第一章4基因組的復(fù)制

1、Institute of Genetic Engineering基因組基因組DNA復(fù)制的基本過程和共同復(fù)制的基本過程和共同特點(diǎn)特點(diǎn)原核生物原核生物DNA的復(fù)制的復(fù)制真核生物染色體真核生物染色體DNA的復(fù)制的復(fù)制某些病毒某些病毒DNA的復(fù)制的復(fù)制 線性線性DNA雙鏈的復(fù)制雙鏈的復(fù)制 環(huán)狀環(huán)狀DNA雙鏈的復(fù)制雙鏈的復(fù)制 Pol （或（或Pol ） 填補(bǔ)岡崎片段之間的空隙填補(bǔ)岡崎片段之間的空隙 DNA連接酶連接酶 封閉缺口封閉缺口 RPA 穩(wěn)定解旋后的單鏈穩(wěn)定解旋后的單鏈DNA 解旋酶解旋酶 復(fù)制叉的形成和移動必不可少復(fù)制叉的形成和移動必不可少拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶 釋放復(fù)制叉前進(jìn)時產(chǎn)生的扭曲應(yīng)力釋放

2、復(fù)制叉前進(jìn)時產(chǎn)生的扭曲應(yīng)力RNaseHIRNaseHI和和FEN1FEN1pol / primase 真核生物每個染色體有多個起始點(diǎn)，是多復(fù)制子復(fù)真核生物每個染色體有多個起始點(diǎn)，是多復(fù)制子復(fù)制。制。復(fù)制有時序性復(fù)制有時序性，即復(fù)制子以分組方式激活而不，即復(fù)制子以分組方式激活而不是同步起動。是同步起動。 復(fù)制的起始需要復(fù)制的起始需要DNA-pol （引物酶活性）和引物酶活性）和pol （解螺旋酶活性）參與。還需拓?fù)涿负蛷?fù)制因子解螺旋酶活性）參與。還需拓?fù)涿负蛷?fù)制因子(replication factor, RF)。 增殖細(xì)胞核抗原增殖細(xì)胞核抗原(proliferation cell nuclea

3、r antigen, PCNA)在復(fù)制起始和延長中起關(guān)鍵作用。在復(fù)制起始和延長中起關(guān)鍵作用。 POLIII, b b subunitPCNA3 5 5 3 領(lǐng)頭鏈領(lǐng)頭鏈3 5 3 5 親代親代DNA隨從鏈隨從鏈引物引物核小體核小體 DNA復(fù)制與核小體裝配同步進(jìn)行，復(fù)制完成后復(fù)制與核小體裝配同步進(jìn)行，復(fù)制完成后隨即組合成染色體并從隨即組合成染色體并從G2期過渡到期過渡到M期期 染色體染色體DNA呈線狀，復(fù)制在末端停止。呈線狀，復(fù)制在末端停止。 復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連接復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連接 染色體兩端染色體兩端DNA子鏈上最后合成的子鏈上最后合成的RNA引物，引物，

4、去除后留下空隙。去除后留下空隙。真核生物線性真核生物線性DNA的復(fù)制泡的復(fù)制泡線性線性DNA末端的末端的復(fù)制復(fù)制四膜蟲端粒酶對端粒四膜蟲端粒酶對端粒DNADNA的復(fù)制的復(fù)制游仆蟲屬游仆蟲屬端粒是端粒是染色體末端染色體末端的一種的一種特殊結(jié)構(gòu)特殊結(jié)構(gòu)，在正常人體細(xì)胞中，在正常人體細(xì)胞中，可隨著細(xì)胞分裂而逐漸縮短可隨著細(xì)胞分裂而逐漸縮短. .端粒是端粒是細(xì)胞必需的遺傳組分細(xì)胞必需的遺傳組分，因?yàn)樗軌虮Ｗo(hù)和補(bǔ)償染，因?yàn)樗軌虮Ｗo(hù)和補(bǔ)償染色體末端遺傳信息的丟失，保護(hù)它不會被核酸酶識別而色體末端遺傳信息的丟失，保護(hù)它不會被核酸酶識別而免遭降解免遭降解. .但是在復(fù)制過程中，端粒也因?yàn)閺?fù)制機(jī)制的缺欠或者

5、其但是在復(fù)制過程中，端粒也因?yàn)閺?fù)制機(jī)制的缺欠或者其他原因會緩慢地丟失他原因會緩慢地丟失. .在新細(xì)胞中，細(xì)胞每分裂一次，染在新細(xì)胞中，細(xì)胞每分裂一次，染色體頂端的端粒就縮短一次（色體頂端的端粒就縮短一次（細(xì)胞分裂一次其端粒的細(xì)胞分裂一次其端粒的DNADNA丟失約丟失約3030200bp200bp），當(dāng)端粒不能再縮短時，細(xì)胞就無法），當(dāng)端粒不能再縮短時，細(xì)胞就無法繼續(xù)分裂了。繼續(xù)分裂了。復(fù)制的起始復(fù)制的起始p起始點(diǎn)比起始點(diǎn)比E.coliE.coli的的ori Cori C短短p復(fù)制單位多復(fù)制單位多p復(fù)制的起始需要復(fù)制的起始需要DNA-pol DNA-pol （引物酶活性）和（引物酶活性）和DNA

6、-polDNA-pol（解螺旋（解螺旋酶活性）酶活性）復(fù)制的延長復(fù)制的延長p復(fù)制叉及引物生成后，復(fù)制叉及引物生成后，DNA-polDNA-pol在在PCNAPCNA協(xié)同下，逐步取代協(xié)同下，逐步取代DNA-pol DNA-pol ，起主要聚合作用，起主要聚合作用p岡崎片段引物切除的是岡崎片段引物切除的是核酸酶核酸酶RNaseHIRNaseHI和和FEN1FEN1真核細(xì)胞真核細(xì)胞DNA復(fù)制復(fù)制 端粒端粒(telomere)： 真核生物染色體線性真核生物染色體線性DNA末端結(jié)構(gòu)，含末端結(jié)構(gòu)，含DNA串聯(lián)重復(fù)序列串聯(lián)重復(fù)序列，與染色體的穩(wěn)定有關(guān)。與染色體的穩(wěn)定有關(guān)。端粒酶端粒酶(telomerase)

7、：RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合物，所含蛋白質(zhì)復(fù)合物，所含RNA與端粒的堿基序列與端粒的堿基序列部分互補(bǔ)。有反轉(zhuǎn)錄酶活性，防止復(fù)制時端粒的縮短。部分互補(bǔ)。有反轉(zhuǎn)錄酶活性，防止復(fù)制時端粒的縮短。組成組成： 端粒酶端粒酶RNA (human telomerase RNA, hTR)端粒酶協(xié)同蛋白端粒酶協(xié)同蛋白(human telomerase associated protein 1, hTP1)端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(human telomerase reverse transcriptase, hTRT) 提供提供RNA模板和催化逆轉(zhuǎn)錄的功能，是一種特殊的逆轉(zhuǎn)模板和催化逆轉(zhuǎn)錄的功能，是一種特殊的逆轉(zhuǎn)

8、錄酶錄酶5 5 3 3 3 3 5 5 5 5 3 3 3 3 5 5 真核生物染色體線性真核生物染色體線性DNA末端結(jié)構(gòu)末端結(jié)構(gòu)DNA鏈合成鏈合成DNA Pol IIIDNA Pol （二）環(huán)狀（二）環(huán)狀DNA雙鏈的復(fù)制雙鏈的復(fù)制 型復(fù)制型復(fù)制滾環(huán)復(fù)制滾環(huán)復(fù)制D環(huán)復(fù)制環(huán)復(fù)制-噬菌體噬菌體和和X174等噬菌體等噬菌體，以及許多，以及許多病毒病毒DNA的復(fù)制的復(fù)制、F因子因子在接合在接合(conjugation)轉(zhuǎn)移時其轉(zhuǎn)移時其DNA的復(fù)制，都采的復(fù)制，都采用滾環(huán)復(fù)制的方式。用滾環(huán)復(fù)制的方式。 D 環(huán)復(fù)制環(huán)復(fù)制又稱置換式又稱置換式線粒體線粒體和和葉綠體葉綠體DNA的復(fù)制方式的復(fù)制方式環(huán)狀環(huán)狀DN

9、A復(fù)制的兩條鏈復(fù)制的兩條鏈復(fù)制起始點(diǎn)不同復(fù)制起始點(diǎn)不同，分別啟動復(fù)制產(chǎn)生置，分別啟動復(fù)制產(chǎn)生置換環(huán)換環(huán)(displacement loop, D環(huán)環(huán)).DNA-pol 逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶：逆轉(zhuǎn)錄酶：p依賴依賴RNA的的DNA聚聚合酶活性合酶活性pRNase H活性活性p依賴依賴DNA的的DNA聚聚合酶活性合酶活性RNA RNA 模板模板逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶DNA-RNA DNA-RNA 雜化雙鏈雜化雙鏈RNARNA酶酶單鏈單鏈DNADNA逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶雙鏈雙鏈DNADNA逆轉(zhuǎn)錄研究的意義逆轉(zhuǎn)錄研究的意義 for their discoveries concerning the interaction between tumour viruses and the genetic material of the cell Howard Marti