真核生物DNA复制过程课件

单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,真核生物,DNA,复制过程,Eukaryotic DNA replication process,第四节,真核生物DNA复制过程第四节,1,真核生物与原核生物,DNA,复制的差异：,真核生物复制子多、冈崎片段短、复制叉前进速度慢等,DNA,复制从引发进入延伸阶段发生,DNA,聚合酶转换,切除冈崎片段,RNA,引物的是核酸酶,RNAse H,和,FEN1,等,真核生物与原核生物DNA复制的差异：,2,哺乳动物的细胞周期,DNA,合成期,G,1,G,2,S,M,细胞能否分裂，决定于进入,S,期及,M,期这两个关键点。,G1S,及,G2M,的调节，与蛋白激酶活性有关,蛋白激酶通过磷酸化激活或抑制各种复制因子而实施调控作用,哺乳动物的细胞周期DNA合成期G1G2SM细胞能否分裂，决定,3,真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步启动,复制的起始需要,DNA-pol,（引物酶活性）、,pol,和,pol,参与。还需解螺旋酶活性、拓扑酶和复制因子,(replication factor,RF),一、真核生物复制的起始与原核基本相似,真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性,4,酵母复制起点为,自主复制序列（,autonomously replicating sequences,，,ARS,）,：,酵母染色体含有多个复制起点。,元件,A(,富含,A/T,的共有序列,),：结合一个特异的蛋白质复合物复制起点识别复合物,(ORC),3,个序列,(B1,、,B2,和,B3),可以增加复制起点的效率，其中,B2,的,9,个碱基与上述,ARS,共有序列相同,酵母复制起始点,酵母复制起点为自主复制序列（autonomously rep,5,拓扑异构酶，去除负超螺旋（使解旋酶容易解旋），去除复制叉前方产生的正超螺旋,Tol,和,Tol,DNA,双螺旋解链，参与组装引发体,DNA,解旋酶,连接冈崎片段,DNA,连接酶,核酸酶，切除,RNA,引物,RNAse H,核酸酶，切除,RNA,引物,FEN1,DNA,复制，核苷酸切除修复，碱基切除修复,Pol,/,合成,RNA-DNA,引物,Pol,/,引发酶,有依赖,DNA,的,ATPase,活性，结合于引物,-,模板链，激活,DNA,聚合酶，,促使,PCNA,结合于引物,-,模板链,RFC,激活,DNA,聚合酶和,RFC,的,ATPase,活性,PCNA,单链,DNA,结合蛋白，激活,DNA,聚合酶，使解旋酶容易结合,DNA,RPA,功 能,蛋白质,真核,DNA,复制叉主要蛋白质的功能,拓扑异构酶，去除负超螺旋（使解旋酶容易解旋），去除复制叉前方,6,现在认为,pol,主要催化合成引物，然后迅速被具有连续合成能力的,DNA pol,和,DNA pol,所替换，这一过程称为聚合酶转换。,DNA pol,负责合成后随链，,DNA pol,负责合成前导链。,二、真核生物复制的延长发生,DNA,聚合酶转换,现在认为pol 主要催化合成引物，然后迅速被具有连续合成能,7,前导链：出现在引发后期,后随链：发生于每个冈崎片段合成之际,发生,DNA,聚合酶转换的原因是,Pol,不具备持续合成能力,DNA,聚合酶转换的,关键蛋白是,RFC,DNA,聚合酶,/,转换,前导链：出现在引发后期DNA聚合酶/转换,8,真核,DNA,聚合酶转换和后随链合成,真核DNA聚合酶转换和后随链合成,9,3,5,5,3,前导链,3,5,3,5,亲代,DNA,后随链,引物,核小体,三、真核生物,DNA,合成后立即组装成核小体,3553前导链3535亲代DNA后随链引物核,10,染色体,DNA,呈线状，复制在末端停止,复制中冈崎片段的连接，复制子之间的连接,染色体两端,DNA,子链上最后复制的,RNA,引物，去除后留下空隙,四、端粒酶参与解决染色体末端复制问题,染色体DNA呈线状，复制在末端停止四、端粒酶参与解决染色体末,11,切除引物的两种机制,切除引物的两种机制,12,线性,DNA,复制一次端粒缩短,线性DNA复制一次端粒缩短,13,5,3,3,5,5,3,3,5,+,5,3,3,3,3,5,5,53355335+5333355,14,端粒（,telomeres,）由富含,TG,的重复序列组成,人的端粒重复序列为,5-(TnGn)x-3,这些重复序列多为双链，但每个染色体的,3,端比,5,端长，形成单链,ssDNA,。这一特殊结构可解决染色体末端复制问题,端粒（telomeres）由富含TG的重复序列组成,15,组成：,端粒酶,RNA(human telomerase RNA,hTR),端粒酶协同蛋白,(human telomerase associated protein 1,hTP1),端粒酶逆转录酶,(human telomerase reverse transcriptase,hTRT),端粒酶,(telomerase),组成：端粒酶(telomerase),16,端粒酶（,telomerase,）,是一种核糖核蛋白（,RNP,），由,RNA,和蛋白质组成,端粒酶以自己的,RNA,组分作为模板，以染色体的,3,端,ssDNA,（后随链模板）,为引物，将端粒序列添加于染色体的,3,端。这些新合成的,DNA,为单链,端粒酶（telomerase）是一种核糖核蛋白（RNP），由,17,端粒酶催化作用的爬行和端粒的延长过程,端粒酶催化作用的爬行和端粒的延长过程,18,真核所有染色体,DNA,复制仅仅出现在细胞周期的,S,期，而且只能复制一次,五、真核生物染色体,DNA,在每个细胞周期中只能复制一次,真核所有染色体DNA复制仅仅出现在细胞周期的S期，而且只能复,19,前复制复合物在,G1,期形成而在,S,期被激活,真核细胞,DNA,复制的起始分两步进行，即复制基因的选择和复制起点的激活,复制基因（,replicator,）是指,DNA,复制起始所必需的全部,DNA,序列,前复制复合物在G1期形成而在S期被激活复制基因（replic,20,ORC,至少募集两种解旋酶加载蛋白,Cdc6,和,Cdt1,复制起点识别复合物（,origin,recognition complex,，,ORC,）识别并结合复制基因,三种蛋白质一起募集真核细胞解旋酶,Mcm2-7,前复制复合物（,pre-RC,）的形成,ORC至少募集两种解旋酶加载蛋白Cdc6和Cdt1复制起点识,21,pre-RC,的激活和组装真核,DNA,复制叉,pre-RC的激活和组装真核DNA复制叉,22,激活,pre-RC,，以起始,DNA,复制,抑制形成新的,pre-RC,CDK,控制,pre-RC,的形成和激活,真核细胞通过依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶（,cyclin-dependent kinases,，,CDK,）严格控制,pre-RC,的形成和激活,Cdk,功能：,激活pre-RC，以起始DNA复制CDK控制pre-RC的形,23,D-,环复制（,D-loop replication,）是线粒体,DNA,的复制形式,六、真核生物线粒体,DNA,按,D,环方式复制,dNTP,DNA-pol,D-环复制（D-loop replication）是线粒体D,24,