第二章DNA结构与复制

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第二章DNA的复制

第二章DNA的复制

DNA Polymerase-palm domain
1. Contains two catalytic sites, one for addition of dNTPs and one for removal of the mispaired dNTP. 2. The polymerization site: (1) binds to two metal ions that alter the chemical environment around the catalytic site and lead to the catalysis. (2) Monitors the accuracy of base-pairing for the most recently added nucleotides by forming extensive hydrogen bond contacts with minor groove of the newly synthesized DNA. 3. Exonuclease site/proof reading site
原核生物中的三种DNA聚合酶
pol Ⅰ 5'→3'聚合酶活性 5'→3'外切酶活性 3'→5'外切酶活性 生理功能 + + +
去除引物,填补缺口 修复损伤 校正错误
pol Ⅱ + +
未知
pol Ⅲ + +
DNA 复制 校正错误
• 在真核生物中,目前发现的DNA聚合酶 有五种,分别命名为DNA聚合酶α(pol α),DNA聚合酶β(polβ),DNA聚合 酶γ(polγ),DNA聚合酶δ(pol δ), DNA聚合酶ε(polε)。 • 参与染色体DNA复制的是polα(延长滞 后链)和polδ(延长前导链),参与线 粒体DNA复制的是polγ,polε与DNA损 伤修复、校读和填补缺口有关,polβ只 在其他聚合酶无活性时才发挥作用。

DNA的结构与复制

DNA的结构与复制

DNA的结构与复制DNA(脱氧核糖核酸)是一种重要的生物分子,它负责存储和传递生物遗传信息。

在本文中,我们将探讨DNA的结构及其在细胞中的复制过程。

一、DNA的结构DNA由两条互补的链组成,每条链都由一系列核苷酸单元连接而成。

每个核苷酸单元由一个含有糖分子(脱氧核糖)的核苷酸碱基、一个磷酸基团和一个含有氮碱基的碱基组成。

DNA分子的两条链通过碱基间的氢键互相结合,形成一个双螺旋结构。

DNA的碱基组成包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。

这些碱基按照一定的规则组合,形成了遗传信息的密码。

二、DNA的复制DNA复制是指在细胞中生成与原有DNA完全相同的新DNA分子的过程。

它是细胞分裂和生物遗传的基础。

1. 需要的材料和酶DNA复制需要一些材料和酶来完成。

首先,需要一个DNA模板,它提供了复制过程中所需的遗传信息。

其次,需要四种核苷酸单元,即腺苷酸(A)、胸苷酸(T)、鸟苷酸(G)和胞苷酸(C),它们将与模板DNA上的互补碱基配对。

最后,还需要DNA聚合酶等酶类来催化反应。

2. 复制的步骤DNA复制可以分为三个步骤:解旋、复制和连接。

(1)解旋:复制开始时,DNA双螺旋结构被酶解开,形成两条单链。

(2)复制:在每条单链上,核苷酸单元与模板DNA上的互补碱基配对。

例如,A与T配对,G与C配对。

DNA聚合酶能够催化这些核苷酸单元的连接,形成新的DNA链。

(3)连接:新合成的DNA链与原有的DNA链连接在一起,形成完整的双螺旋结构。

这一过程由DNA连接酶完成。

三、DNA复制的意义DNA复制是细胞生命周期中一个重要的过程,它具有以下几个重要的意义:1. 遗传信息的传递:通过复制,细胞能够将遗传信息传递给下一代细胞。

这样,生物的遗传特征得以传承和保持。

2. 细胞分裂的基础:DNA复制是细胞分裂过程中的关键步骤。

在细胞分裂时,新生成的细胞需要获得与母细胞完全相同的DNA。

3. 突变和进化的基础:在DNA复制过程中,有时会发生错误。

分子生物学:第二章DNA复制复习题与答案

分子生物学:第二章DNA复制复习题与答案

第二章DNA复制复习题与答案一、名词解释1.中心法则2.半保留复制3.DNA聚合酶4.解旋酶5.拓扑异构酶6. 单链DNA结合蛋白7. DNA连接酶8. 引物酶及引发体9.复制叉10. 复制眼11. 前导链12. 冈崎片段13.半不连续复制14.切除修复15.重组修复16. 诱导修复和应急反应二、问答题1.试述Meselson和Stahl关于DNA半保留复制的证明实验。

2.描述大肠杆菌DNA聚合酶I在DNA生物合成过程中的作用。

3.试述DNA复制过程,总结DNA复制的基本规律。

4.DNA的损伤原因是什么?三、填空题1.Meselson-Stahl的DNA半保留复制证实试验中,区别不同DNA用_______方法。

分离不同DNA用_______方法,测定DNA含量用_______方法,2.DNA聚合酶I(E.coli)的生物功能有_______、_______和_______作用。

用蛋白水解酶作用DNA聚合酶I,可将其分为大、小两个片段,其中_______片段叫Klenow 片段,具有_______和_______作用,另外一个片段具有_______活性。

3.在E.coli中,使DNA链延长的主要聚合酶是_______,它由_______亚基组成。

DNA 聚合酶Ⅱ主要负责DNA的_______作用。

4.真核生物DNA聚合酶有_______,_______,_______,_______。

其中在DNA复制中起主要作用的是_______和_______。

5.解旋酶的作用是_______,反应需要提供能量,结合在后随链模板上的解旋酶,移动方向_______,结合在前导链的rep蛋白,移动方向_______。

6.在DNA复制过程中,改变DNA螺旋程度的酶叫_______。

7.SSB的中文名称_______,功能特点是_______。

8.DNA连接酶只能催化_______链DNA中的缺口形成3’,5’- 磷酸二酯键,不能催化两条链间形成3’,5’- 磷酸二酯键,真核生物DNA连接酶以_______作为能源,大肠杆菌则以作为能源,DNA连接酶在DNA______、________、_______中起作用。

第二章 DNA结构、复制、 修复

第二章 DNA结构、复制、 修复

4)DNA序列的异质性及主要序列类型(真核DNA)

高度重复序列:重复频率高达几十万到几百万次。
1)卫星DNA:重复单位多由2-10bp组成,成串排列,其碱基 可以用等密度梯度离心法将其与主体DNA分开。根据重复频 率和重复序列长短不同分为小卫星DNA和微卫星DNA(常作 为一种分子遗传标记)
2)分散高度重复序列:短、长散置序列
■影响复性速度:
DNA的大小(小的较大的容易);离子浓度(高浓度); DNA浓度(越大越快)
2) C值反常现象(C-value paradox)
C值矛盾
C值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复
序列,而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非
功能DNA所隔开,这就是著名的“C值反常现象”。
第二章 染色体与DNA


染色体
DNA的结构 DNA的复制 DNA的修复 DNA的转座
三、DNA的复制
RNA 复制 复制
DNA
转录 逆转录
RNA
翻译
蛋白质
内容提要: ● DNA的半保留复制 ●与DNA复制有关的物质 ● DNA的复制过程(大肠杆菌为例) ● DNA复制的其它方式 ●真核生物中DNA的复制特点
染色质是一种纤维状结构,叫做染色质丝,它是由 最基本的单位—核小体(nucleosome)成串排列而成 的。
真核生物染色体的组成
染色体
{蛋白质
DNA
{
组蛋白: H1 H2A H2B H3 H4 非组蛋白
}核小体
(三)染色体的结构和组成
1、组蛋白的一般特性:
■ 进化上的保守性 保守程度:H1 ■无组织特异性 ■肽链氨基酸分布的不对称性 ■H5组蛋白的特殊性:富含赖氨酸(24%) ■组蛋白的可修饰性 H2A、H2B H3 、H4

第2章 DNA的复制

第2章 DNA的复制

- 第四节 DNA的复制 真核生物复制的特点
1、复制叉移动速度大约只有50bp/s,不到大肠杆菌得1/20。 2、真核生物每条染色质上可以有多处复制起始点:人类DNA中 每间隔3万-30万个碱基就有一个复制起始点,而原核生物只有 一个起始点; 3、真核生物的染色体在全部完成复制之前,各个起始点上DNA 的复制不能再开始,而在快速生长的原核生物中,复制起始点上 可以连续开始新的DNA复制,表现为虽只有一个复制单元,但 可有多个复制叉。 4、真核生物DNA聚合酶的特性:5种DNA聚合酶 5、端粒酶保证染色体复制的完整性。
“多莉”的衰老 研究端粒丢失的速率,预测人类的寿命 研究推测端粒酶与肿瘤的关系
第五节 DNA复制的调控
原核细胞的生长和增殖速度取决于培养条件,在不同
生长和增殖速度的细胞中DNA链延伸的速度几乎是恒定的, 但复制叉的数量不同。迅速分裂的细胞具较多复制叉,而分 裂缓慢的细胞复制叉较少并出现复制的间隙。
第五节 DNA复制的调控
真核细胞的生活周期可分为4个时期:
(1)G1:复制预备期;
(2)S:复制期;
(3)G2:有丝分裂准备期; (4)M:有丝分裂期。
DNA复制只发生在S期。
第五节 DNA复制的调控
真核细胞中DNA复制有3个水平的调控:
1.细胞生活周期水平调控,也称为限制点调控,即决定细
胞停留在G1期, 还是进入S期。——复制起点点火
5’
5’ 3’
+
3’ 复制叉到达末 3’ 端后,一条单
5’ 链被置换出来
末端碱基配对
5’
形成双链体起
3’
始点
5’
以单链为模板
3’
5’ 的DNA合成
3: 腺病毒DNA的复制

DNA的结构与复制

DNA的结构与复制

DNA的结构与复制DNA(脱氧核糖核酸)是生物体中保存遗传信息的重要分子。

它的结构和复制过程对于维持生命的稳定和传递遗传信息至关重要。

一、DNA的结构DNA的结构是一个双螺旋形状,由两条互相缠绕的链组成。

每条链都是由一系列的核苷酸单元组成。

核苷酸由糖分子、磷酸分子和一个氮碱基组成。

核酸的糖分子是脱氧核糖,它们通过磷酸分子连接在一起形成糖磷酸链。

氮碱基则连接在糖的五碳原子上。

有四种不同的氮碱基:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。

两条链相互螺旋缠绕,形成一个稳定的双螺旋结构。

两条链通过氮碱基之间的氢键相互连接。

腺嘌呤和胸腺嘧啶之间形成两个氢键,鸟嘌呤和胞嘧啶之间形成三个氢键,这种键合方式保证了DNA的稳定性。

二、DNA的复制DNA复制是指在细胞分裂过程中,DNA分子通过一系列的步骤复制自身,确保每个新细胞都能获得完整的遗传信息。

DNA复制是一个半保留复制过程。

在复制开始之前,DNA的两条链会分开,形成两个模板。

DNA聚合酶是一个重要的酶,在复制过程中起到关键作用。

复制过程中,DNA聚合酶会读取原始DNA链上的核苷酸序列,并在新合成的链上添加互补的核苷酸。

根据碱基配对规则,腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶配对。

DNA聚合酶沿着模板链进行连续的合成,产生一个新的DNA链。

由于每个模板链只提供了一半的遗传信息,新合成的链与模板链一起构成了双链的DNA分子。

复制过程中还涉及其他辅助酶的参与,如DNA解旋酶负责解开DNA的双螺旋结构,DNA合成酶负责修补新合成链上的错误。

三、DNA的重要性DNA的结构和复制过程对生物体非常重要。

首先,DNA保存了生物体的遗传信息,包括个体特征、生理功能等。

DNA的复制过程确保了这些遗传信息能够传递给后代,保持物种的延续。

其次,DNA的结构和复制也与一些重要的生物学过程密切相关。

例如,DNA的转录过程将DNA的信息转化为RNA,进而控制蛋白质的合成。

分子生物学基础第二章DNA的结构、复制和修复第五节 DNA的损伤与修复

分子生物学基础第二章DNA的结构、复制和修复第五节 DNA的损伤与修复
(2)碱基类似物对DNA的损伤 碱基类似物是一类结构与碱基相似 的人工合成化合物,由于它们的结构与碱基相似,进入细胞后能替代 正常的碱基掺入到DNA链中,干扰DNA的正常合成。5–溴尿嘧啶(5–BU) 是胸腺嘧啶环上的甲基被溴取代的一种最常见的碱基类似物,与U的 结构非常相似,能与A配对,5–BU有酮式和烯醇式两种形态,当处于烯 醇式时,可与G配对,且存在机率高于酮式形态,因此一旦掺入到DNA 链中,通过互变异构在复制中产生突变,引起A–T→C–C的转换。另一 个常见的碱基类似物是2–氨基嘌呤(2–AP),在正常的酮式状态时与T 配对,在烯醇式状态时与C配对。在某些植物体的代谢过程中,能产 生个别的毒性化合物,其中包括DNA损伤剂。
第五节 DNA的损伤与修复
图2-13 DNA分子上的胸腺嘧啶二聚体结构
第五节 DNA的损伤与修复
图2-11 甲基介导的错配修复模 型
第五节 DNA的损伤与修复
3.核苷酸切除修复 核苷酸切除修复系统几乎能够修复紫外线照射引起的 各种损伤。包括环丁烷二聚体、6–4损伤、碱基-糖基交联 等引起DNA双螺旋大扭曲(major distortion),而不能修 复由于碱基错配、O6–甲基鸟嘌呤、O4–甲基胸腺嘧啶、8– oxoG或碱基类似物引力是非常重要的。
第五节 DNA的损伤与修复
二、DNA的修复 1.错配修复 E.coli避免突变的主要途径之一就是甲基指导的错配修复系统。 这个系统是非特异性的,它能修复引起DNA双螺旋轻微扭曲的任何扭 伤,包括错配、移码、碱基类似物的掺人和某些类型微小扭曲的烷基 化损伤。 2.碱基切除修复 是一种在细胞中存在较普遍的修复过程。在细胞中都有不同类型、 能识别受损核酸位点的糖苷水解酶,它能特意性切除受损核苷酸上的 N—β-糖苷键,在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点(AP位点)。DNA 分子中一旦产生了AP位点,核酸内切酶就会把受损核酸的糖苷-磷酸 键切开,并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA,由DNA聚合酶I 合成新的片段,最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链。

DNA结构与复制

DNA结构与复制

DNA结构与复制DNA(脱氧核糖核酸)是构成生物体基因的核酸分子,它负责储存和传递遗传信息。

DNA的结构和复制是解析基因组的关键过程,深入了解DNA的结构和复制机制对于理解生物遗传学和进化研究至关重要。

一、DNA结构DNA由两条互补的单链螺旋构成,形成了著名的双螺旋结构。

DNA结构的发现对于生命科学领域产生了革命性的影响。

1. DNA的碱基组成:DNA由四种碱基组成,包括腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。

这些碱基是遗传密码的基础单元,通过特定的配对规则进行组合。

2. DNA的链状结构:DNA包含两条相互配对的单链,这些链沿着螺旋结构以反平行方式排列。

每个碱基通过氢键与另一条链上的碱基相配对,A与T配对,G与C配对。

3. DNA的螺旋结构:DNA以螺旋的形式存在,呈现出右旋的双螺旋结构。

两条链以氢键连接,螺旋梯度是由磷酸基团和脱氧核糖组成的骨架支撑的。

二、DNA复制DNA复制是细胞分裂和生殖传递遗传信息的基础。

它是一个精确而复杂的过程,需要多个酶和蛋白质的协同作用。

1. 半保留复制:DNA复制采用半保留复制机制,其中原有的DNA链作为模板,生成两个全新的DNA分子,每个分子包含一条旧链和一条新合成的链。

2. 复制酶:DNA复制过程中涉及多个酶,包括DNA聚合酶、DNA连接酶等。

DNA聚合酶是负责复制新链的主要酶,它能够将合适的碱基与模板链上的碱基进行配对,并形成新的链。

3. 复制起点与双螺旋解旋:DNA复制起点是一个特殊的序列,复制过程从这个起点开始。

在复制起点处,DNA双链被酶解旋,形成复制叉。

复制酶沿着DNA链进行模板引导的合成。

4. 连接DNA片段:DNA复制是一个不连续的过程,新合成的DNA链是由离散的DNA片段组成的。

这些片段称为Okazaki片段,通过DNA连接酶连接形成连续的链。

5. 纠错机制:DNA复制过程中存在一定的错误率,为了保证遗传信息的准确传递,细胞配备了DNA修复系统来纠正错误。

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参与DNA复制的蛋白质: 后随链的引发由引发体来完成。引发体由n,nˊ,n〞,DnaB、 C和I等6种蛋白质共同组成,与引发酶结合形成引发体。 DnaA:结合Ori区,具ATP酶活性,促进DnaB形成起始复合物 DnaB:DNA解链酶,有解旋和解链作用 DnaC:形成起始复合物,运输DnaB DnaG:DNA引发酶由dnaG基因编码,在特定环境下发挥作用 的RNA聚合酶 Hu: 促进起始复合物形成 回旋酶:松驰正超螺旋,促进单链DAN产生 SSB: 促进DNA解链,稳定单链DNA
复制将亲代细胞所含有遗传信息传递到子代细胞。
双链 DNA 的复制包括 复制的起始、延伸和终止三个阶段, 并需要拓扑异构酶、解链酶、单链结合蛋白、引物合成酶、 DNA聚合酶及DNA连接酶等酶和蛋白质的参与。
2.3.1 DNA的半保留复制 Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型的同时对其复制过 程进行了探讨。 DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断开,每条链分别作 为模板合成新链,产生互补的两条链。 新合成2条DNA链的核苷酸序列和亲代DNA链完全相同。因 此,每子代分子的一条链来自亲代DNA,另一条链则是新合成 的,DNA这种复制方式叫做DNA的半保留复制。
activity,
but not 5′→3′exonuclease activity.
68 kD
35 kD
DNA聚合酶Ⅱ 其有5′→3′聚合酶活性,但活性低,其酶活性是DNA聚合酶 Ⅰ的5%。 通过其3 ′ →5 ′核酸外切酶活性可起校正作用。 DNA聚合酶Ⅲ 其有5′→3′聚合酶活性,3 ′ →5 ′核酸外切酶活性。该酶活性 为DNA聚合酶Ⅰ的15倍, DNA聚合酶Ⅱ的300倍。 即5万个核苷酸/min速度合成新DNA链。 其他DNA聚合酶 DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ分别由dinB和umuD’ 2C基因编码,主要 在SOS修复过程中发挥作用。
Z-DNA调控基因转录的两个模式
DNA的双螺旋结构的意义
该模型揭示了 DNA 作为遗传物质的稳定性特征, 最有价值的是确认了碱基配对原则,这是DNA复制、 转录和反转录的分子基础,亦是遗传信息传递和表 达的分子基础。
2.3 DNA的复制
生命的遗传实际上是 DNA 自我复制的结果。而 DNA 自我复 制主要是通过半保留复制来实现的,是一个以亲代 DNA 分子 为模板合成子代DNA链的过程。即细胞分裂时,通过DNA自我
(3)某种蛋白启动复制 腺病毒DNA分别在分子两 端启动复制,并通过链取代法使 之延伸。
末端蛋白的作用下,在真正的 末端上启动复制。
2.环状DNA的复制
(1)θ-复制
(2)滚环复制
(3)D-环复制
(1)θ-复制
E. coli基因组的复制原点位于天冬酰胺合酶和 ATP合酶操 纵子之间,全长为 245 bp,称为 oriC ,其富含 AT ,并含有多 个短的重复序列,能够被复制起始点结合蛋白所识别。复制 的起始: 涉及DNA双链的解旋和松开,形成两个方向相反的 复制叉。前导链DNA开始复制前,复制原点的核酸序列被转 录生成短的RNA链,作为起始DNA复制的引物。
端移动;体内DNA复制时,由一段RNA引物起始DNA合成, 起始后RNA引物被切除,使子链短于母链。切除后的子链5`端 缺口如何合成?这就提出了线性DNA末端复制的问题。
5′ 3′
寿命缩短?
3′ 5′
线性DNA末端复制的特殊机制
(1)线性复制子转变为环状或多聚分子:T4噬菌体DNA通过
其末端的简并性使不同链的3′端因互补而结合。DNA聚合酶作 用填满其缺口,再经DNA连接酶作用生成二联体。 (2)DNA末端形成发夹式结构,是该分子没有游离的末端。 如草履虫线粒体DNA。
(2)单链结合蛋白(SSB蛋白) 发现T4的基因32蛋白可以在远低于解链温度时使双链 DNA分开,并牢牢地结合在单链DNA上,后来发现许多生物 中都有这类蛋白。 原核生物:SSB蛋白与DNA结合时还表现协同效应,如第 1个SSB蛋白结合DNA的能力为1,第2个SSB蛋白的结合力可 达103。真核生物SSB蛋白与单链DNA结合时,不表现协同效 应。 SSB蛋白: 保证被解链酶解开的ssDNA在复制完成之前能 保持单链结构,SSB蛋白以四聚体形式存在于复制叉处,他 没有解链作用。
氯化铯密度梯度离心法: 由于15N-DNA分子的密度比普通DNA的密度大,在氯化铯密 度梯度离心时,这两种DNA分子形成位置不同的区带。
结果证实:无论原核还是真核生物DNA都是以半保留复制方式遗传的
2.3.2 复制的起点、方向和速度 DNA复制时,双链DNA要解开成两股链分别进行,所以, 这个复制起始点呈现叉子的形式,被称为复制叉。DNA的复 制是由固定的起始位点开始的。 复 制 子是生物体DNA复制的基本单位,一个复制子只含 一个复制起始位点。 复制叉从复制起点开始沿着DNA链连续移动,起始点可以 启动单向复制或者双向复制,这主要取决于在复制起点形成一 个还是两个复制叉。
DNA链复制过程示意图
2.2.3 DNA复制的几种主要方式
DNA 双链的复制大都是以半保留方式进行的;但是不同
生物 DNA 分子存在形式各不相同,如大小,线性分子和环 状分子,功能差异,因而反映在复制方式上的差异。绝大多 数DNA复制是以复制叉的形式进行的。
线性DNA双链的复制
研究表明,DNA聚合酶和RNA聚合聚合酶都只从5`端向3`
2.4.2 真核生物DNA复制的特点
(1)DNA分子上出现多复制起始位点;
(2)真核生物染色体在全部完成复制前,各个起始点上 DNA复制不能再开始; (3)真核生物DNA复制只在其细胞周期S期进行; (4)真核生物复制子大小约为40~1酵母复制起始区长度约为 150bp ,包括数个复制起始必须 的保守区, 将克隆该DNA片段构建环状DNA分子,它在酵母 中自主复制的。 酵 母 复 制 起 始 位 点 成 为 自 主 复 制 序 列 (autonomously replicating sequences, ARS)。不同ARS共同特征是具有一个 11个A-T碱基对的保守序列。 ORC(origin recognition complex)识别并结合ARS序列, ORC有6种蛋白组成的起动复合物。 人类基因组DNA上每隔30000~300 000bp序列有一个复制 起始位点。真核生物 DNA 复制叉的移动速度为 50 bp/sec , E.coli的1/20。
真核生物DNA聚合酶 哺乳动物主要有5种DNA聚合酶,其特性见表2-12.
复制起始点的特点 1. 富含 AT:测定细菌、酵母、线粒体和叶绿体 DNA 中的复 制起始点核苷酸序列,发现复制起始点富含AT序列,它可能 有利于DNA复制启动时双链的解开。 2. 细菌、病毒和线粒体DNA分子只有一个复制起始点,即 只有一个复制子。 3. 真生物基因组DNA有多个复制起点,可以同时在多个复 制起点上进行双向复制,其大小为40-100kb/个。
(3)DNA拓扑异构酶(DNA topoisomerase) DNA复制过程中,随着DNA解旋,双螺旋的盘绕数T减 少,而超螺旋数W增加,使正超螺旋增加,未解链部分的缠 绕更加紧密,形成的压力使解链不能继续进行。 DNA拓扑异构酶作用 它能够消除解链造成的正超螺旋堆积,消除阻碍解链继 续进行的此种压力,使DNA复制得以延伸。
(1)DNA一级结构的表示法
(2)DNA碱基组成的Chargaff规则(1949)
(3)DNA和RNA一级结构
2.2.2 DNA的二级结构
DNA的二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所形成的 双螺旋结构。Watson和Crick用X线衍射结构分析DNA结构。
在DNA二级结构与 高级结构间或高级结 构的各种构象间存在 一个动力学平衡。
DNA复制中间产物呈一个θ。
1. DNA双螺旋的解旋 研究证实多种蛋白质及酶参与DNA双链的解开过程。如拓
扑异构酶I、DNA解链酶及SSB蛋白等。
(1)DNA解链酶 DNA helicase是经水解ATP获得能量来解开双链DNA, 大 部分DNA helicase沿着随后链模板5′→ 3′方向及沿着复制叉的 前进而移动。 研究证明:Rep蛋白和特定的DNA解链酶分别在DNA两条链 上协调作用,以解开双链DNA。
2. DNA复制的引发
研究发现:
①所有DNA复制是由一个固定的起始位点开始; ②DNA聚合酶都只能延长已存在的DNA链,而不能从头 合成DNA链。 问题:一个新链DNA的复制怎样开始的呢?
发现:所有DNA聚合酶都从脱氧核苷酸3′-OH端起始DNA合成,
所以,DNA复制时,由引发酶(RNA聚合酶)在DNA模板上合成一 段 RNA 链,它提供引发末端(引物),接着由 DNA 聚合酶从 RNA引物的3’-OH端开始合成新的DNA链。无论前导链还是后随 链开始DNA合成时,都需要RNA引物。
2.2 DNA的结构
核酸的结构与功能
DNA-遗传的物质基础,基因是具有特定生
物学功能的核苷酸序列,基因通过转录和翻
译能够使亲代的性状准确地在子代表现出来。 DNA结构与功能密切相关的。
2.2.1 DNA的一级结构
1.DNA的化学成分
2.DNA和RNA化学组分的比较
3. 核苷酸的结构
4. DNA的一级结构

3.冈崎片段与半不连续复制 dsDNA两条链是反向平行的,因此在复制叉附近的DNA 链一条是5′→3′,另一条是3′ →5′,即两条模板极性不同。 而DNA聚合酶:DNA合成方向是5′→3′,而不是3′ →5′。
无法解释DNA两条链是如何能够同时进行复制?
日本科学家Okazaki通过含3H-dTTP 培养基培养大肠菌标 记其DNA,提出DNA的半不连续复制模型。 原核生物冈崎片段 〉真核生物冈崎片段 Okazaki fragment:1000~2000b。
(2)滚环复制(rolling cirle)
这是单向复制的一种特殊形式。φX174噬菌体由一个单链环 状DNA组成,这条链称为正(+)链,而以其模板合成的互补链 称为负(-)链。双链体的复制以滚环复制方式进行。
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