Mindmap --- DNA 的复制
现代分子生物学 思维导图 — DNA 的复制。
Mindmap
- DNA 的复制
- 复制的起点
- 复制叉
- 刚分开的两条模板链与未复制的双链之间的链接区
- 复制叉以 DNA 分子上某一特定序列为起点，移动的方向和速度多种多样，但以双向等速方式为主
- 原核生物的复制叉的移动速率要比真核生物快的多。
- 复制子
- 即具有一个复制起点，作为一个复制单位的 DNA
- 细菌、病毒和线粒体的 DNA 分子都作为单个复制子完成复制的
- 真核生物基因组可以同时在多个复制起点上进行双向复制；即他们的基因组包含多个复制子
- 原核生物只有一个复制起始点，但复制起始点可以连续发动复制
- 所需的条件
- 原料
- 底物：dNTP
- 模板：解开成单链的 DNA 母链
- 聚合酶：依赖 DNA 的 DNA 聚合酶；简写成 DNA-pol
- 引物：提供 3’-OH 末端使 dNTP 可以依次聚合
- 引物酶：以 DNA 为模板催化合成 RNA 引物
- 其他的梅和蛋白因子
- 基本化学反应
- 核苷酸之间形成 3’，5’- 磷酸二酯键
- 复制的主要方式
- 真核生物：双向等速
- 复制泡：两个靠的很近的复制叉之间形成的空间
- 原核生物
- 大肠杆菌：双向等速
- 枯草杆菌：双向不等速
- R6K 质粒：先单向后双向
- ColE1 质粒：单向
- DNA 的单向复制只在噬菌体和某些质粒中出现
- DNA 的复制特点：
- DNA 复制的调控
- 大肠杆菌染色体 DNA 的复制调控
- 复制起始不依赖于细胞分裂，复制终止则能引发细胞分裂
- 复制调控主体要发生在起始阶段
- dnaA-ADP 复合物
- 非甲基化 GATC-SeqA 复合物
- 对 dam-E.Coli 的研究表明，半甲基化的 OriC 不能发动一轮新的复制
- ColE1 质粒 DNA 的复制调控
- Rop 蛋白和反义 RNA 控制了起始 DNA 复制所必需的引物合成。
- RNA1 通过氢键配对与引物 RNA 前体相互作用，阻止了 RNaseH 加工引物前体，使其不能转化为 有活性的引物而对复制起负调控作用。
- Rop 蛋白能提高 RNA1 与引物前体的相互作用，从而加强了 RNA1 的负调控作用
- 真核生物 DNA 复制的调控
- 细胞生活周期水平调控：DNA 复制只发生在 S 期
- 染色体水平调控：不同部位的复制子按一定的时间顺序在 S 期起始复制
- 复制子水平条调控
- 复制方式：半保留复制
- 以亲代 DNA 分子为模板合成子代 DNA 链的过程
- DNA 的半不连续复制：
- 原因：两条链是反向平行；两条链的复制方向都是 5’-3’
- 亲代两个模板链的极性不同
- DNA 复制方式的证明：
- 全保留复制
- 利用 N15 标记氮源，并用 CsCl 梯度超速离心进行实验排除
- 离散复制
- 在以上实验得到的 DNA 进行变性处理后进行 CsCl 梯度密度超速离心。
- 结果：发现两条分开的条带；说明一条是 15N 标记的，而仍一条链则是 14N 标记的
- 证实了 DNA 复制是半保留复制，而非分散复制
- 半保留复制的意义：
- 子代 DNA 与亲代 DNA 的碱基序列一致，即子代保留子代全部的遗传信息；
- 体现了遗传的保守性
- 遗传的保守性是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的
- DNA 聚合酶的共同点
- 都以 dNTP 为底物
- 都需要 Mg2+ 激活
- 聚合时必须有模板链和具有 3’-OH 末端的引物链
- 链的延伸方向都是 5’ - 3’
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