真核生物的 DNA 序列

1. 真核生物的DNA序列 • 单一序列：占基因组50-80％， (编码功能的很少) • 重复序列 基因家族(有编码功能)： 基因簇 散布的基因家族 基因外的重复DNA序列(无编码功能) 串联重复DNA-卫星DNA 散布的重复DNA

2. 第一节 复制概况 • 第二节 复制体系 • 第三节 复制的起始 • 第四节 延伸过程 • 第五节 复制终止 • 第六节 其他原核生物的复制体系 • 第七节 其他形式的复制 • 第八节 真核生物的复制过程

3. 第二节 复制体系 • DNA聚合酶 • DNA连接酶 • 螺旋酶 • 单链结合蛋白 • DNA拓扑异构酶

4. DNApolⅠ DNApol Ⅱ DNA pol Ⅲ 结构 分子量 103 KD 120KD 850 KD 构成 单体 单体 异多聚体 分子数/细胞 400 100 10-20 功能 5→3’聚合酶 + + +（新生链合成） 3`→5’外切酶 + + + 5`→3’外切酶 + － － 1 表E.coli 中的三种DNA多聚酶 0.05 15 生物学活性 核苷酸数／min 1000 50 约50,000

5. DNApol Ⅲ 全酶结构组成和功能特点 十种共18个亚基 β

6. β二聚体 β亚基以二聚体、环状的形式环绕着DNA并在DNA自由滑动，构成一个滑动钳。 功能：滑动钳把全酶束缚在模板DNA上，保证高度的进行性。

7. DNA复制需要合成引物 1）大部分生物利用模板上合成一段RNA序列作为引物； 2）环状DNA在内部形成一个缺口产生引物末端，如滚环复制 3）直接引发合成，特殊蛋白质把核苷酸直接引入到聚合酶的催化位点。如腺病毒。

8. 复制的基本过程 • 起始： 转录激活 起始点的识别 引发体的形成 复制体组装 • 延伸： 前导链及随从链的形成 全酶的循环 连接岗崎片段； • 终止：环状DNA复制的终止：终止序列和专一终止蛋白 线状DNA分子的复制终止

9. 复制起始的步骤： * 转录激活 * DnaA 识别并结合复制起点，DnaB－DnaC六聚体与oriC 形成预引发体 *DnaG加入形成引发体，合成RNA引物 * 引物合成后，DNApol III组装到引发的RNA上，完成复制体的组装，开始DNA合成

10. 大肠杆菌复制体结构示意图 拓扑异构酶II 解螺旋酶 引物合成酶 引发体  -复合物 RNA引物 单链结合蛋白（SSB） 聚合酶III核心酶 聚合酶III核心酶 -聚体 -夹子 -夹子 滞后链 RNA引物 前导链 聚合酶I

11. DNA复制的不同方式

12. 第四章 复 制 DNA是由四种脱氧核糖核酸所组成的长链大分子，是生物体遗传信息的携带者。

13. 第一节 复制概况 • 第二节 复制体系 • 第三节 复制的起始 • 第四节 延伸过程 • 第五节 复制终止 • 第六节 其他原核生物的复制体系 • 第七节 其他形式的复制 • 第八节 真核生物的复制过程

14. 第一节 复制概况 1 DNA复制的基本机理－半保留复制 2 DNA复制的起点、方向和方式 3 DNA聚合酶和DNA聚合反应 4 复制的基本过程 5 DNA复制的半不连续性

15. 1 DNA复制的基本机理－半保留复制 半保留复制：DNA在复制时，以亲代DNA的每一条链作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一条亲代DNA链。

16. 混合复制 半保留复制 全保留复制

17. Stahl Meselson • DNA半保留复制的实验依据： • 1958年Meselson & Stahl E.coli放射性同位素（15N）标记 CsCl密度梯度离心

18. 培养一代 培养二代 培养三代

19. 亲代 子一代 子二代 重带 轻带 混合带

20. 在各种理化因素的作用下，DNA会发生损伤； 在复制、转录的过程中，DNA会发生错误； 在生长发育的过程中，DNA可能进行修饰、删除、扩增和重排。 • DNA半保留复制的意义：保证DNA代谢的稳定性。 • 经过多代的复制，亲代的遗传特征完整无误的传递给子代，子代DNA仍可以保持与最初亲本的一致性。 • 稳定性是相对的，变异是绝对的

21. 第一节 复制概况 1 DNA复制的基本机理－半保留复制 2 DNA复制的起点、方向和方式 3 DNA聚合酶和DNA聚合反应 4 复制的基本过程 5 DNA复制的半不连续性

22. 2 DNA复制的起点、方向和方式 2.1 DNA复制的起点 • 原核生物DNA的复制是在DNA分子的特定位点开始的，这一位点称为复制起点（ori）。 • 原核生物的染色体只有一个复制起点，复制从起点开始，进行到终点结束，完成整个染色体DNA分子的复制。

23. 复制子(replicon)或复制单元： • DNA分子上一个独立的复制单位，DNA复制从起点开始，进行到终点结束。 • 一个复制子包括一个复制起点和复制终点。 • 原核生物单复制起点，整个染色体只有一个复制子 • 真核生物: 多复制起点，一个genome中有多个复制子。

24. 复制起点具有特征性： • 细菌、酵母以及叶绿体、线粒体等的DNA复制起点已经被克隆，其核酸序列的共同特点是富含A-T序列。

25. 复制起点 复制叉 复制起点 图：DNA复制的方向性 2.2 DNA复制的方向： • 多数DNA双向复制 • 单向进行：有些病毒（如腺病毒等）、质粒DNA及线粒体DNA。

26. 复制叉（Replication fork）：染色体中参与复制的活性区域，即复制正在发生的位点。 复制眼（replication eye）：电子显微镜下观察正在复制的DNA，复制的区域形如一只眼睛。

27. 复 制 起 点 复 制 叉 亲 代 链 子 代 链 复 制 叉

28. 真核生物DNA分子复制具有多个复制子，多个复制眼真核生物DNA分子复制具有多个复制子，多个复制眼

30. 2.3 DNA复制的方式 • 双向等速复制：大多数生物体内DNA。 • 不等速复制：如枯草杆菌。 • 对称复制：大多数生物体内的DNA的两条链同时复制。 • 不对称复制：在一定时期内DNA只复制一条链的情况。 • 如线粒体的D-环复制和噬菌体的滚环复制方式。

32. 第一节 复制概况 1 DNA复制的基本机理－半保留复制 2 DNA复制的起点、方向和方式 3 DNA聚合酶和DNA聚合反应 4 复制的基本过程 5 DNA复制的半不连续性

33. 3 DNA聚合酶和DNA聚合反应 • DNA的复制是由DNA聚合酶负责完成的，按照模板催化合成新DNA链。 Poly(核苷酸)n－3’-OH ＋ dNTP →Poly(核苷酸)n+1－3’-OH ＋ 2Pi

34. 4 DNA复制的半不连续性 DNA在复制时如何同时作为模板合成其互补链?

35. 冈崎片段（Okazaki fragment） 后随链（lagging strand） 复制叉移动的方向 前导链（leading strand） 半不连续复制: • 冈崎片段的大小：原核生物为1000-2000bp，真核生物100bp。

36. 第一节 复制概况 • 第二节 复制体系 • 第三节 复制的起始 • 第四节 延伸过程 • 第五节 复制终止 • 第六节 其他原核生物的复制体系 • 第七节 其他形式的复制 • 第八节 真核生物的复制过程

37. 第二节 复制体系 • DNA聚合酶 • DNA连接酶 • 螺旋酶 • 单链结合蛋白 • DNA拓扑异构酶

38. 1 DNA聚合酶 • DNA的复制是由DNA聚合酶负责完成的，按照模板催化合成新DNA链。

39. DNA聚合酶（DNA polymerase） • 共同性质: [1] 以脱氧核苷酸三磷酸(dNTP)为原料; [2] 需要模板; [3] 不能起始合成新的DNA链, 需要引物; [4] 合成方向5‘→3’。

40. 1 DNA聚合酶 • 1.1 大肠杆菌的DNA聚合酶 • 1.2 DNA聚合酶和复制的忠实性 • 1.3 其它生物的聚合酶 • 1.4 DNA聚合酶的引物

41. 1.1 大肠杆菌的DNA聚合酶 • DNA聚合酶Ⅰ:主要参与损伤DNA的修复，同时在半保留复制中有辅助作用， • DNA聚合酶II：主要参与DNA修复， • DNA聚合酶III：DNA合成的主要复制酶。

42. 1.1.1 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ DNA polymeraseⅠ，DNApolⅠ 1956年，Arthur Kornberg (1)理化性质： • 一条多肽链，103KD。 • 含一个Zn2+ • 400个分子/细胞， • 37℃催化约1000bp/min,

43. （2）功能特点 1） 5’ →3’聚合功能 2） 3’ →5’外切活性 3） 5’ →3’外切活性 4） 5’ →3’内切酶活性

45. 切口移位反应

46. 　缺口平移标记DNA探针

47. 枯草杆菌蛋白酶处理后，成两个片段，大片段68KD，称为Klenow片段。枯草杆菌蛋白酶处理后，成两个片段，大片段68KD，称为Klenow片段。

48. 1.1.2 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅱ(DNApolⅡ)： (1) 理化性质： • 120KD， • 100个酶分子/细胞， • 活性只有DNA polⅠ的5%。

49. （2）功能特点： • 5′→3′聚合活性 • 3′→5′外切活性， • 没有5′→3′外切活性 • 不是复制的主要聚合酶, 与DNA损伤修复有关。