原核与真核生物的dna复制

原核与真核生物的DNA复制DNAreplicationinproeukaryotesandeukaryotes 参加DNA复制的重要酶类和蛋白质DNA双链解链及保持单链稳定促进DNA超螺旋结构松弛合成RNA引物合成DNA新链连接冈崎片段拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白引物酶DNA聚合酶DNA连接酶 原核细胞的DNA合成过程DNA复制的起始识别起始点解旋、解链形成引发复合体（primosome）DNA链的延伸DNA复制的终止1.DNA解开成单链，提供模板2.合成引物，提供3-OH末端 复制起点有结构特征 名 称功能DnaA蛋白辨认复制起始点DnaB蛋白（解螺旋酶）解开DNA双链DnaC蛋白协助解螺旋酶DnaG蛋白（引物酶）催化RNA引物生成SSB稳定解开的单链DNA参与大肠杆菌DNA复制起始的主要蛋白分子 名 称功能DnaA蛋白辨认复制起始点DnaB蛋白（解螺旋酶）解开DNA双链DnaC蛋白协助解螺旋酶DnaG蛋白（引物酶）催化RNA引物生成SSB稳定解开的单链DNA参与大肠杆菌DNA复制起始的主要蛋白分子 原核生物基因组DNA复制的起始复合体 名 称功能DnaA蛋白辨认复制起始点DnaB蛋白（解螺旋酶）解开DNA双链DnaC蛋白协助解螺旋酶DnaG蛋白（引物酶）催化RNA引物生成SSB稳定解开的单链DNA参与大肠杆菌DNA复制起始的主要蛋白分子 DnaADnaB、DnaCDNA拓扑异构酶引物酶SSB3535含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体引发体和引物的形成 DNA合成延伸过程 DNA聚合酶III核心酶由、、亚基组成亚基亚基亚基合成DNA链酶的组装具有3‘5’外切酶活性，参加校正功能DNA夹子(slidingclamp)DNA聚合酶III的一对亚基 DNApolymeraseⅢ的作用同一个复制叉上领头链和随从链由同一个DNA聚合酶Ⅲ催化延长 可滑动的DNA夹子增强DNA聚合酶的进行性DNA聚合酶每结合引物-模板连接处一次能够引入一定数目的核苷酸DNA聚合酶核心酶和可沿DNA滑动的DNA夹子(slidingclamp)蛋白质间相互作用可以增强DNA聚合酶的进行性 原核生物DNA复制的终止Tus蛋白具有反解旋酶作用，参与复制终止RNA引物去除冈崎片段连接在特殊的终止结构区域停止 DNAReplicationOverview ●只有一个复制起点●从起点向两个相反方向复制●复制的速度快，大约每秒延伸500-1000bp●RNA引物和冈崎片段均较长●可以连续发动复制原核生物复制过程的主要特点 真核细胞的DNA合成过程DNA复制的起始DNA链的延伸DNA复制的终止真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动DNA聚合酶α/δ转换端粒的合成 参与真核细胞DNA复制的主要蛋白分子 名 称功能复制许可因子辨认复制起始点解螺旋酶解开DNA双链复制蛋白A(RPA)稳定解开的单链DNADNA聚合酶α（引物酶）催化RNA-DNA引物合成参与真核细胞DNA复制起始的主要蛋白分子 复制蛋白AReplicationproteinA,RPA结合单链DNA促使双螺旋DNA解旋激发Pol引发酶活性为RFC和PCNA作用所必需组装引发体复合物所必需 复制因子CReplicationfactorC,RFC结合PCNA具有依赖DNA的ATPase活性增殖细胞核抗原proliferatingcellnuclearantigen,PCNA是真核细胞的可滑动DNA夹子使Pol获得进行性激活Pol是协调DNA复制、修复调节的关键因子 DNA聚合酶p125亚基p50亚基催化亚基，具有DNA聚合酶活性和35核酸外切酶活性，N端可与PCNA结合辅助PCNA激活p125亚基负责前导链和后随链合成 真核生物的高速复制靠多点起始复制 真核细胞DNA复制的延伸---DNA聚合酶α/δ转换 真核细胞DNA复制及终止的参与者 真核细胞DNA复制相关蛋白作用小结 染色体DNA呈线状，复制在末端停止复制中岡崎片段的连接，复制子之间的连接染色体两端DNA子链上最后复制的RNA引物，去除后留下空隙复制的终止 真核生物DNA复制后的染色体末端形成 真核生物染色体末端的特殊结构保证复制的完整性DNA荧光探针蛋白荧光分析 MCB-端粒.MOV ●多点起始●从起点向两个相反方向复制●复制速度慢●RNA引物及冈崎片段的长度均小于原核生物●组蛋白的合成在细胞周期的S期与DNA复制同步●复制完成以前不会发动新一轮复制●只有一个复制起点●从起点向两个相反方向复制●复制的速度快，大约每秒延伸500bp●RNA引物和冈崎片段均较长●可以连续发动复制真核细胞的DNA合成特点 原核生物DNA复制的调控及其机制生长条件好↓合成代谢活跃复制起始因子的浓度快速积累↓发动连续复制↓高复制起始频率 真核生物DNA复制的调控1.细胞周期过程中的调控一个细胞周期内只进行一次基因组复制2.染色体水平的调控不同染色体或同一染色体不同部位的复制子按先后顺序在S期的不同时间复制时间起始复制，其控制因素尚不清楚对复制的起始，包括复制起始复合物的形成和RNA引物的合成进行调控3.复制子水平的调控 CyclinsG1cyclin(cyclinD)S-phasecyclins(cyclinsE&A)mitoticcyclins(cyclinsB&A).Cyclin-dependentkinases(Cdks)G1Cdk(Cdk4)S-phaseCdk(Cdk2)M-phaseCdk(Cdk1)细胞周期素依赖蛋白激酶CDK控制复制起始 前复制复合物pre-replicativecomplex,pre-RC进入S期，S-CDK激活pre-RC,引发DNA复制起始（解旋、解链、结合DNA聚合酶）前复制复合物在G1期组装，进入S期方可激活 复制许可因子每一周期仅能进入胞核一次前复制复合物在G1期组装，进入S期方可激活 pre-RC的激活 复制许可因子的调控作用replicationlicensingfactor是S期CDK的底物，为发动复制所必需结合于复制起点（ORC的组成分子？）仅可在有丝分裂末期、核膜重组前进入胞核一旦复制启动，该因子即失活并降解 逆转录与其他复制方式ReverseTranscriptionandothertypesofDNAreplication 逆转录酶的发现——1975NobelPrize 逆转录酶的生物学活性定义：催化以RNA为模板合成双链DNA的酶（reversetranscriptase）三种生物活性：RNA为模板的dNTP聚合活性；DNA为模板的dNTP聚合活性；RNAse活性 逆转录酶催化cDNA的形成示意图RNA依赖的DNA聚合酶DNA依赖的DNA聚合酶RNase 逆转录病毒整合基因组示意图前病毒provirus 逆转录的生物学意义与实际应用 其他类型的DNA复制方式噬菌体的滚环复制方式线粒体的D环复制方式 噬菌体的滚环复制方式 线粒体的D环复制方式D环复制特征；DNA-polγ参与；RNA引物参与