第四章DNA的复制

5 3
串联重复序列 反向重复序列
3 5
· · · TGTGGATTA-‖-TTATACACA-‖-TTTGGATAA-‖-TTATCCACA
58
66
166
174
201
209
237
245
E. coli复制起始点 oriC
目录
引发体和引物
Dna B、 Dna C Dna A 5 3
引物 酶
进行解链，进行的是单点起始双向复制。
复制中的放射自显影图象
目录
3. 半不连续复制
3
前导链 (leading strand)
5 3
解链方向
后随链 (lagging strand)
5
目录
顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的， 这股链称为前导链(leading strand) 。
另一股链因为复制的方 A C T G G
T C C A T G A C G G T G A C C
C C A C T G G
G G T G A C C
AT GC GC TA AT CG TA GC CG CG AT CG TA GC GC
+
AT GC GC TA AT CG TA GC CG CG AT CG TA GC GC
氢键，使DNA双链解开成为两条单链。
单链DNA结合蛋白(single stranded DNA binding
protein, SSB) ——在复制中维持模板处于单链状
态并保护单链的完整。
目录
复制起始点附近区域的DNA双链解开成为两条单链。
SSB
解链方向 解螺旋酶
目录
DNA拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态、理顺DNA链

• DNA的解链过程，首先在拓扑异构酶I的作 用下解开负超螺旋，并与解链酶共同作 用，在复制起点处解开双链，一旦局部解 开双链，就必须有SSB蛋白来稳定解开的 单链，接着由引发酶等组成的引发体迅速 作用于两条单链DNA。 • 不论是前导链还是滞后链，都需要一段 RNA引物以开始子链DNA合成。
• 冈崎片段与半不连续复制 由于DNA双螺旋的两条是反向平行的，因此在复制 叉附近解开的DNA链一条是5’-3’方向，另一条是 3’-5’方向，决定了前导链的复制是连续的，而滞 后链的复制是不连续的。因此称为DNA的半不连续 复制。 冈崎片段 在DNA不连续复制过程中，沿着后随 链的模板链合成的新DNA片段。随后共价连接成完 整的单链。其长度在真核与原核生物当中存在差 别，真核冈崎片段长度约为100～200核苷酸残 基，而原核为1000～2000核苷酸残基。
末端长度可变
A typical telomere has a simple repeating structure with a G-T-rich strand that extends beyond the C-A-rich strand. The G-tail is generated by a limited degradation of the C-A-rich strand.
The rolling circle replicates DNA
Phage λ
A rolling circle appears as a circular molecule with a linear tail by electron microscopy.
某种蛋白质介入而在真正的末端启动复制
真核细胞中DNA的复制调控
• 真核细胞中DNA复制有3个水平的调控 （1）细胞生活周期水平的调控 即决定细胞停 留在G1期还是S期，许多外部因素和细胞因子 参与限制点的调控。 （2）染色体水平的调控 决定不同染色体或同一 染色体不同部位的复制子按一定的顺序在S期 起始复制 （3）复制子水平调控 决定复制的起始与否

(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-Conservation Replication
Source:M. Meselson and F. W. Stahl, Sciences 44:675, 1958.
半半保保留留复复制制-小结
DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为 模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代 细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则 完全重新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。 这种复制方式称为半保留复制。
RNA引物的形成
DNA链合成及延长
复制的终止
• RNApol (RNA polymerase)
[Rif S ]
完成对先导链引物的合成
实现DNA复制的转录激活起始
起
• dnaG (primase) [Rif R]
始
完成对后随链引物的合成
较先导链的启动落后一个Okazaki片断
• 完成10±NtRNA引物合成后.
遗传物质的基本属性：基因的自我复制 基因的突变 控制性状的表达
DNA复制
亲代双链DNA分子在DNA聚合酶的作用下， 分别以每 条 单链DNA分子为模板，聚合与 自身碱基可以互补配对的游离的dNTP,合 成出两条与亲代DNA分子完全相同的子代 DNA分子的过程。 主 要 包 括 引 发 、 延 伸 、 终止三个阶段。
复制发动温度敏感突变型（慢停突变） 42℃不能发动DNA复制、但可完成DNA延伸
37 ℃, 5 ci / mM H3-T , 6min
37 ℃, 52 ci / mM H3-T , 6min

《DNA的复制》说课稿各位老师：大家好，我今天说课的题目是苏教版高中生物必修2第四章第二节”DNA复制”这部分内容，接下来我就从以下几个方面来说说这一节课。

一、说教材1．教材地位和作用《DNA的复制》这一部分内容是第二章的重点内容之一。

DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。

“DNA的复制”一课时，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。

具体内容有：复制的概念、时间、场所、条件、过程、特点、意义。

学好这一课时，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。

二、说教学目标1．根据大纲要求和学生的实际，我确定了以下教学目标：（1）知识目标：1、记住DNA复制的概念2、简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。

3、知道DNA复制在遗传上的意义（2）能力目标：１.通过介绍Meselson、stehl的试验，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。

2.通过引导学生观察生活中复印和DNA复制的比较，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。

（3）情感目标通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。

2．教学重点、难点（1）教学重点：DNA复制的条件、过程及特点。

（2）教学难点：DNA复制的过程，特别是半保留复制。

3．教材处理及课时安排根据教材的重难点以及学生的实际情况，本节内容只安排一个课时。

教学顺序是“推测－实验证据－复制过程”进行。

三、说教法结合教材的特点和学生实际，本课时主要采用启发式教学法，结合直观、比较、讨论、探究等教学方法。

通过教师的引导，从知识的发生过程入手，教师把教材中的科学活动过程充分展开，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结，使学生在教学活动中初步学会科学研究的一般方法，即发现问题——提出假说——试验验证——得出结论，培养学生的合作、探索的精神，发展学生的思维能力，为学生铺设符合知识规律的思维轨道。