原核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)ppt課件

2 4 1原核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn) 分子生物學(xué) 主講人 羅龍欣 以大腸桿菌為例 一 基因組簡介1 雙鏈環(huán)狀DNA分子2 復(fù)制起始區(qū)位于其遺傳圖的84min附近 大腸桿菌染色體的復(fù)制是朝兩個(gè)方向進(jìn)行的 環(huán)形DNA復(fù)制時(shí) DNA會(huì)形成類似字母 的形狀 兩個(gè)復(fù)制叉在距起始點(diǎn)180 處會(huì)合 一 原核生物DNA的復(fù)制特點(diǎn) 1 DNA雙螺旋的解旋2 DNA復(fù)制的引發(fā)3 DNA復(fù)制的延伸4 DNA復(fù)制的終止5 DNA聚合酶 DNA復(fù)制時(shí) 雙鏈?zhǔn)紫冉忾_ 形成復(fù)制叉 復(fù)制叉的形成過程有多種酶和蛋白質(zhì)參與 將主要的酶和蛋白質(zhì)介紹如下 1 DNA雙螺旋的解旋 1 DNA解鏈酶 DNAhelicase 用于把DNA雙鏈解開形成單鏈 利用水解ATP釋放的能量 催化雙鏈DNA解鏈 SSB蛋白可牢固地結(jié)合在單鏈DNA上 在原核生物中表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng) 如第一個(gè)SSB蛋白結(jié)合到DNA上去的能力為1 第二個(gè)SSB蛋白結(jié)合能力則高達(dá)103 SSB蛋白的作用是保證被解鏈酶解開的單鏈在復(fù)制完成前能保持單鏈結(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) 所以 SSB蛋白只保持單鏈的存在 并不起解鏈的作用 2 單鏈結(jié)合蛋白 SSB蛋白 DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶在DNA解鏈時(shí)在將要打結(jié)或已打結(jié)處作切口 下游的DNA穿越切口并作一定程度的旋轉(zhuǎn) 把結(jié)打開或解松 然后旋轉(zhuǎn)復(fù)位連結(jié) 這樣解鏈就不因打結(jié)的阻絆而繼續(xù)下去 即使出現(xiàn)打結(jié)現(xiàn)象 雙鏈的局部打開 也會(huì)導(dǎo)致DNA超螺旋的其他部分過度擰轉(zhuǎn) 形成正超螺旋 拓?fù)涿竿ㄟ^切斷 旋轉(zhuǎn)和再連接的作用 實(shí)現(xiàn)DNA超螺旋的轉(zhuǎn)型 即把正超螺旋變成負(fù)超螺旋 3 DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶 DNAtopoisomerase 2 DNA復(fù)制的引發(fā) 開始DNA合成時(shí) 都需要RNA引物引發(fā)復(fù)制 前導(dǎo)鏈只要有一段RNA引物 DNA聚合酶就可以一直合成下去 而后隨鏈的引發(fā)過程比較復(fù)雜 后隨鏈的引發(fā)過程 引發(fā)前體 它由多種蛋白質(zhì)dnaA dnaB dnaC n n n 和i組成 引發(fā)前體再與引發(fā)酶 RNA聚合酶 結(jié)合組裝成引發(fā)體 引發(fā)體可以沿模板鏈5 3 方向移動(dòng) 具有識(shí)別合成起始位點(diǎn)的功能 移動(dòng)到一定位置上即可引發(fā)RNA引物的合成 移動(dòng)和引發(fā)均需要ATP提供能量 n 蛋白具有ATP酶的活力 引發(fā)體的移動(dòng)與復(fù)制叉移動(dòng)的方向相同 與岡崎片段的合成方向相反 3 DNA復(fù)制的延伸 前導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成同時(shí)進(jìn)行 DNA的復(fù)制過程中 所有DNA聚合酶的方向都是5 3 而不是3 5 前導(dǎo)鏈?zhǔn)沁B續(xù)復(fù)制的 為了解釋3 5 是如何合成后隨鏈的 岡崎提出了DNA的半不連續(xù)復(fù)制 即后隨鏈?zhǔn)峭ㄟ^岡崎片段的連接來合成的 是不連續(xù)的 稱之為DNA的半不連續(xù)復(fù)制 4 DNA復(fù)制的終止 5 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 總結(jié) 歸納起來 在復(fù)制叉處DNA的合成可以分為以下幾步 1 首先由解鏈蛋白和解旋蛋白使DNA雙鏈解開 2 前導(dǎo)鏈的合成是按5 3 方向連續(xù)合成 復(fù)制叉移動(dòng)方向 滯后鏈的合成是 在單鏈模板的崗奇片段起點(diǎn)上 由RNA聚合酶合成一小段RNA或結(jié)合一小段預(yù)先形成的RNA 3 以此RNA為引物 從5 3 方向合成DNA片段 崗奇片段 直到另一RNA引物的5 末端 該反應(yīng)由DNA聚合酶 或相應(yīng)的DNA聚合酶所催化 4 在DNA聚合酶 的5 3 核酸外切酶作用下 水解除去RNA引物 所出現(xiàn)的缺口由聚合酶 催化DNA片段的繼續(xù)延長反應(yīng)來填補(bǔ) 5 由DNA