文档介绍：分子生物学——复制
学科简史
1859 年 Charles Robert Darwin
1865年 Mendel’s Pea
1941年 One Gene, One Enzyme
1953年 DNA doub体+引物酶
引发前体:
由若干蛋白因子聚合而成
DnaA蛋白识别复制起始点，并具有ATPase活性。
引物酶
特殊的DDRP
单链DNA结合蛋白
单链DNA结合蛋白（single strand binding protein, SSB）
又称螺旋反稳蛋白（HDP）
稳定ssDNA，便于复制
保护ssDNA，免受核酸酶的降解
拓扑异构酶(topoisomerase)
拓扑异构酶Ⅰ
切断DNA双链中的一条链
松开双螺旋后再将DNA链连接起来
避免出现链的缠绕。
拓扑异构酶Ⅱ
可切断DNA双链
使DNA的超螺旋松解后，再将其连接起来。
解链过程中正超螺旋的形成
DNA聚合酶 (DDDP)
（一）种类和生理功能：
原核生物
DNA聚合酶Ⅰ（pol Ⅰ） 1958年
DNA聚合酶Ⅱ（pol Ⅱ）
DNA聚合酶Ⅲ（pol Ⅲ） 主力
pol Ⅲ由十种亚基组成
全酶的核心部分（核心酶）
α、ε和θ三种亚基组成
α亚基 5’→ 3’聚合活性
ε亚基 3’ → 5’外切活性
保证DNA复制的精确性/保真性
pol Ⅲ 无 5’→ 3’外切活性
外切酶活性的方向
ATTAGCACC
AMP + TTAGCACC
CMP + ATTAGCAC
亚基与模板的结合
亚基形成一个围绕DNA的环状钳
pol Ⅰ 单一肽链
可被某些蛋白酶水解为两个片段
大片段称为Klenow fragment
常用的工具酶
323个氨基酸
小片段
5 核酸外切酶活性
大片段/Klenow 片段
604个氨基酸
DNA聚合酶活性
5 核酸外切酶活性
N 端
C 端
木瓜蛋白酶
DNA-pol Ⅰ
Klenow片段是实验室合成DNA，进行分子生物学研究中常用的工具酶。
原核生物中的三种DNA聚合酶
真核生物 五种
polα、polβ、polγ、polδ、polε
pol α 具有引物酶活性
pol δ 主力
Polγ 参与线粒体DNA复制
Polε 损伤修复、校读和填补缺口
pol β 低保真参与应急修复
碱基配对
碱基选择
及时校读
DNA复制的保真性
DNA连接酶
DNA连接酶(DNA ligase)
催化DN***段之间磷酸二酯键形成
DNA连接酶催化的条件是：
3‘-OH，5’-P
未封闭的缺口位于双链DNA中（局部）
消耗能量
原核生物中由NAD+供能
真核生物中由ATP供能。
HO
5’
3’
3’
5’
DNA连接酶
ATP
ADP
5’
3’
5’
3’
DNA连接酶在复制中起接合缺口的作用
在DNA修复、重组及剪接中起同样作用
基因工程的重要工具酶
DNA聚合酶、DNA连接酶、拓扑酶
都形成磷酸二酯键
区别？
小结
基本特征
origin
semiconservative
semi-discontinuous
Primer
主要酶
Dna B ，ssb，topo
Primase
DNA Polymerase Ⅲ δ
DNA ligase
一、复制的起始
预引发：
DnaA + DnaB + DnaC + SSB
解旋解链，形成复制叉：
组装引发体：
引发
引物酶合成引物 DnaG
拓扑酶解旋
第三节 DNA生物合成过程
oriC结构特征
含三组串连重复序列
富含AT
2对反向重复序列
两个相同顺序的互补拷贝在同一DNA链上反向排列而成
复制起始识别区
二、复制的延长
（一）聚合子代DNA：
DNA聚合酶沿模板链3‘→5’方向滑动，在5‘→3’方向聚合子代DNA链
（二）引发体移动：
引发体向前移动，解开新的局部双螺旋，形成新的复制叉，随从链重新合成RNA引物，继续进行链的延长。
三、复制的终止
（一）去除引物，填补缺口：
DNA聚合酶Ⅰ
5‘－>3’ 外切酶活性
5’－>3’ 聚合酶活性
（二）连接冈崎片段：
在DNA连接酶的催化下，形成最后一个磷酸酯键，将冈崎片段连接起