第一节 DNA的复制
一、DNA复制的基本规律 二、DNA复制所需的酶和蛋白质 三、DNA复制的一般过程 四、原核生物和真核生物DNA的复制特点
复制(replication)
是指遗传物质的传代，以母链DNA为模 板合成子链DNA的过程。
(dNMP)n + dNTP → (dNMP)n+1 + PPi
1、半保留复制
1953年Watson和Crick发表了DNA双螺旋 结构模型，同年紧接着提出了DNA半保 留复制的机理。
1958年，M. Meselson和F. Stahl用大肠杆 菌设计精巧的实验证明nd Stahl experiment
protein, SSB)
DNA聚合酶
共同特点是： （1）需要提供合成模板； （2）不能起始新的DNA链，必须要有
引物提供3'－OH； （3）合成的方向都是5‘→3’ （4）除聚合DNA外还有其它功能。
E.coli 中的三种DNA多聚酶
DNApolⅠ DNApol Ⅱ DNA pol Ⅲ
端粒由成百个6个核苷酸的重复序列所组成（人为TTAGGG，四膜虫为TTGGGG）。 端粒的功能为稳定染色体的末端结构，防止染色体间末端连接，并可补偿滞后链5′末端在消除RNA引物后造成的空缺。 复制可使端粒5′末端缩短，而端粒酶（telomerase）可外加重复单位到5′-末端上，结 果使端粒维持一定的长度。
The Meselson and Stahl experiment to determine the mode of DNA replication.
The bands in the centrifuge tube are visible under ultraviolet light. The pattern of bands (left) comes about from semiconservative DNA replication (right) of 15N DNA (blue) replicating in a 14N medium (red).
半保留复制的意义
复制的这种方式可保证亲代的遗传特征 完整无误的传递给子代，体现了遗传的 保守性。
2、半不连续复制
DNA复制过程中，新生子链的合成只能沿 5’→3’进行。
以3’→ 5’模板链进行互补复制时，子链的 复制方向与双链的解开方向一致，可持续合成 而形成一条连续的互补链，称为前导链。
3、真核生物染色体末端DNA的复制
端粒(telimere)与端粒酶(telomerase)
DNA Replication Models
DNA Replication Models
DNA Replication
Models
复制叉的结构
真核生物端粒的复制
在真核生物，由端粒酶（telomerase） 催化, 在真核线性DNA的末端形成一种 特殊的结构并与蛋白质结合成端粒 （telomere）。
四、原核生物和真核生物DNA的复制特点
1、复制的起点和速率
通常原核生物只有一个复制起点，而真核生物基因组 中有很多个复制起点。
2、复制方式
原核生物的染色体和质粒DNA都是环状分子，采用θ型 复制或滚环复制；哺乳动物的线粒体DNA（环状DNA 分子）采用D环复制方式，基因组DNA采用多复制泡 线性复制。
结 分子量 构
构成
109 KD 单体
90 KD 单体
900 KD 异多聚体
分子数/细胞 400
？
10-20
酶 5 →3`聚合酶 活 性： 3`→5`外切酶
5`→3`外切酶
突 突变位点 变 体 突变表型
+ + + pol A 修复有缺陷
+ +
－
pol B
能修复
+
+
－(可切单链)
polC(dnaE), dnaN, dnaZX, dnaQ, dnaT
DNA复制的忠实性
在大肠杆菌DNA的复制中，每聚合10的 9次方到10的10次方个碱基的才出现一 个错误
1、碱基配对原则 2、引物RNA的作用 3、DNA聚合酶的校正阅读作用
第二节 DNA的转录
一、DNA转录的基本特征 二、RNA聚合酶 三、基因转录的一般过程 四、mRNA的加工
而以5’ → 3’模板链进行互补复制时，子链 的复制方向与双链的解开方向相反，不能持续 合成，而是先以5’ → 3’方向不连续合成许 多小片段，称为冈崎片段，最后再由DNA连 接酶将这些冈崎片段连接成一条完整的互补链， 称为后随链。
Discontinuous model of DNA replication.
Lagging-strand replication requires Okazaki fragments to form going backward, away from the Y-junction.
二、DNA复制所需的酶和蛋白质
1、DNA聚合酶(DNA polymerase) 2、引发酶(primase) 3、DNA连接酶(DNA ligase) 4、拓扑异构酶(topoisomerase) 5、解链酶(helicase) 6、单链结合蛋白(single strand binding
一、DNA复制的基本规律
1、半保留复制
一个双链DNA分子复制所产生的两个子代双 链DNA分子，一条链是新合成的，另一条则 来自亲代DNA分子，即子代保留了一条亲本 链，因而这种复制方式称为半保留复制。
2、半不连续复制
DNA复制过程中，一条子链的复制是连续 的，而另一条子链的复制是不连续的，这种复 制方式称为半不连续复制。
阻止复制
真核的DNA聚合酶
真核DNA的复制至少涉及5种复制酶，
其中α、δ、ε参与染色体DNA的复制， α有引物要求； β负责DNA的修复 γ的功能是线粒体DNA的复制。
三、DNA复制的一般过程
1、 DNA复制的起始 2、DNA复制的延伸 3、DNA复制的终止
A Summary of DNA Replication