DNA复试(全英文课件教学)
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《DNA的复制》PPT课件

子代DNA:
母链(旧链) 组成
子链(新链)
边
半
解
保
旋
留
复
复
制பைடு நூலகம்
制
多
起
点
复
制
具有100个碱基对的1个DNA分子片断, 内含40个胸腺嘧啶,如果连续复制两次, 则需要游离的胞嘧啶脱氧核苷酸的数目为 ( 180 )个。
某DNA分子共含有含氮碱基1400个,其中一 条链上A+T/C+G= 2:5,问该DNA分子连续复制 2次,共需游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数目是
7、准确复制原因 ①DNA双链提供精确的模板
②碱基互补配对原则
8、复制的生物学意义:P54
【智慧眼——寻找规律】
规律2:亲代DNA分子经 n 次复制后, 所需某种游离的脱氧核苷酸数为:
R =a (2 n-1) 其中 a 表示亲代DNA含有的某种
碱基数,n 表示复制的次数。
规律3:碱基总数=失去H2O数+2
来的科学研究发现,小鼠体内的HMGIC基因与肥胖 直接相关。具有HMGIC基因缺陷的实验鼠与作为对 照的小鼠,吃同样多的高脂肪食物,一段时间后, 对照组的小鼠变得十分肥胖,而具有HMGIC基因缺 陷的实验鼠体重仍然保持正常。
没有HMGIC基因,就没有肥胖的表现,有HMGIC基因就有 肥胖表现。说明基因能控制生物的性状(功能单位)。
1三、概、念D:NA分子复制的过程(P54)
2、场所:细胞核(主要)、线粒体、叶绿体
3、时期:有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期
模板:DNA的两条母链
4、条件
原料:游离的脱氧核苷酸(A、G、C、T) 能量:ATP
酶:DNA解旋酶、DNA聚合酶等
第三章DNA的复制ppt课件

第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
全酶在DNA上的装配分为三个阶段: 一个β二聚体上加上一个γ复合体识别引物模板 形成一种前起始复合物 DNA由于β、 γ复合体结合的位点构象发生改变, 而对核心酶产生了高亲和 ζ二聚体结合核心聚合酶,使其发生聚合
第四节 原核生物复制的酶系统
DNA聚合酶III的成分与功能
第四节 原核生物复制的酶系统
DNA聚合酶 III 的组成
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
第四节 原核生物复制的酶系统
复制酶作用模型
解旋酶形成复制叉,解旋酶 一般为六聚体环状结构,并 在后随链的模板上,以5‘-3’ 方向移动。 解旋酶和DNA聚合酶的两个 催化亚基相连
一、研究方法: 同位素标记电镜观察及变性法 噬菌体插入标记法 • 同步培养 • 不同步培养 变性定性法 双向电泳法
第二节 复制的起点、方向和终点
第二节 复制的起点、方向和终点
大肠杆菌染色体的Mu噬菌体插入位置
第二节 复制的起点、方向和终点
第二节 复制的起点、方向和终点
二、原核染色体的复制起点和方向 E.Coli 定点、双向对称复制 T7在近一端的17%处开始,向两端延伸 枯草杆菌有固定的起始点、双向不对称复制 质粒R6K早期为单向复制,复制了约1/5基因组时改 为双向复制 质粒Col E1 有固定起始点,为单向复制 Mt DNA进行D(displaced loop)环复制
第四节 原核生物复制的酶系统
一、DNA聚合酶 共同特点: •需要提供合成模板 •不能起始新的DNA链,必须要有引物提供3-OH •合成的方向都是5´-3´ •除聚合DNA外还有其它功能
分子生物学Chapter 3 DNA 复制PPT课件

前导链的合成不需要另外合成的RNA引物。
可编辑课件
24
3.2.3 D-环复制 (D-loop Model)
(线粒体DNA)
可编辑课件
25
D-环复制的特征
环状DNA模板的两条单链的复制起点位置不同且相距 甚远。
复制起始首先在一条单链的复制起点起始,单向、连 续合成前导链,并置换另一条模板单链。
培养 接种M13噬菌体
有 RF型
(以上实验证实M13DNA的复制需要RNA的合成)
E.coli: Rif s (利福平敏感)
接种M13噬菌体 培养 加入:利福平
有 RF型
(该实验证实当复制已经启动后,R可编N辑A课分件 子合成与否不会影响复制的进行) 7
3.1.5 DNA复制的引物是RNA -- 证实实验之2
复制起点 固定,同一个位点
固定,同一位点
固定,不同位点
引物
RNA分子
前导链:后随链模板的3’端; RNA
后随链:RNA
可编辑课件
27
3.3 避免线性DNA复制时末端缩短的机制
可编辑课件
28
环状DNA的复制不存在末端缩短的问题
可编辑课件
29
线性DNA复制后出现5’末端缩短
5’
3’
缺口
3’
突出末端
可编辑课件
18
3.2.1 新起始复制方式 (de nova initiation)
θ复制/凯恩斯模型 ( θ model/Cairns model)
3H A
3H
3H
C
B
Cairns, J.P.: Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology 28:44, 1963.
可编辑课件
24
3.2.3 D-环复制 (D-loop Model)
(线粒体DNA)
可编辑课件
25
D-环复制的特征
环状DNA模板的两条单链的复制起点位置不同且相距 甚远。
复制起始首先在一条单链的复制起点起始,单向、连 续合成前导链,并置换另一条模板单链。
培养 接种M13噬菌体
有 RF型
(以上实验证实M13DNA的复制需要RNA的合成)
E.coli: Rif s (利福平敏感)
接种M13噬菌体 培养 加入:利福平
有 RF型
(该实验证实当复制已经启动后,R可编N辑A课分件 子合成与否不会影响复制的进行) 7
3.1.5 DNA复制的引物是RNA -- 证实实验之2
复制起点 固定,同一个位点
固定,同一位点
固定,不同位点
引物
RNA分子
前导链:后随链模板的3’端; RNA
后随链:RNA
可编辑课件
27
3.3 避免线性DNA复制时末端缩短的机制
可编辑课件
28
环状DNA的复制不存在末端缩短的问题
可编辑课件
29
线性DNA复制后出现5’末端缩短
5’
3’
缺口
3’
突出末端
可编辑课件
18
3.2.1 新起始复制方式 (de nova initiation)
θ复制/凯恩斯模型 ( θ model/Cairns model)
3H A
3H
3H
C
B
Cairns, J.P.: Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology 28:44, 1963.
DNA复制(DNA Replication)英文版

***大学
Elongation of DNA Replication
After RNA primer is synthetized later, the elongation of DNA
begins. The leading chain is continuously synthetized, and the lagging chain is discontinuously synthetized.In the replication fork, DNA helicase moves from 5' to 3' on the DNA template . DNA primase periodically bonds with helicase, and synthetizes new primer in the lagging chain template . Afteran Okazaki fragment is completely synthetized,the core which is responsible for the Okazaki fragment, slides from the sliding clamp and DNA.
***大学
Materials
●Template:One of the strand of dsDNA;
● dNTPs:4 kinbs of deoxynucleotide triphosphates, that's,ATP,GTP,CTP,TTP;
● Primer:usually RNA; ● Proteins and enzyme:such as DNA polymerase,DNA helicase,Singlestrand DNA binding protein (SSB),DNA topoisomerase,DNA ligase,Telomerase (special in euka-ryotes);
DNA复制PPT(共38张PPT)

在减数第二次分裂的后期
碱基互补配对原则 新复制两个子代DNA分子是在什么时间分离的?
亲代DNA分子的两条链
科学家推测:如果DNA复制以半保留方式进行,那么经过离心以后子代中将会出现 三种DNA分子:
腺嘌呤脱氧核苷酸,鸟嘌呤脱氧核苷酸,胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
半保留复制 (3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸:
通过离心使其发生分层(15N质量大于14N)
亲代DNA分子
如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行 离心,结果会怎样分布?
DNA分子复制的过程
DNA的复制的定义、时间、场所
★1定义: 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
★2时间: 有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期
★3场所: 真核生物:细胞核(主要)、叶绿体、线粒体
200/20%=1000(个) (2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核
苷酸:[1000-(200×2)]/2=300(个) (3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸:
(24-1)×300=4500(个)
能力提升
以含有31P标志的大肠杆菌放 入32P的培养液中,培养2代。离 心结果如右:
亲代DNA
子代DNA
复制一次
沃森和克里克推测是半保留复制模型
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说:DNA 分子在复制时DNA双螺旋将解开,互补的碱基之间的 氢键断裂,解开的两条单链作为复制的模板游离的脱氧 核苷酸依据碱基互补配对原则通过形成氢键,结合到作 为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中,都 保留了原来DNA分子中的一条链,因此,这种复制方 式被称作半保留复制。
例2、从DNA分子的复制过程可以看出,DNA分子复制
《DNA复制》PPT课件

了解内容:
①基因组复制与细胞分裂的关系;②复制叉移动方向
的确定;真核生物DNA聚合酶的种类及各自的功能;
③DNA复制的调控。
精选课件ppt
3
1 引言---基因组复制与细胞分裂的关系
细胞在每次分裂的过程中,整个基因组都必 须精确地复制一次。
如何保证这一点?两个原则 (1) DNA复制的启动决定了细胞的进一步分裂; (2) 复制过程完成前,细胞是不会发生分裂的。
解旋酶(helicase): 使DNA的两条链分开,它通常利 用ATP水解来提供必需的能量;
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48
拓扑异构酶 (DNA Topisomerase )
拓扑异构酶的种类分为Ⅰ型和Ⅱ型。 原核拓扑构酶Ⅰ:
MW=100kD,单肽链,含3~4个Zn。 作用是暂时切断一条DNA链,形成酶-DNA共 价中间物而使超螺旋DNA松弛,然后再将切断的 单链DNA连接起来。每次改变一个连环数。
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4
2 复制子(replicon)
2.1 复制子的定义 2.2 不同生物复制子的数目 2.3 复制眼概念 2.4 复制叉概念及其移动方向的实验确定 2.5 复制的模式---起点、方向和速度
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5
2.1 复制子的定义
DNA中发生一次复制的单位称为复制子(replicon) 。 复制子是根据它含有复制所需的控制元件来定义的,
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36
4.1 大肠杆菌DNA聚合酶的种类及其功能
SOS 修复
精选课件ppt
37
4.1.1 大肠杆菌DNA聚合酶 I、II、 III 的性质比较
性质 3`→5`外切
聚合酶 I +
聚合酶 II
DNA复制-第二讲 PPT课件1

Topoisomerase action can be divided into three steps: nicking (1), strand passage (2); resealing (3).
Cycle of topoisomerase activity inferred from structure
* Topoisomerases I change the linking number in steps of 1. They pass a single DNA strand through a nick.Topoisomerase I is a protein of the metaphase chromosome scaffold. * In interphase, topoisomerase is bound to the nuclear matrix. * The DNA replication machinery also appears bound to the matrix. * Inhibitor (camptothecin) also used in chemotherapy.
Looping the lagging strand ton the same direction
The discovery of DNA polymerase.
Arthur Kornberg and Bob Lehman pursued an enzyme in bacterial extracts that would elongate a chain of deoxyribonucleic acid just like glycogen synthase elongates a chain of glycogen. The enzymatic activity was unusual: 1) Needed a template which dictates what nucleotide was added: substrate was directing enzymatic activity 2) Needed a primer annealed to the template.
DNA的复制ppt课件

14N 14N
14N 14N 14N 15N
离心
14N 14N / 15N 15N
D N A 浓 度 14N 14N / 15N 15N
第 二 次 实 验
14N
离心
15N
离心
密
度
(a)
(b)
(c)
图 11 -2 M ese lso n - Stahl 实 验 (a )实 验 结 果 的 解 释 (b ) S sC l 梯 度 离 心 的 结 果 ; (c)离 心 后 D N A 的 吸 受 率
36
(1)复制原点与复制起始
所有基因组DNA的复制都是从原点开始;
DNA复制时,在复制原点外先形成一个复制泡:先导链一经引
发并开始合成,与模板形成双链结构;另一亲本链被置换出来,
形成三元泡状结构,又叫置换loop/D-loop;
先导链继续延伸,另一条链的特殊序列被置换出来,预引发体
形成(i,n’’,n’, DnaB),引发体形成(引发酶结合),合成引
3'
5'
GT AAGTCG
·····
C TCAGC
5'
3'
ห้องสมุดไป่ตู้5'
3'-5'外切 核
酸酶水解部位
GGA GAC
C AAG A · · ·· · G T TC T
3' 内切酸酶水解部位
图 11-20 DNA 聚合酶Ⅰ的 3'-5'外切酶活性 (仿 D.Freifelder: 《MOLECULAR BIOLOGY》
1983,Fig.8-16)
图 11-22 DNA 聚合酶Ⅰ的内切酸活性 (仿 D.Freifelder: 《MOLECULAR BIOLOGY》
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• Large team of enzymes coordinates replication in eukaryotes.
4、The common features of replication origins
1)Unique DNA segments contain multiple short repeated sequences. 2)These unique DNA segments are recognized by multimeric origin-binding proteins, which in turn assemble other replication enzymes at the origin. 3)Origin regions usually contain an AT-rich stretch.
3、Replication bubbles Prokaryotic genome:
When a replicon is circular, the presence of DNA replication forms the θ-structure. The successive stages of replication of the circular DNA are visualized by electron microscopy as shown.
Replicon is any piece of DNA which replicates as a single unit. It contains an origin and a terminus
Origin is the DNA sequence where a replicon
initiates its replication.
Eukaryotic genome
Replication fork
• As the 2 DNA strands open at the origin, Replication Bubbles form • Prokaryotes (bacteria) have a single bubble • Eukaryotic chromosomes have MANY bubbles
5
3
AP Biology
3
5
Bonding in DNA
5
covalent phosphodiester bonds hydrogen bonds
3
3
5
….strong or weak bonds? AP Biology the bonds fit the mechanism for copying DNA? How do
•Molecular Biology Course
CHAPTER 4-Section E: DNA replication
E1: DNA Replication: An Overview
Semi-conservative mechanism, replicons, semidiscontinous replication, RNA priming
Bidirectional replication
2、Number of Replicon
Single replicon: describes a control system in which there is only one copy of a replicon per unit bacterium. The bacterial chromosome and some plasmids have this type of regulation. Multiple replicons: Each eukaryotic chromosome contains a large number of replicons. So the unit of segregation includes many units of replication. This is a major difference in the organization of bacterial and eukaryotic genomes when they replicate.
E1-1 Semi-conservative mechanism
1958 Meselson-stahl CsCl equilibrium density gradient centrifugation
Semiconservative replication:
is accomplished by separation of the strands of a parental duplex, each then acting as a template for synthesis of a complementary daughter strand. Parental strands of DNA are the two complementary strands of duplex DNA before replication.
Daughter strands: newly synthesized by complementary base pairing.
15N
标记 DNA
15
N
buoyant density N15-DNA 1.742g/ml N15-N14-DNA 1.717g/ml N14-DNA 1.710g/ml
Bubbles Bubbles
15
The rate of replication is ~2000 bp/min, which is much slower than the 50,000 bp/min of bacterial replication fork movement. From the speed of replication, it is evident that a mammalian genome could be replicated in ~1 hour if all replicons functioned simultaneously. But S phase actually lasts for >6 hours in a typical somatic cell, which implies that no more than 15% of the replicons are likely to be active at any given moment.
AP Biology
Semi-discontinuous replication
Leading strand of DNA is synthesized continuously in the 5´-3´ direction. Lagging strand of DNA is synthesized discontinuously in the form of short fragments (5´-3´) that are later connected covalently. Okazaki fragments are the short stretches of 10002000 nt(100-200nt in eukaryotes) produced during discontinuous replication; they are later joined into a covalently intact strand.
Synthesis of Okazaki fragments requires priming, extension, removal of RNA, gap filling, and nick ligation.
标 记 实 验
·细胞生长在15N 标记培养基中 ·转入正常N源培养基中 ·分离各代DNA ·分析各代DNA的浮力密度
1958: Matthew Meselson & Frank Stahl’s Experiment Equilibrium density gradient centrifugation (Box 3.1)
单、双向θ 复制模式图
E1-3 Semi-discontinuous Replication
Semidiscontinuous replication is made in which one new strand is synthesized continuously while the other is synthesized discontinuously.
Replicator sequences include initiator binding sites and easily unwound DNA
大肠杆菌的DNA复制需大约40 min(50kb/min), 细胞分裂需约20 min,所以一个细胞分裂周期应为1 小时。 但实际上大肠杆菌在最适生长条件下约20min 一代。这是因为在快速生长条件下,DNA复制和分 裂是同时进行的,可形成所谓的多复制叉染色体 (multiforked chromosome)。
The substrates for DNA synthesis :dNTP
(dNMP) n
+ dNTP (dNMP) n+1 + ppi
5'
3'
A T G C A A T T G C | | | | T G dTTP 3'
5
T A C
ppi
DNA polymerase
E1-2 Replicons
AP Biology
Anti-parallel strands Nucleotides in DNA
backbone are bonded from phosphate to sugar between 3 & 5 carbons