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1、高中生物必修二DNA的复制北京市第九十四中学张雪DNADNA复制过程复制过程细菌细菌DNADNA复制复制“”型复制型复制 环状环状DNA的复制方式，即从复制起点开始，的复制方式，即从复制起点开始，双向同时进行，形成双向同时进行，形成样中间物样中间物环节：DNA复制的起始 DNA链的延伸 DNA复制的终止 1、DNA复制起点双链解开复制起点双链解开，形成复制叉形成复制叉2、RNA引物的合成引物的合成 3、DNA聚合酶将第一个聚合酶将第一个dNTP加到引物的加到引物的3-OH末端末端 复制的起始复制的起始复制叉复制叉复制叉复制叉DNADNA复制延伸复制延伸（二）（二）DNA聚合反应的特征聚合反应的
2、特征1、DNA的聚合反应是以的聚合反应是以dNTP为底物，以为底物，以3 5 DNA为模板，按碱基配对原则在为模板，按碱基配对原则在3-OH上加上加dNTP （DNA聚合酶对碱基的选择功能）聚合酶对碱基的选择功能）2、链沿、链沿5 3方向延长方向延长3、碱基互补配对，若错配则切除掉、碱基互补配对，若错配则切除掉（一）（一）DNA复制体复制体(replisome)DNA聚合酶聚合酶全酶分子、引发体和解旋酶构成的复合体全酶分子、引发体和解旋酶构成的复合体（三）防止拓扑学问题（三）防止拓扑学问题两种机制两种机制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
3、所中和nick结合结合Pol I引物移动引物移动 /DNA合成合成封闭缺口封闭缺口降解的引物降解的引物DNA ligase（四）缺刻平移（四）缺刻平移(Nick translation)去除引物去除引物5533parentprogenyAATTAGTATGTTGTAACTAAAGTTTAATCATACAACATTGATTTCAterD/terAterC/terBReplication fork 1Replication fork 2tus gene 产物产物复制终止区：复制终止区：200 kb（DnaB inhibitor)复制叉相遇位点复制叉相遇位点三、细菌三、细菌DNA复制的终止复制的终止
4、Topoisomerase IV：使复制叉解体，释放子链使复制叉解体，释放子链DNA（三）分离（三）分离（segregation）（一）终止位点（一）终止位点 一侧复制叉的终止位点位于相遇点的另一侧一侧复制叉的终止位点位于相遇点的另一侧 （二）终止机制（二）终止机制 1、Tus蛋白的作用：蛋白的作用：可与终止序列结合，阻止复制叉继续前移可与终止序列结合，阻止复制叉继续前移 2、两个复制叉在相遇点相遇、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、两个复制叉在复制快的复制叉的终止点相遇线状线状DNA末端复制的过程如何？末端复制的过程如何？思考思考一、线状一、线状DNA末端复
5、制问题末端复制问题53535353555线状线状DNA末端复制问题末端复制问题1、复制后产生粘性末端（复制后产生粘性末端（sticky end）：滞后滞后 链的链的5端引物切除后，因没有端引物切除后，因没有3-OH存在存在 DNA聚合酶无法将缺少的部分补齐聚合酶无法将缺少的部分补齐2、染色体不稳定染色体不稳定3、染色体末端隐缩：、染色体末端隐缩：DNA每复制一次，每复制一次，DNA 就缩短一次就缩短一次讨论：环状讨论：环状DNA是否存在末端复制问题？是否存在末端复制问题？二、二、T7 噬菌体噬菌体DNA的末端复制的末端复制5353353553355335互补的互补的3端端配对配对5335聚合酶
6、聚合酶I和连接酶和连接酶封闭缺口封闭缺口限制性酶限制性酶交错切割交错切割5335聚合酶聚合酶I 3延伸延伸,完成复制完成复制真核生物如何解决末端复制的问题?三、真核生物染色体三、真核生物染色体 DNA末端复制末端复制（一）（一）端粒（端粒（Telomere）1、概念：、概念：是真核生物染色体末端的是真核生物染色体末端的一种特殊一种特殊结构结构 2、组成：端粒、组成：端粒DNA/端粒蛋白端粒蛋白 （1）端粒蛋白）端粒蛋白 ：非组蛋白：非组蛋白 （2）端粒）端粒DNA：a、含数百个短的正向重复序列，含数百个短的正向重复序列，富含富含GC b、通式：、通式：Cn（A/T）m n 1，m=1-4人的端
7、粒人的端粒DNA序列：序列：（TTAGGG）n3、作用作用 （1）稳定染色体结构稳定染色体结构 （2）防止染色体末端融合）防止染色体末端融合 （3）保护染色体结构基因）保护染色体结构基因 （4）避免遗传信息在复制过程中丢失避免遗传信息在复制过程中丢失附：附：端粒长度端粒长度-分子钟分子钟(molecularclock)的作用的作用 随着细胞不断分裂，端粒的长度越来越短，当随着细胞不断分裂，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，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。细胞将发阻止细胞进一步分裂的信号便发出。细胞将发 生凋亡（生凋亡（a
8、poptosis）（二）端粒酶（二）端粒酶 1、组成组成 （1 1）蛋白质：逆转录酶）蛋白质：逆转录酶 （2 2）RNA：约：约150150nt，部分序列与端粒，部分序列与端粒DNA互补，互补，可作为合成端粒可作为合成端粒DNA的模板的模板 （端粒酶是自身携带（端粒酶是自身携带RNA模板的逆转录酶）模板的逆转录酶）2、功能：负责端粒功能：负责端粒DNADNA的延长，维持端粒的长度的延长，维持端粒的长度3 3、存在部位：、存在部位：在在干细胞干细胞、生殖细胞生殖细胞和和肿瘤细胞肿瘤细胞，才可以检测到具有活性的端粒酶才可以检测到具有活性的端粒酶4 4、端粒酶、端粒酶和衰老、肿瘤有关和衰老、肿瘤有关
9、附：真核生物附：真核生物DNA复制的特点复制的特点1、复制速度慢：复制速度慢：50nt秒，为原核生物的秒，为原核生物的1102、多个复制起始点，可同时进行复制（并非所有复制子、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）都同时复制）3 3、一个细胞周期只复制一次；而原核生物可不停复制，、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复制可以成熟前起始4 4、引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。真核长约、引物及冈崎片段的长度均小于原核生物。真核长约 100-200ntnt，原核长约，原核长约1000-2000ntnt。Nucleotide（nt 核苷酸）核苷酸）