中心法则DNA的生物合成(复制)DNABiosynthesis，Replication复制(replication)是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。复制的基本规律BasicRulesofDNAReplication复制的高保真性(highfidelity)复制的三个重要特点半保留复制(semi-conservativereplication)双向复制(bidirectionalreplication)半不连续复制(semi-discontinuousreplication)一、半保留复制的实验依据和意义左:MATTHEWMESELSON；右:FRANKLINW.STAHL子链继承母链遗传信息的几种可能方式密度梯度离心密度梯度实验密度梯度离心对假设的支持与否定按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。二、双向复制www.biodiscover.comA.环状双链DNA及复制起始点B.复制中的两个复制叉C.复制接近终止点(termination,ter)大肠杆菌染色质DNA复制的放射性自显影照片真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子的复制。习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子(replicon)。复制子是独立完成复制的功能单位。三、复制的半不连续性www.biodiscover.com顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链。另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链。复制中的不连续片段称为岡崎片段(okazakifragment)。领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。DNA复制的酶学TheEnzymologyofDNAReplication参与DNA复制的物质一、复制的化学反应聚合反应的特点二、DNA聚合酶各种DNA聚合酶的共同三维结构示意图（一）原核生物的DNA聚合酶（一）原核生物的DNA聚合酶功能：对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙进行填补。323个氨基酸DNA-polⅡ（120kD）功能是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。DNA-polⅢ空间结构模型（二）真核生物的DNA聚合酶（二）真核生物的DNA聚合酶三、复制保真性的酶学依据（一）DNA-pol的聚合活性中心可以选择核苷酸（二）DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读1.遵守严格的碱基配对规律；2.聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；3.复制出错时DNA-pol的及时校读功能。四、复制中的分子解链及DNA分子拓扑学变化E.Coli基因图解螺旋酶(helicase)——利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条单链引物酶(primase)——复制起始时催化生成RNA引物的酶单链DNA结合蛋白(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)——在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整解链过程中正超螺旋的形成拓扑异构酶作用特点既能水解、又能连接磷酸二酯键拓扑异构酶Ⅰ五、DNA连接酶DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。DNA生物合成过程TheProcessofDNAReplication（一）复制的起始E.coli复制起始点oriC(1)DnaA蛋白首先解链(2)DnaB蛋白解旋（二）复制的延长复制过程简图辛勤工作中的DNA-polyⅢ模式图原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。哺乳动物的细胞周期•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起动。•复制的起始需要DNA-polα（引物酶活性）和polδ（解螺旋酶活性）参与。还需拓扑酶和复制因子(replicationfactor,RF)。•增殖细胞核抗原(proliferationcellnuclearantigen,PCNA)在复制起始和延长中起关键作用。3染色体DNA呈线状，复制在末端停止。复制中岡崎片段的连接，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。切除引物的两种机制端粒(telomere)正常端粒(telomere)有关端粒对寿命的争论Dolly死于6岁端粒酶(telomerase)发现端粒酶的ElizabethBlackburn端粒酶的工作方式——爬行模型不同细胞中端粒的长短不同逆转录和其他复制方式ReverseTranscriptionandOtherDNAReplicationWays逆转录酶