文档介绍：第九章 DNA的复制与修复下册 P406
DNA是生物遗传的主要物质,DNA复制即以原来DNA分子为模板合成出相同分子的过程。
9-1 DNA复制
生物系统的遗传信息主要表现为DNA分子中特异的核苷酸排列顺序。DNA整个分子复制,可以将遗传信息由亲代传给子代,碱基配对原理是遗传信息传递的基本机制。
DNA的半保留复制:
一个亲代DNA分子变成两个子代分子,每个子代分子双链中一条来自亲代分子,一条是新合成的互补链,这种复制方式称为半保留复制。见P407 图34-2。
证实:同位素标记法
在15NH4Cl培养基中连续培养E. coli 12代,制备15N标记的E. coli的DNA。
半保留复制证实:将15N DNA的E. coli转移到14N氮源中培养,一代后,所有DNA密度介于15N-DNA和14N-DNA之间,形成一半含15N,一半含14N的杂合分子。两代后,14N分子和14N-15N杂合分子等量出现。
当把14N-15N杂合分子加热变性,可分开成14N-链和15N-链两条链,且这些亚单位经许多代复制仍保持完整性。
DNA半保留复制机制可以说明DNA在代谢上的稳定性,是所有已知基因的复制形式。即使一些病毒在生命周期一部分中出现单链DNA,但复制时必为双链DNA。
DNA复制的起点和方式:
复制叉:DNA复制生长点处形为叉形,故称为复制叉。新DNA合成与亲代DNA解链在同一部位同时进行。
DNA复制时大多是双向进行,形成两个复制叉或生长点。也有单向的,只形成一个复制叉或生长点。见P408 图34-4。
对称复制:两条链同时进行复制。
不对称复制:一条链复制后再进行另一链的复制。
环形DNA复制时在显微镜下可以看到形如眼形的θ型结构。P409 图34-5。
P411 图34-8显示了DNA不同复制方式。
A:直线双向, B:多起点双向, C:θ型双向, D:θ型单向,
E:滚动环, F:D环, G:2D环。
细菌DNA复制叉移动速度大约为5万bp/分,E. coli完成复制40分钟,在丰富培养基中20分钟即可分裂一次。
DNA聚合反应有关的酶:
DNA聚合反应和聚合酶
DNA聚合反应需要下面五个要素
底物:四种脱氧核苷三磷酸(dATP,dGTP,dCTP和dTTP),统称为dNTP,且四种都必须存在。
模版:指导反应进行。模版可以是单链DNA,也可以是在一处或几处断开的双链DNA。
引物链:为具有3‘-OH的RNA(体内)或DNA(体外)短链。
DNA聚合酶:为模板指导酶,按模版将一个个dNTP根据碱基配对原则催化加成在引物链的3‘-OH端上。
Mg2+
2. DNA聚合酶反应特点:
以四种脱氧核糖核苷三磷酸为底物。
反应需接受模板指导。
反应需引物3‘-OH存在。
DNA生长方向为5‘→ 3‘,新合成链与模板链互补。
产物DNA性质与模板相同,为模板复制物,与何种聚合酶及四种核苷酸前体的相对比例无关。
大肠杆菌DNA聚合酶
E. coli共含有五种不同的DNA聚合酶。
DNA聚合酶Ⅰ
单一多肽链,分子量103000,是一个多功能酶,可以催化以下反应:
聚合反应,使DNA链沿5‘→ 3‘方向延伸。
由3‘端水解DNA链,为3‘→ 5‘核酸外切酶,可迅速切除错配的核苷酸,具