DNA复制过程
阐述DNA复制的体系和过程
阐述DNA复制的体系和过程
DNA复制，是生物体遗传的重要过程。
它使多细胞的生物可以传播其遗传信息，并过
渡到新一代的细胞中。
DNA复制过程中，遗传信息不仅会复制传递，还会检测和修复发生
的突变，以维持遗传的准确性。
以下是DNA复制的体系和过程：
1.DNA复制在DNA复制期（S期）开始，这是细胞分裂的关键时间点。
在这个阶段，
细胞开始拆分和重组DNA，将双螺旋构型拆开并���装至新的DNA双链，产生两个完全
相同的模板。
2.DNA识别首先，原子引子键定酶检测模板DNA上的小特征，比如A-T和C-G对。
酶
会藉此辨认模板双链上的碱基，它们都插入反应，起到辅助领导的作用。
3.DNA复制酶DNA复制酶（添加酶）根据小特征分别在新的双链上添加對應的碱基，
逐步完成DNA复制。
当它在模板DNAdamage时，会勘查DNA上小特征，并迅速修复DNA双
链毁坏的部分。
4.DNA重组当分裂成两条双链DNA后，它们会分别接在新的DNA双链上，形成两条不
同的模板。
新的模板比旧的模板更长，可以使DNA双链不断增加，并在细胞的方向上复制。
五、进化DNA复制过程中还会发生一些有趣的局部变异，尤其是重组。
当错误被修复
之后，它们会给下一代的基因组带来进化的变化。
进化的变异是改变DNA的键，以适应外
部环境，变异使DNA变得更加适应新的环境。
总之，DNA复制是一个复杂的过程，它能够将DNA双链分裂，复制，重组，并通过修
复错误发生进化变异，为下一代生物体提供正确准确的遗传信息。
这是DNA复制体系和过
程的概述。
原核生物dna复制过程
原核生物dna复制过程
原核生物的DNA复制过程相比真核生物较为简单。
以下是原
核生物DNA复制的主要步骤：
1. 起始点选择：在原核生物的染色体上，存在一个或多个起始复制点。
这些起始点通常由特定的序列或结构标志。
启动子和启动因子可以结合到起始点上，形成复制起始复合物。
2. 解旋：在复制起始点处，两个互补的链被分离，形成一个复制泡。
解旋是通过解旋酶完成的，解旋酶能够断裂氢键并分开双链。
3. 建立引物：在每个单链上，DNA聚合酶与DNA的5'-3'环状链进行结合，并使用该链作为模板合成一条新的DNA链。
DNA聚合酶启动时需要一个短的RNA引物，该引物由RNA
聚合酶合成。
4. 延伸引物：利用DNA聚合酶将游离的核苷酸与引物进行配对。
DNA聚合酶将新的核苷酸从5'端到3'端添加到引物的3'端。
这一步骤称为延伸（elongation）。
5. 修复连接：在延伸引物完成后，RNA引物需要被去除，并
由DNA聚合酶填充上相应的DNA。
随后，DNA连接酶会将
不同DNA分段的缺口连接起来。
6. 复制结束：两条新的DNA链在重复上述步骤下便匹配完全。
复制过程在整个染色体上进行，直到到达染色体的另一端。
总的来说，原核生物DNA复制的过程包括起始点选择、解旋、建立引物、延伸引物、修复连接和复制结束。
相比真核生物，原核生物的DNA复制过程更为简单，因为它们具有较短的染
色体和较少的调控因子。
dna复制的一般过程
dna复制的一般过程
DNA复制是指在细胞分裂过程中，DNA分子自我复制的过程。
以下是DNA复制的一般过程：
1. 解旋：DNA链的双螺旋结构首先被一个酶称为DNA解旋酶解开。
该酶通过打开DNA双链的氢键连接，将双链分开，形
成两条称为模板链的单链DNA。
2. 建模板链：在每个模板链上，DNA合成酶（DNA聚合酶）
开始将新的互补核苷酸添加到单链上，根据模板链上的碱基配对规则，即腺嘌呤（A）与胸腺嘧啶（T）相互配对，鸟嘌呤（G）与胞嘧啶（C）相互配对。
这样，通过模板链的两侧形
成两条新的合成链。
3. 放缩：DNA链是由很多核苷酸组成的，每个核苷酸包括一
个磷酸分子、一个五碳糖分子和一个氮碱基。
DNA合成酶在
合成DNA链时，在每个新的核苷酸上添加一个磷酸分子。
这
个磷酸分子与前一个核苷酸的五碳糖分子连接在一起，形成新合成链的背骨结构。
4. 结束：DNA合成酶继续沿着模板链移动，复制整个DNA分子，直到达到末端。
最终，在每个复制DNA分子的末端，由
于DNA聚合酶结构的特殊性，DNA链的复制会略微有所缺失。
在新合成链的末尾，DNA链会稍微短一些。
这样，一条DNA分子通过复制过程形成两条完全相同的
DNA分子。
这个过程确保了细胞在分裂时每个新细胞都有完整的遗传信息。
DNA复制过程有哪些特点
原核生物与真核生物复制的过程原核生物与真核生物复制的过程大体上均分为复制的起始、DNA链的延伸和复制的终止三个过程。
原核生物DNA的复制过程（以大肠杆菌为例）：复制起始：OriC起始位点由四个9个核苷酸（9-mer）的重复序列和三个13个核苷酸（13-mer）的重复序列组成。
DnaA 蛋白结合到9-mer结构上，使DNA形成一个环。
结果，双链DNA在富含A-T碱基的13-mer区域分开成为单链。
随后，DnaB-DnaC复合体结合到复制起始点上，形成预引发复合物。
然后，DnaB利用其解旋酶的活性使解链部分延长，并激发DnaG引发酶，进而形成一段RNA引物，起始DNA的复制（DNA聚合酶只能从3’羟基端起始复制）。
DNA链的延伸：DNA链一般形成两个复制叉进行双向复制。
DNA链的复制是半不连续复制，以3’-5’方向DNA链为模板合成的子链为前导链，另一条为后随链，后随链的合成以合成冈崎片段的方式进行。
延伸过程主要依靠DNA聚合酶III 靠其β夹钳牢固地结合在DNA链上并延DNA链移动。
冈崎片段一端的引物由DNA聚合酶I以切口平移的方式去除，然后由DNA连接酶连接为一体。
复制叉前进时由解旋酶依靠水解ATP的能量（一个ATP一个碱基）打开双链，单链与SSB结合并保持稳定。
DNA拓扑异构酶去除正超螺旋。
复制的终止：复制叉前行，当遇到22个碱基组成的重复性终止子序列（Ter）时，Ter-Tus复合物使DnaB停止解链，复制叉前移停止，等相反方向复制叉到达后，由修复方式填补两个复制叉间的空缺。
随后，在DNA拓扑异构酶IV的作用下复制叉解体，释放子链DNA。
真核生物DNA的复制：真核生物DNA的复制过程与原核生物DNA的复制过程大体相同。
复制的起始：真核生物DNA复制从成百上千个起始位点上开始，形成多个复制叉。
DNA链的延伸：前导链由DNA聚合酶δ合成，DNA聚合酶δ是有高度前进能力的酶，后随链的冈崎片段由DNA聚合酶δ或DNA聚合酶ε合成。
DNA的复制——过程
注意：解旋酶作用的位置在氢键
（2）、如何合成子链，具体需要什么条件？
这里的有关酶，主要指DNA聚合酶，同时需要 多种酶共同发挥作用。
（3）、如何形成子代DNA分子？
• 两条子链分别与对应的模板链，盘旋成双螺旋结 构，形成子代DNA。
1条母链+1条子链=子代DNA分子，半保 留复制就体现在此处。
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：保证遗传信息的连续性
知识回顾 Knowledge Review
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2、时期：有丝分裂间期、减数分裂第一次分裂的间期 3、场所： 真核生物： 细胞核（主要）、线粒体、叶绿体
原核生物： 细胞质基质，或叫拟核 病 毒： 宿主细胞
4、DNA复制的条件是什么？
1956年美国科学家康贝格首次在试管中人工合成了DNA 。
①从大肠杆菌中提取出DNA聚合酶加入到具有四种丰富的脱氧核苷酸的 人工合成体系中，经保温孵育后测定DNA含量，发现：并没有DNA生长； ②当加入少量DNA做引子，加入能源物质，再经保温孵育后，测定DNA含 量，发现：DNA含量增加了，且发现增加的DNA的（A+T）：（C+G）的比 值与所加入的单链DNA的引子相同。
课堂练习
• 1、下列关于DNA复制的叙述，正确是（ D） • A.DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸 • B.在全部解旋之后才开始碱基配对 • C.解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链 • D.复制后，每个新DNA分子中含有一条母链和一条子
链
• 2、DNA分子的双链在复制时解旋，这时下 述哪一对碱基从氢键连接处分开（C）
DNA是如何被复制的
DNA是如何被复制的在介绍DNA复制相关内容之前，我们先来回顾一下什么是DNA。
DNA是一种双螺旋状高度有序大分子，其中包含了细胞及基因等生命特性的模式代码。
在DNA复制中，DNA 将模式代码用于生物体生长发育以及它们遗传特性等，是一个万物之先的关键步骤。
那么，这一关键技术是如何实现的呢？一、DNA复制分子机制DNA复制有多种方式，不同种类各有不同，但都包含以下几个步骤：核苷酸对的切割、引物酶的活化和复制，以及终止子和合成酶的结合。
1. 核苷酸对的切割首先，双螺旋DNA结构中的双链被分割成两条单链，这种切割需要聚磷酸酶依次把双螺旋核苷酸链中的碱基对切割断开。
2. 引物酶的活化和复制然后，引物酶就会活化，在未切割的另一条单链的反向链上产生一个引物。
活化的引物酶对对链只有一个引物，然后开始复制另一条单链，复制过程从引物的3'端开始，由一个小的复制机器以5' → 3'的方向复制DNA反向链。
3. 终止子和合成酶的结合最后，终止子会停止复制，破坏引物链生成两条完全复制链，再由合成酶把双链复原，最终完成DNA复制。
二、DNA复制对生物体的重要性1. 保持生物体结构DNA复制过程可以使得细胞在不断分裂进而保持生物体的结构。
DNA 的复制可以有效的帮助细胞在进行分裂的同时，将原来的遗传信息复制下来，使繁殖后的细胞继承它的遗传信息，这样细胞就能继续适应世界，以及促进生物体的成长。
2. 促进基因进化DNA复制过程也可以创造出进化所需要的突变。
突变是DNA复制过程中细胞突变发生变异而影响生物体行为习性的一种结果。
在历史长河中，突变是推动生物进化发展的一种重要手段，而DNA复制过程正是突变的源头。
三、DNA复制的难点1. 从单链复制获取信息量大的效率低传统的DNA复制过程，从单链复制多螺旋双链DNA所花费的时间较长，不仅费时，而且DNA的复制信息量相当大，复杂度程度也很大。
因此，复制的效率被大大地降低，同时DNA复制本身也可能出错，从而影响细胞的繁殖。
DNA复制的过程
DNA复制的过程DNA是构成生物遗传信息的重要分子。
它在细胞分裂过程中需要复制，以确保遗传信息的传递和维持。
DNA复制是一个复杂的过程，涉及许多酶的参与和多个步骤的进行。
1、DNA复制的起始点DNA复制的起始点通常被称为起始子。
起始子具有特定的序列，这个序列可以被一种叫作起始子识别复合物的蛋白质结合。
起始子识别复合物的结合标志着DNA复制的开始。
2、DNA解旋在复制开始后，酶类被激活并开始解旋DNA的双螺旋结构。
这个过程中，两股DNA被分离并暴露出单链DNA。
3、引物合成在DNA复制的过程中，DNA聚合酶酶开始合成新的DNA链。
然而，DNA聚合酶只能在有引物存在的情况下进行合成。
引物是短的RNA片段，作为DNA聚合酶开始复制的起始点。
4、DNA链的延伸DNA聚合酶以5'到3'的方向进行DNA链的延伸。
在这个过程中，它逐渐地将新的核苷酸添加到正在合成的链上，并与模板链上的互补核苷酸配对。
5、联接断裂链在延伸的链合成结束后，存在着两个断裂的链。
这些断裂链必须被通过连接过程恢复到一个连续的双螺旋DNA分子。
连接过程由连接酶完成，连接酶能够将两个断裂链连接在一起，形成一个连续的DNA分子。
6、DNA复制的终止DNA复制过程一直进行到复制过程结束点。
在终止点附近，特殊的序列存在，这个序列会提醒复制过程停止。
一旦复制结束，两个独立的DNA分子形成，每个DNA分子都包含了一个旧链和一个新合成的链。
总结：DNA复制是生物体中非常重要的一个过程。
通过DNA复制，生物体能够遗传信息同传到其后代中。
这个过程涉及了起始子的识别、DNA的解旋、引物的合成、DNA链的延伸、连接断裂链以及复制的终止。
每个步骤都是至关重要的，确保了DNA复制的准确和可靠性。
DNA复制具有重要的生物学意义，对于维持遗传信息的一致性和细胞功能的正常运作至关重要。
研究DNA复制的过程不仅有助于我们理解生命的起源和进化，还有助于我们治疗与DNA复制相关的疾病以及开发新的基因编辑技术。
论述原核生物dna复制过程
论述原核生物dna复制过程原核生物DNA复制过程DNA复制是生物体中最基本的生命过程之一，它是细胞分裂和生殖的基础。
原核生物是一类没有真核细胞核的生物，其DNA复制过程与真核生物有所不同。
本文将介绍原核生物DNA复制的过程。
原核生物DNA复制是一个复杂的过程，需要多个酶和蛋白质的参与。
在DNA复制开始之前，DNA双链必须被解开，这个过程由一个酶叫做DNA解旋酶完成。
DNA解旋酶能够将DNA双链分离成两条单链，形成一个称为复制起始点的结构。
接下来，一个叫做DNA聚合酶的酶开始在单链DNA上合成新的DNA链。
DNA聚合酶能够识别单链DNA上的碱基序列，并在其上合成新的DNA链。
DNA聚合酶只能在5'到3'方向上合成新的DNA 链，因此在DNA复制过程中，新的DNA链是从3'到5'方向上生长的。
在DNA复制过程中，DNA聚合酶只能在一个方向上合成新的DNA 链，因此在另一个方向上，DNA复制必须以一种不同的方式进行。
这个过程由一个叫做DNA合成酶的酶完成。
DNA合成酶能够在单链DNA上合成短的DNA片段，称为Okazaki片段。
这些片段最终会被连接成一个完整的DNA链。
DNA复制过程中还需要其他的酶和蛋白质的参与，例如DNA连接酶和DNA拓扑异构酶。
这些酶和蛋白质能够帮助DNA复制过程中的各个步骤顺利进行。
总的来说，原核生物DNA复制是一个复杂的过程，需要多个酶和蛋白质的参与。
在DNA复制过程中，DNA双链被解开，DNA聚合酶和DNA合成酶合成新的DNA链，最终形成两条完整的DNA双链。
这个过程是生物体中最基本的生命过程之一，对于细胞分裂和生殖具有重要的意义。
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二、T7 噬菌体DNA的末端复制
5‘ 3’
5‘ 3’
5‘
3‘
3’
5’
5‘ 3’
5‘ 3’
5‘ 3’
真核生物如何解决末端复制的问题?
3‘ 5’
互补的3’端配对
3‘ 5’
聚合酶I和连接酶 封闭缺口
3‘ 5’
限制性酶 交错切割
3‘ 5’
聚合酶I 3’延伸,完成复制
3‘ 5’
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100-200nt，原核长约1000-2000nt。
Nucleotide（nt 核苷酸）
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感谢您的欣赏！
第23页/共23页
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3、作用 （1）稳定染色体结构 （2）防止染色体末端融合 （3）保护染色体结构基因 （4）避免遗传信息在复制过程中丢失
附：端粒长度----分子钟(molecularclock) 的作用 随着细胞不断分裂，端粒的长度越来越短，当 达到一个临界长度，细胞染色体即失去稳定性， 阻止细胞进一步分裂的信号便发出。细胞将发 生凋亡（apoptosis）
降解的引物
DNA ligase
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三、细菌DNA复制的终止 tus gene 产物 （DnaB inhibitor)
复制叉相遇位点 复制终止区：terD / terA
AATTAGTATGTTGTAACTAAAGT TTAATCATACAACATTGATTTCA
terC / terB
200 kb
三、真核生物染色体 DNA末端复制 （一）端粒（Telomere）
1、概念：是真核生物染色体末端的一种特殊结构 2、组成：端粒DNA / 端粒蛋白 （1）端粒蛋白 ：非组蛋白 （2）端粒DNA ：
a、含数百个短的正向重复序列，富含GC b、通式：Cn（A/T）m n1，m=1-4
人的端粒DNA序列： （TTAGGG）n
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线状DNA末端复制的过程如何？
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第9页/共23页
一、线状DNA末端复制问题
5′
3′
5′
5′
3′
5′
5′
3′
5′
5′
3′
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线状DNA末端复制问题 1、复制后产生粘性末端（sticky end）：滞后
链的5’端引物切除后，因没有3’-OH存在 DNA聚合酶无法将缺少的部分补齐 2、染色体不稳定 3、染色体末端隐缩：DNA每复制一次，DNA 就缩短一次 讨论：环状DNA是否存在末端复制问题？
Replication fork 2
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Replication fork 1
（一）终止位点 一侧复制叉的终止位点位于相遇点的另一侧
（二）终止机制 1、Tus蛋白的作用： 可与终止序列结合，阻止复制叉继续前移 2、两个复制叉在相遇点相遇 3、两个复制叉在复制快的复制叉的终止点相遇
（三）分离（segregation） Topoisomerase IV：使复制叉解体，释放子链DNA
（一）DNA复制体(replisome) DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引发体和解旋酶构成的复合体 （二）DNA聚合反应的特征 1、DNA的聚合反应是以dNTP为底物，以3’ →5 ’
DNA为模板，按碱基配对原则在3’-OH上加dNTP （DNA聚合酶对碱基的选择功能） 2、链沿5’ 3’方向延长 3、碱基互补配对，若错配则切除掉
“θ”型复制 环状DNA的复制方式，即从复制起点开始，
双向同时进行，形成θ样中间物 环节：
DNA复制的起始 DNA链的延伸 DNA复制的终止
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1、DNA复制起点双链解开 ，形成复制叉
2、RNA引物的合成 3、DNA聚合酶将第一个dNTP加到引物的3'-OH末端
复制叉
复制叉
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（三）防止拓扑学问题两种机制
DNA在生物细胞中本身就是负超螺旋，当DNA解链而产生正超螺旋时， 可以被原来存在的负超螺旋所中和
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（四）缺刻平移( Nick translation)去除引物
3
5′ parent
5′
3′ progeny
′
nick
结合P DNA合成
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（二）端粒酶
1、组成 （1）蛋白质：逆转录酶 （2）RNA：约150nt，部分序列与端粒DNA互补，
可作为合成端粒DNA的模板 （端粒酶是自身携带RNA模板的逆转录酶） 2、功能：负责端粒DNA的延长，维持端粒的长度
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3、存在部位： 在干细胞、生殖细胞和肿瘤细胞， 才可以检测到具有活性的端粒酶
4、端粒酶和衰老、肿瘤有关
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附：真核生物DNA复制的特点 1、复制速度慢：～50nt／秒，为原核生物的1／10 2、多个复制起始点，可同时进行复制（并非所有复制子
都同时复制） 3、一个细胞周期只复制一次；而原核生物可不停复制，
复制可以成熟前起始 4、引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。真核长约