)（Euchromatin）異染色質(zhì)（Heterochromatin）

①對(duì)堿性染料著色較深、螺旋化程度較高、

1.堿性染料著色淺、螺旋化程度低、處于較為處于凝集狀態(tài)的染色質(zhì)。

②沒有轉(zhuǎn)錄活性

伸展?fàn)顟B(tài)的染色質(zhì)。

③由靠近染色體著絲粒的重復(fù)衛(wèi)星DNA構(gòu)

2.全部轉(zhuǎn)錄發(fā)生的區(qū)域

成，某些情況下整個(gè)染色體呈異染色質(zhì)

3.構(gòu)成不均一，約10%區(qū)域具有轉(zhuǎn)錄活性狀態(tài)（如雌性哺乳動(dòng)物的兩條X染色體）

3.1CpG島

DNaseI超敏性CpG島：胞喀咤C-5的非甲基化

①與D、asel敏感區(qū)域相吻合

脫氧核糖核酸酶（DNaseI）可以切割DNA骨架，除

非DNA因結(jié)合蛋白而被保護(hù)。②包圍著持家基因的啟動(dòng)區(qū)域

DNaseI的敏感性：CpG甲基化：序列S-CG3中胞喀咤C5的甲基化

-…定位細(xì)胞中具有轉(zhuǎn)錄活性的染色質(zhì)

①發(fā)生在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中P

--較短的敏感區(qū)域，序列特異性調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合30

nm纖絲②與非轉(zhuǎn)錄區(qū)域相連

…-較長(zhǎng)的敏感區(qū)域，轉(zhuǎn)錄正在進(jìn)行

H5?甲基胞喀嗟

CpGisland

31IHIHH+I11~~~：—?1

SSer],Housekeep.nggene

-2kb_____________

fMethylatedCpG

|UnmethylatedCpG

圖D3.3持家基因的CpG島及其啟動(dòng)子

4.GenomeComplexity（基因的復(fù)雜度）

Genomes一個(gè)細(xì)胞內(nèi)所有DNA序列的總和

Genes:一段連續(xù)的DNA序列，能夠編碼蛋白

質(zhì)或RNA

C值（C-vahie）：一個(gè)單倍體基因組的DNA

含量總是恒定的，通常稱為該物種DNA的?

C值矛盾（C-valueparadox）：指C值往往與種

系進(jìn)化的復(fù)雜程度不一致，某些低等生物卻具

有較大的C值。

4.1Reassociationkinetics(復(fù)性動(dòng)力學(xué))

不重復(fù)序列或單一序列

?在CJ曲線中處在最慢的復(fù)性階段

?對(duì)應(yīng)于基因的編碼區(qū)

?在單倍體基因組中通常只有一個(gè)或幾個(gè)拷貝二

p

e

s

-在E.CO”基因組中，所有的DNA都是單一序列o

o

s

s

l

p

中度重復(fù)序列u

o

q

o

?指在基因組中重顆率1X05的順序，序列長(zhǎng)loo-sooobp；在基因組申e

d:

所占比例約占UK40%。分布于結(jié)構(gòu)基因之間、基因簇中、以及內(nèi)含子中。

?一般是不編碼蛋白質(zhì)的序列，在調(diào)控基因表達(dá)中起重要作用。

1()YIO-31O?10'110°10110103

“(Msec)

國(guó)24非洲爪蟾的求NA1瞬構(gòu)示意圖

高度重復(fù)序列

高度重復(fù)序列在基因組中重復(fù)頻率可高達(dá)106以上，因此復(fù)

性速度很快。序列長(zhǎng)度一般為10?300bp的較短序列。

在基因組中所占比例隨種屬而異，約占10?60%,人基因

組中約占20%。

反向重復(fù)序列Palindrome

反向重復(fù)序列由兩個(gè)相同順序的互補(bǔ)拷貝在同一DNA鏈上

反向排列而成。這種重復(fù)順序復(fù)性速度極快。序列長(zhǎng)度

lOO~lOOObp,約占人基因組的5%。

串聯(lián)重復(fù)序列

由2?172bp重復(fù)單位排列成串而形成的。

由于堿基組成不同于其他部份，在等密度梯度離心時(shí)

與主體DNA分開，稱衛(wèi)星D、A。

(a)衛(wèi)星D、A(satelliteDNA)

重復(fù)區(qū)涵蓋lOOkbflb,大部分位于染色體著絲點(diǎn)。重復(fù)單位

2bp~172bp。其申一種重復(fù)單位在170bp左右，為靈長(zhǎng)類所濁有。

(b)小衛(wèi)星(minisatellite)D、A

重復(fù)區(qū)域在0.1kb20kb間?主要包括重復(fù)單位在480bp之間的可變教

目串聯(lián)重復(fù)序列(triablenumberoftandemrepeats,VNIR)和瑞粒。

(c)微衛(wèi)星(microsatellite)D、A

重復(fù)單兀卜6bp的短串取接重復(fù)(shorttandemrepeats>STR),涵蓋

A

區(qū)域小于ISObp。

微衛(wèi)星D、A里的重復(fù)教目亦隨個(gè)體而異，廣泛被用於D、A指紋?！猤A]QAgAgA]QAgAgA]GA卜B

-4

C

2.2DNA的結(jié)構(gòu)

1.Nucleicstructure:

Base（堿基）->nucleoside（核昔）->nucleotide（核昔酸）fphosphodiesterbonds（磷酸二酯鍵）fDNA/RNA

sequence

Nucleosides（核昔）=堿基+戊糖

戊糖（pentosesugar）的1，位與喊基（喀碇的1位或喋吟的9位

共價(jià)（covalent）結(jié)合形成糖昔鍵。

OH0H

Cvtidine

湎昔）

1NucleicAcidStrqjre

Nucleotides（核昔酸）=核小閩DNA-RNAsequence:

核甘酸由一個(gè)或多個(gè)硝酸分子（phosphategroups）共價(jià)結(jié)合5r-UCAGGCUA-3'

于四網(wǎng)（nucleoside）的3，、5，位或2，位（僅在核糖凝=VCAGGCIA

中）而形成，在5，位上最多可接3個(gè)囑基團(tuán)。

?????“?

5'end:phosphategroups

I■［荷淳

磷酸基團(tuán)

但urinebase]

Phosphodiesterbonds'

硝酸二轆

Deox}adenosineS^triphosphateCytidine5?-monphosphate

r

（dATP）（CMP）3end:hvdroxjlgroup

DeoxA'nucleotidesRibonucleotides（OH）fijgmphosphaieba*

（脫氧核昔酸）（核昔酸）

1.1DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)

兩條雙鏈反向且平行呈雙螺旋結(jié)構(gòu)，依據(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則。帶負(fù)電荷的戊糖磷酸作為骨架，位于分子外側(cè)，堿基則

平面堆積于螺旋等電內(nèi)部

有大鐘小溝S大溝中嘀及差弁春多識(shí)別，往往是委

翻修基并不充箭雙⑥發(fā)因子結(jié)合特異DNA序列的位點(diǎn)

螺注空司，且麻基對(duì)?小溝相對(duì)體現(xiàn)的信息較少

占醐空目不避:

維持穩(wěn)定性的因素：氫鍵、磷酸酯鍵、堿基堆積力、疏水作用

不穩(wěn)定因素：磷酸基團(tuán)間的靜電斥力、堿基內(nèi)能增加（溫度），使氫鍵因堿基排列有序狀態(tài)的破壞而減弱

1.1.1二級(jí)結(jié)構(gòu)的類型

?BDNA:其它形式：

>右手雙螺旋A型：11bases/turn.

right-handed

>10basepairs/turn

型：

>34A/turnZ12bases/turn.syn

（purines）,left-handed

>Diameter:20A

helical,（5'CGCGCG-

3。

堿基順式syn（左手螺旋）反式anti（右手螺旋）順式反式

1.2RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)

Accrfan

1.單鏈核甘酸Secondary

2.單鏈局部區(qū)域的螺旋結(jié)構(gòu)structure

3.近似球狀的構(gòu)型三葉草型

構(gòu)成二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)分子間的力:

氫鍵作用和堿基堆積

?核酸分子中堿基或核獺的化學(xué)燃儲(chǔ)許多特定

作用。

?修飾一般僅限于腺嗓吟的位、胞嘲定的4氨基和

5位的甲基化，具有避免限制性內(nèi)切酶的消化作用。

哽為復(fù)雜的修飾發(fā)生在駿后的RNA分子中。6-甲基氨基

腺瞟聆

2.核酸分子的理化性質(zhì)

強(qiáng)酸+高溫(HC1O,+100°C)-＞核酸完全水解為堿基(bases),核糖(riboses)/脫氧核糖(deoxyriboses),磷酸

(phosphate).

2.1酸效應(yīng)(水解)

磷酸酯鍵和糖普鍵都能被酸水解

水解的難易順序?yàn)?磷酸酯鍵〉糖首鍵喀咤堿的糖背鍵＞口票吟堿的糖甘鍵喋吟與脫氧核糖之間的糖甘鍵最易水解

2.2堿效應(yīng)(DNA變性、RNA水解)

堿效應(yīng)使堿基的互變異構(gòu)態(tài)(tautomericstate)發(fā)生變化,影響特定堿基間的氫鍵作用,導(dǎo)致DNA雙鏈解離，即

DNA變性(DNAdenaturation)

pH較高時(shí)，DNA易變性，較難水解，RNA易被水解,因?yàn)镽NA中的2'-OH參與對(duì)磷酯鍵中磷酸分子的分子內(nèi)攻

2.3化學(xué)變性

破壞水溶液中的氫鍵作用(hydrogenbonding)

Urea⑻N(yùn)CONH：)(尿素)：變性PAGE0

I

疏水效應(yīng)(Hvdrophobiceffect)減弱

Formamide(HCOXHJ(甲酢胺)NorthernblotI

核酸二級(jí)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性削弱(加變性)

2.4黏性Viscosity

Applications:

ReasonsfortheDNAhighviscositj-區(qū)的DNA分子易被機(jī)械力(shearingforce)或超

1.高軸比(axialratio)

聲波(sonication)損傷，同時(shí)黏度下降。因此提取

2.一定剛性(stiff)

DNA時(shí)應(yīng)避免機(jī)械力損傷。

2.5浮力密度

1.7gcm"3,與8MCsC共致相同p=1.66+0.098(G+C)%

純化DNA:equilibriumdensiKgradientcentrifugation

3.核酸的光熱性質(zhì)（SpectroscopicandThermalPropertiesofNucleicAcids）

3.1UVabsorption(紫外光吸收)

1.UVabsorption:

■堿基的共能苯環(huán)

?A.max=260nm

?檢測(cè)、定量和純化(A?6(/A劃)

3.2Hypochromicity（減色效應(yīng)）

2.Hypochromicity（減色）：

由于減基頡水環(huán)境中的堆積作用

而祓弱了麻基颼外光的吸收能力。

dsDNA<CssD、A/RNA<nucleotide

3.3Quantitationofnucleicacids(核酸定量)

消光系數(shù)(Extinctioncoefficients):

1mg/ml的dsDNA,Ayo為20(ODl=50ug/ml);

1mg/ml的ssD'AaudRNA,A%o為25(ODl=40ugml)

ssDNA和RNA的消光系數(shù)是個(gè)大約值

(1)A納的數(shù)值是所有不同堿基對(duì)光吸收的總和

(purines>pyrimidines)

(2)由于減色性(hypochromicity)，光吸收值也取決于

給定分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)的數(shù)量

3.4PurityofDNA（DNA純度DNA質(zhì)量檢測(cè)）

A26，A28O：RNA—2.0如果DNA樣品

A26/A280大于1.8,可能原因是？樣品有RNA污染

dsDNA--1.8

A2/A280小于1.8,可能原因是？樣品中含有蛋白質(zhì)

protein-0.5

3.5Thermaldenaturation(熱變性)

加熱能導(dǎo)致DNA雙鏈和RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)中的氫鍵破壞,變成單鏈結(jié)構(gòu)的過程

Meltingtemperature(Tm)：熱變性過程中A260達(dá)到最大值一半時(shí)(雙螺旋結(jié)構(gòu)失去一半)的溫度

熔解曲線：緩慢而均勻地增加DNA溶液的溫度可根據(jù)各點(diǎn)的A260值繪制成DNA的熔解曲線

Tempefature

影響Tm值的因素

（1）在A,T,C,G隨機(jī)分布的情況下，決定于GC含量

GC%愈高_(dá)Tm值愈大

GC%愈低-Tm值愈小

（2）GC%含量相同的情況下36.7℃57.02℃

從瞭吟到醫(yī)庇方向的破基堆積力作用顯著地大于同樣

AT形成變性核心，變的快，Tm值小

孤的醫(yī)院到麟方向懶鞠積作用

堿基排列對(duì)Tm值具有明顯影響

（4）片段愈短，變性愈快，Tm值愈小

（5）變性液中含有尿素，甲酰胺等（6）鹽濃度的影響

增色效應(yīng)的跳躍現(xiàn)象（JumpofHyperchromicity）：高分子量的DNA分子在熱變性過程中，富含AT區(qū)域首先發(fā)生變

性，然后逐步擴(kuò)展，表現(xiàn)增色效應(yīng)的跳躍現(xiàn)象，使變形過程加快.

3.6Renaturation（復(fù)性）

在一定條件下，變性DNA單鏈間堿基重新配對(duì)恢復(fù)雙螺旋結(jié)構(gòu)，伴有A260減?。p色效應(yīng)），DNA的功能恢復(fù)

快速冷卻：只形成局部區(qū)域的雙鏈DNA,吸光值下降

很小。

慢速冷卻（退火）：整個(gè)dsDNA的相互配對(duì)，吸光值

極大減少到原初樣品.

Annealing（退火）：DNA分子內(nèi)或分子間短的互補(bǔ)區(qū)

域的堿基配對(duì)（annealingstepinPCRreaction）

Hybridization（雜交）：不同核酸分子之間的互補(bǔ)部

分的復(fù)性稱為雜交（NorthernorSoutbernhybridization）

Temperature

（―?）85-95℃）

1、影響DNA復(fù)性過程的因素；

高等生物染色體的某一區(qū)段，A?T含量交化很大

?陽(yáng)離子濃度

0.18?0.2MNa"可消除polydZt間的靜電斥力

很多有重軍調(diào)節(jié)功能的的區(qū)段都富含?

<?復(fù)性反應(yīng)的溫度DNAAT

低于Tm值250c左右（60-65℃）（原核、其核一一復(fù)制起點(diǎn)、啟動(dòng)子、終止孑等區(qū)域）

?S.S,DNA的初始濃度G）

令S.S.DNA分子的長(zhǎng)度（片段的大?。〥NA雙爆旋結(jié)杓的呼吸作用：DNA雙螺旋結(jié)杓內(nèi)部,

SSDNA愈長(zhǎng)一分子擴(kuò)散愈慢一復(fù)性愈慢

配對(duì)破冬的氫鍵的迅速斷裂和再生的過程

SSD'A愈短一分子擴(kuò)散愈快一復(fù)性愈快

三螺旋、四螺旋（端粒）結(jié)構(gòu)

3.7DNASupercoiling（DNA超螺旋結(jié)構(gòu)）

DNA雙螺旋本身進(jìn)一步盤繞稱超螺。超螺旋有正超螺旋和負(fù)超螺旋兩種，負(fù)超螺旋的存在對(duì)于轉(zhuǎn)錄和復(fù)制都是

必要的。

閉環(huán)D、A：細(xì)胞內(nèi)的許多DNA分子都是閉環(huán)雙錐，沒有

游離端；

連接數(shù)（Lk）：兩條鏈纏繞的數(shù)目即為雙螺旋的螺旋數(shù)。

拓?fù)洚悩?gòu)體：一個(gè)具有給定連接數(shù)的DNA分子就是一個(gè)

拓?fù)洚悩?gòu)體.

Supercoiling(超螺旋)

ADNA雙螺旋先扭曲，然后兩末端相連，且這種?超螺旋分子比松散的分子具有更高的能量

變形被固定下來。?負(fù)超螺旋使DNA螺旋更易于局部解纏或解旋

》正超螺旋：扭曲方向與雙螺旋方向相同?有利于轉(zhuǎn)錄起始或復(fù)制

A負(fù)超螺旋：扭曲方向與雙螺旋方向相反

A幾乎所有細(xì)胞中D、A分子超螺旋都是負(fù)的

TwistandWrithe(纏繞與扭曲)

一個(gè)超螺旋DNA分子的拓?fù)鋵W(xué)(連接數(shù))改變被分

配給了扭曲(hnst)和纏繞(writhe)的改變而導(dǎo)致

的分子構(gòu)型的變化。

(ALk=ATw+AWr)

在閉合DNA分子異構(gòu)體中，扭曲的增多會(huì)導(dǎo)致纏

繞相應(yīng)的減少。

超螺旋狀態(tài)的描述

L=T+W(a=P+y)Vinograd方程式

L連接數(shù)(Linkingnumber)

雙鏈DNA的交叉數(shù)，不發(fā)生鏈斷裂時(shí)，L為定值

T盤繞數(shù)(Twistingnumber)

雙鏈DNA的纏繞數(shù)，初級(jí)螺旋圈數(shù)

拓?fù)洚悩?gòu)酶(Topoisomerases)：降低DNA分子的超螺旋水平

W超盤繞數(shù)(Writhingnumber)I型:在DNA的一股鏈上產(chǎn)生-H0口，連掇J晦次改變±L

直觀上為雙螺旋在空間的轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)II型:在D、A雙鏈上產(chǎn)生切口，連接數(shù)每次改變+2.

W=負(fù)值(negativesuperhelix)DNA促旋酶：向D、A分子引入負(fù)超螺旋，從而抵消D、A復(fù)制產(chǎn)生

的正超螺旋.

W=正值(positivesuperhelix)

負(fù)超螺旋一拓?fù)洚悩?gòu)酶/嗅化乙錠EB一松弛DNA一拓?fù)洚悩?gòu)醐/澳化乙錠EB—正超螺旋

2.3DNA的復(fù)制

1.DNA復(fù)制概述(半保留半不連續(xù))Replication

模

DNA復(fù)制(合成反應(yīng))板

原親代單鏈DNA分子

則

底堿基配對(duì)的原則

親代雙鏈DNA分子在D、A聚合酶的作用下，分別以物

各單鏈DNA分子為模板，聚合與自身堿基可以互補(bǔ)能dNTP(dATP、dGTPxdCTP、dTTP)

方>:

向dNTP水解產(chǎn)生

配對(duì)的游離的dNTP,合成出兩條與親代DNA分子完

新生鏈以5，—3,方向合成

全相同的子代DNA分子的過程。

復(fù)制子(Replicon)：又稱復(fù)制單位或復(fù)制元，以單一單位復(fù)制的任一段DNA,含有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)(Origin)和復(fù)制終

點(diǎn)(Turminus)(有時(shí))。

復(fù)制起點(diǎn)(origin,ori或o,復(fù)制原點(diǎn))：復(fù)制開始處DNA分子的特定位置，富含AT序列

1.原核生物(Prokaryote)：環(huán)形DNA分子，單復(fù)制起點(diǎn),即是整個(gè)染色體只有一個(gè)復(fù)制單位。

2.真核生物(Eukaryote):長(zhǎng)鏈線性DNA分子，多復(fù)制起點(diǎn),即是一個(gè)genome中有多個(gè)復(fù)制單位。

復(fù)制叉(replicationfork)：DNA復(fù)制時(shí)在DNA鏈上通過解旋、解鏈和單鏈結(jié)合蛋白的結(jié)合等過程形成的Y字型結(jié)構(gòu)

UNIDIRECTIONALREPtlCATIONBIDIRECTIONALREPLICATION

O

Ro

IR

G

IReplicationfork

N—

I

ReplicatedDNA

ParentalDNA

wtuMoctMMQTQitO

單向復(fù)制雙向復(fù)制

復(fù)制眼(replicationeye)：又稱復(fù)制泡，電子顯微鏡下觀察正在復(fù)制的DNA,復(fù)制的區(qū)域形如一只眼睛

復(fù)制體(Replisome)：復(fù)制叉處的許多酶和蛋白組成的復(fù)合體，協(xié)同合成DNA,包括DNA聚合酶、引發(fā)體和DNA

解旋酶。

先導(dǎo)鏈(leadingstrand)：DNA復(fù)制時(shí)，與復(fù)制叉向前移動(dòng)的方向一致，以3'-5(鏈為模板，按5'-3'

方向連續(xù)合成的一條鏈。

后隨鏈(laggingstrand)：后隨鏈按Okazaki片段不連續(xù)復(fù)制。

岡崎片段(Okazakifragment):DNA復(fù)制不連續(xù)合成鏈中形成的短DNA片段，原核生物1000~2000nt,真核生物100~200nt。

RNApriming：DNA合成由RNA引導(dǎo)，每一片段5'端的頭幾個(gè)核甘酸均為核糖核甘酸；片段連接之前被去掉，產(chǎn)

生的間隙由DNA填補(bǔ)，保證DNA復(fù)制的高忠實(shí)性(highfidelityofreplication)

2.原核生物的DNA復(fù)制

2.1Initiation起始

1.or/C包含4個(gè)9bp的起始因子DnaA蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，

起始蛋白的合成與生長(zhǎng)速度相偶聯(lián)，復(fù)制的起始與生

長(zhǎng)速度相偶聯(lián)。

2.DnaA形成3070個(gè)分子的復(fù)合體，有助于3個(gè)13bp

長(zhǎng)的富含AT的重復(fù)序列的解鏈，利于DnaB蛋白的結(jié)

合

3.DnaB是個(gè)D、A解旋酶(helicase),利用ATP水解

的能量結(jié)合并解開雙鏈DNA(double-stranded

DNA).

4.SSB(single-strandedbindingprotein)保護(hù)解旋的

DNA分子

5.DNA引發(fā)酶(DNAprimase)：結(jié)合DNA上并合成

一段短的RNA,從而引發(fā)先導(dǎo)鏈的復(fù)制

6.引發(fā)體(Primosome)：DnaBhelicaseandDNA

primase

2.2Unwinding解旋

在復(fù)制叉處螺旋轉(zhuǎn)角的去除會(huì)形成正超螺

旋.通過H型拓?fù)洚悩?gòu)酶(topoisomerase),

即DNA旋轉(zhuǎn)酶(DNAgyrase)作用引入負(fù)超

螺旋而得到不斷釋放

2.3Elongation延彳申

Elongation:laggingstrandreplication

DNA聚合酶in全酶(DNApolvmeraseIIIholoenzyme)

二聚體復(fù)合物，一個(gè)用于先導(dǎo)鏈的合成，另一不用于

1.RNAprimers

后隨鏈的合成。3，_________________________________勺

--___，2

2.具有兩個(gè)聚合酶，保證兩條鏈以同樣的速觸行合j

成。Pohmerasemholoenzyme

(DNApolID)Primerremoval

3.兩個(gè)聚合酶包含

'DNApolI(S'—>3'exonukleaseacr

a-subunit-polymerase3*________________________——5

5*,一_十

s-subnnit—3r->5r校正作用的外切核酸酶??J

(proofreadingexonuclease)Gapfilling

P-subunit-一將聚合酶結(jié)合于D、ADNApolIpohmeraseactivi

3*_________________________1—3

?3

DNApolI

作用：將引物去除，并填補(bǔ)上DNAbgation

酶活性：具有5，-3,聚合酶rDNAligase

3*_________________________

5,-3,外切核酸酶—--5

3，-5，校正外切核酸酶的活性5-31

DNAligase:兩個(gè)片段最后磷酸二酯鍵的形成

原核生物中的三種DNA聚合酶

polIpolIIpoini

5，?-3,聚合酶活性+++

5'.一3，外切酶活性+--

3r-5,外切酶活性+++

生理功能去除引物，填補(bǔ)缺口未知DNA復(fù)制

修復(fù)損傷，校正錯(cuò)誤校正錯(cuò)誤

復(fù)制體(Replisome):生物體內(nèi)，DNA始甌HI的全

窗二聚體,引發(fā)體和DNA解嫡(DNApoijmerase

holoenzymedimer,primosomeandhelicase))以物理方

式結(jié)合成一個(gè)大的復(fù)合體,以每秒900bp的速度合成

DNAo

先導(dǎo)3后

2.4TerminationandSegregation（終止與分離）

TerminationDNAaccessibleDNAblocked

?終點(diǎn):包括幾個(gè)終止子的位點(diǎn)(ter),在oriC約180。ReplicationproceedsReplicationterminates

的對(duì)面.

?Tusprotein:終止位點(diǎn)的結(jié)合蛋白，一種DnaB解旋酶

(DnaBhelicase)的抑制劑。DnaB

環(huán)形復(fù)制的終止

a、終止序列

E.coli有兩個(gè)終止區(qū)域，分別結(jié)合專一性的終止蛋白

序列一：terEterDterA

南歹j二：terBterC

每個(gè)區(qū)域只對(duì)一個(gè)方向的復(fù)制叉起作用

b、專一性終止蛋白

E.coli巾由tusgene編碼

通過抑制D、調(diào)旋酶而發(fā)揮終止作用

每次復(fù)制時(shí)只使用一個(gè)終止位點(diǎn)

Segregation

拓?fù)洚悩?gòu)酶IV(TopoisomeraseIV):一種II型的DNAtopoisomerase,解開相互連接的兩個(gè)子代基因組

2.5原核生物DNA復(fù)制總結(jié)

(6)切除引物，補(bǔ)齊缺口：由DNA聚合酶(主要是酶D

(1)解旋：由拓?fù)洚悩?gòu)酶II解除超螺旋；

催化，切去RNA引物；按堿基互補(bǔ)原則，沿5，-3,

(2)解鏈：由DNA解螺旋酶催化，SS嶼單鏈DNA結(jié)合，方向，補(bǔ)齊缺口。

防止雙鏈間氫鍵再形成；

(7)連接封口：由DNA連接酶催化，將補(bǔ)齊缺口的3，-

(3)識(shí)別起點(diǎn)：由頻導(dǎo)的引物酶完成；OH基與下一個(gè)岡崎片段的夕-P以磷酸二酯鍵連接

(4)RNA引物合成：以DNA為模板，在引物酶催化下由起來，最終形成完整的、與模板互補(bǔ)的DNA新鏈。

DNA轉(zhuǎn)錄生成5-10個(gè)核糖核甘酸鏈；(8)校正并修復(fù)DNA:由DNA聚合酶校正并切除錯(cuò)配，

(5)DNA鏈延長(zhǎng)：在引物3'-0睡上，按堿基互補(bǔ)原則再按5，—3,方向加上正確核首酸。

經(jīng)DNA聚合酶(主要是酶HD催化DNA鏈從5'-3'

延伸。

前導(dǎo)鏈為連續(xù)的；后滯鏈為不連續(xù)的岡崎片段。

復(fù)制忠實(shí)性的保證

1、DNApol的外切酶活性

2、DNApol只能從引物的3,端延伸DNA

(需要RNA引物)

3、后隨鏈的不連續(xù)合成

因其有利于錯(cuò)配堿基的校正

3.真核生物的DNA復(fù)制

3.1Initiationofmultiplereplicons

1.20~50個(gè)復(fù)制子(串聯(lián)排列)成簇在S期的特定時(shí)間同時(shí)開始復(fù)制。

2.每個(gè)細(xì)胞周期僅起始一次復(fù)制特許因子(Licensingfactor)

ORC(originrecognitioncomplex)起始點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物與ARS酵母的自主復(fù)制序列結(jié)合,被CDKs(Cyclin-Dependent

Kinase)激活后可引導(dǎo)DNA解鏈以進(jìn)行復(fù)制。

3.2Replicationfork&elongation

Replicationfork組蛋白的合成

Leadogstrand(1)組蛋白的合成在細(xì)胞核中與D、A復(fù)制同步進(jìn)行

(2)且組蛋白八聚體在DNA復(fù)制時(shí)并不離開親本

〈3)組蛋白八聚體以全保留方式傳給子代

C4)組蛋白八聚體與先導(dǎo)鏈結(jié)合

老復(fù)制原點(diǎn)先導(dǎo)鏈

Laggrigstrand

Fig.1.Nucleosomesataeukaryoticreplicationfork.

ADNA從核小體(nucleosome)上解離：50bp/sec,后隨鏈

需解旋酶(helicases)和replicationproteinA(RP-A)

》新的核小體組裝:復(fù)制叉通過后，由原來的和新合成

新老八聚體在子代鏈上的分布

的組蛋白

原核生物DNA聚合菌III真核生物DNA聚合菌

Elongation:3中不同的D、A聚合酶

1.DNApola:具有引發(fā)酶(primase)活性，合成a亞基