DNA的合成
2024-12-09 19:23:41 0 举报AI智能生成
DNA的合成
作者其他创作
大纲/内容
DNA复制的基本规律
半保留复制：复制时，亲代双链DNA解开为两股单链，各自作为模版（template）
原核生物：只有一个复制起点，会形成复制叉
真核生物：多起点双向复制，复制子：一个DNA复制起点起始的DNA复制区
真核生物：多起点双向复制，复制子：一个DNA复制起点起始的DNA复制区
半不连续复制
原因：DNA聚合酶只能催化5'到3'合成子链
原因：DNA聚合酶只能催化5'到3'合成子链
前导链：沿着解链方向生成的子链是连续的
后随链：复制方向与解链方向相反，不连续
后随链为模版合成的新DNA片段叫做冈崎片段
后随链：复制方向与解链方向相反，不连续
后随链为模版合成的新DNA片段叫做冈崎片段
高保真性：DNA聚合酶的严格配对、
复制叉、校对功能
复制叉、校对功能
DNA复制的酶学和拓扑学
引物primer提供3'
引物primer提供3'
DNA聚合酶（依赖DNA的DNA聚合酶DNA pol）
催化单个脱氧核苷酸之间的聚合
催化单个脱氧核苷酸之间的聚合
原核生物中有至少5种DNA聚合酶
pol1、2：修复功能，聚合功能低下
pol3：无修复作用，起到延伸的作用
pol3的组分：2个核心酶，一对β构成的滑动夹
与γ复合物（夹子加载复合体）连接，滑动夹在
复制延长时起到快速、夹稳的作用
pol1、2：修复功能，聚合功能低下
pol3：无修复作用，起到延伸的作用
pol3的组分：2个核心酶，一对β构成的滑动夹
与γ复合物（夹子加载复合体）连接，滑动夹在
复制延长时起到快速、夹稳的作用
常见的真核生物DNA聚合酶有5种
DNA polα合成引物
DNA polα合成引物
DNA聚合酶的碱基选择和
校对功能实现保真性
校对功能实现保真性
pol1的3'-5'外切酶活性：切除错配的碱基
5'-3'的活性：补回正确配对的碱基以及切除引物、突变的片段
5'-3'的活性：补回正确配对的碱基以及切除引物、突变的片段
DNA pol3的ε执行碱基选择功能
解链酶伴随DNA分子拓扑学变化
DnaA辨认复制起点
DnaB解开双链
DnaG催化RNA引物的生成
SSB单链结合蛋白稳定已解开的单链DNA
DnaB解开双链
DnaG催化RNA引物的生成
SSB单链结合蛋白稳定已解开的单链DNA
DNA拓扑异构酶改变DNA的超螺旋状态
1：切双链中的单链，不需要ATP
2：切掉双链，需要ATP
1：切双链中的单链，不需要ATP
2：切掉双链，需要ATP
DNA连接酶连接复制中产生的单链缺口
消耗能量，只能连接DNA双链中的单链
缺口，是冈崎片段的连接靠DNA连接酶。
消耗能量，只能连接DNA双链中的单链
缺口，是冈崎片段的连接靠DNA连接酶。
原核生物DNA复制过程
形成起始复合物
解链需要多种蛋白酶、拓扑异构酶的参与
引物是由引发酶催化合成的
起始复合物/引发体：DnaB、C、引发酶、DNA复制起始区域
引物是由引发酶催化合成的
起始复合物/引发体：DnaB、C、引发酶、DNA复制起始区域
复制叉结构的形成
后随链比前导链晚复制，但是由于其可以弯曲折叠
使得同一个DNA聚合酶3可以同时催化二者合成
使得同一个DNA聚合酶3可以同时催化二者合成
终止：引物切除、连接切口
引物的水解、引物空隙的填补依靠DNA pol1
缺口由连接酶连接
缺口由连接酶连接
真核生物DNA复制过程
复制起始于原核生物不同：有时序性不是同时激活而是分别激活，能否分裂取决于能否进入S期、M期
还需要解旋酶、拓扑异构酶、复制因子（RF，其中RFA起到稳定单链的作用，RFC起到除去polα的作用）、
增殖细胞核抗原（PCNA形成闭环的夹子）
还需要解旋酶、拓扑异构酶、复制因子（RF，其中RFA起到稳定单链的作用，RFC起到除去polα的作用）、
增殖细胞核抗原（PCNA形成闭环的夹子）
延长过程发生DNA聚合酶的转换
polα催化合成引物之后被有连续合成能力的polE、δ替换
FEN1、RNaseH负责去除RNA引物
FEN1、RNaseH负责去除RNA引物
真核生物DNA合成后立刻组装成核小体
端粒酶参与解决染色体末端复制问题
端粒：染色体DNA末端DNA与结合蛋白质紧密结合
端粒酶：核糖核蛋白，有提供DNA模版和催化逆转录的功能，
是3'+单链序列（TG重复），端粒酶活性下降，个体老化
爬行模型：端粒酶通过该模型形成端粒DNA，也就是自我形成局部双链
端粒酶：核糖核蛋白，有提供DNA模版和催化逆转录的功能，
是3'+单链序列（TG重复），端粒酶活性下降，个体老化
爬行模型：端粒酶通过该模型形成端粒DNA，也就是自我形成局部双链
每个细胞周期中DNA只在S期复制一次
复制基因的选择：G1，形成前复制复合物：复制起始识别复合物和CDC6
先后识别结合复制基因，随后招募复制因子、解旋酶装载形成。
复制基因的机会：S期，募集若干个复制基因结合蛋白和DNA聚合酶
先后识别结合复制基因，随后招募复制因子、解旋酶装载形成。
复制基因的机会：S期，募集若干个复制基因结合蛋白和DNA聚合酶
线粒体按D环方式复制
需要合成引物，但是复制起点不在双链DNA同一位点，内外环之间有时序差别，
复制方向相反，重链（外面的）形成新的轻链，而旧的轻链保持单链形式就形成了D环
复制方向相反，重链（外面的）形成新的轻链，而旧的轻链保持单链形式就形成了D环
逆转录
逆转录酶：依赖RNA的DNA聚合酶，逆转录的步骤：RNA-DNA和RNA的杂化双链水解-DNA双链
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