真核生物DNA復(fù)制過程課件

真核生物DNA復(fù)制過程EukaryoticDNAreplicationprocess第四節(jié)真核生物DNA復(fù)制過程第四節(jié)1真核生物與原核生物DNA復(fù)制的差異：真核生物復(fù)制子多、岡崎片段短、復(fù)制叉前進(jìn)速度慢等DNA復(fù)制從引發(fā)進(jìn)入延伸階段發(fā)生DNA聚合酶轉(zhuǎn)換切除岡崎片段RNA引物的是核酸酶RNAseH和FEN1等真核生物與原核生物DNA復(fù)制的差異：2哺乳動(dòng)物的細(xì)胞周期DNA合成期G1G2SM細(xì)胞能否分裂，決定于進(jìn)入S期及M期這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。G1→S及G2→M的調(diào)節(jié)，與蛋白激酶活性有關(guān)蛋白激酶通過磷酸化激活或抑制各種復(fù)制因子而實(shí)施調(diào)控作用哺乳動(dòng)物的細(xì)胞周期DNA合成期G1G2SM細(xì)胞能否分裂，決定3真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子復(fù)制。復(fù)制有時(shí)序性，即復(fù)制子以分組方式激活而不是同步啟動(dòng)復(fù)制的起始需要DNA-polα（引物酶活性）、polδ和polε參與。還需解螺旋酶活性、拓?fù)涿负蛷?fù)制因子(replicationfactor,RF)

一、真核生物復(fù)制的起始與原核基本相似真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子復(fù)制。復(fù)制有時(shí)序性4酵母復(fù)制起點(diǎn)為自主復(fù)制序列（autonomouslyreplicatingsequences，ARS）：酵母染色體含有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。元件A(富含A/T的共有序列)：結(jié)合一個(gè)特異的蛋白質(zhì)復(fù)合物──復(fù)制起點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物(ORC)

3個(gè)序列(B1、B2和B3)可以增加復(fù)制起點(diǎn)的效率，其中B2的9個(gè)堿基與上述ARS共有序列相同酵母復(fù)制起始點(diǎn)酵母復(fù)制起點(diǎn)為自主復(fù)制序列（autonomouslyrep5拓?fù)洚悩?gòu)酶，去除負(fù)超螺旋（使解旋酶容易解旋），去除復(fù)制叉前方產(chǎn)生的正超螺旋TolⅠ和TolⅡDNA雙螺旋解鏈，參與組裝引發(fā)體DNA解旋酶連接岡崎片段DNA連接酶Ⅰ核酸酶，切除RNA引物RNAseH核酸酶，切除RNA引物FEN1DNA復(fù)制，核苷酸切除修復(fù)，堿基切除修復(fù)Pol

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合成RNA-DNA引物Pol

/引發(fā)酶有依賴DNA的ATPase活性，結(jié)合于引物-模板鏈，激活DNA聚合酶，促使PCNA結(jié)合于引物-模板鏈RFC激活DNA聚合酶和RFC的ATPase活性PCNA單鏈DNA結(jié)合蛋白，激活DNA聚合酶，使解旋酶容易結(jié)合DNARPA功能蛋白質(zhì)真核DNA復(fù)制叉主要蛋白質(zhì)的功能拓?fù)洚悩?gòu)酶，去除負(fù)超螺旋（使解旋酶容易解旋），去除復(fù)制叉前方6現(xiàn)在認(rèn)為polα主要催化合成引物，然后迅速被具有連續(xù)合成能力的DNApolδ和DNApolε所替換，這一過程稱為聚合酶轉(zhuǎn)換。DNApolδ負(fù)責(zé)合成后隨鏈，DNApolε負(fù)責(zé)合成前導(dǎo)鏈。二、真核生物復(fù)制的延長發(fā)生DNA聚合酶轉(zhuǎn)換現(xiàn)在認(rèn)為polα主要催化合成引物，然后迅速被具有連續(xù)合成能7前導(dǎo)鏈：出現(xiàn)在引發(fā)后期后隨鏈：發(fā)生于每個(gè)岡崎片段合成之際發(fā)生DNA聚合酶轉(zhuǎn)換的原因是Pol

不具備持續(xù)合成能力DNA聚合酶轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵蛋白是RFCDNA聚合酶

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轉(zhuǎn)換前導(dǎo)鏈：出現(xiàn)在引發(fā)后期DNA聚合酶/轉(zhuǎn)換8真核DNA聚合酶轉(zhuǎn)換和后隨鏈合成真核DNA聚合酶轉(zhuǎn)換和后隨鏈合成93

5

5

3

前導(dǎo)鏈3

5

3

5

親代DNA后隨鏈引物核小體三、真核生物DNA合成后立即組裝成核小體3553前導(dǎo)鏈3535親代DNA后隨鏈引物核10染色體DNA呈線狀，復(fù)制在末端停止復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連接染色體兩端DNA子鏈上最后復(fù)制的RNA引物，去除后留下空隙四、端粒酶參與解決染色體末端復(fù)制問題染色體DNA呈線狀，復(fù)制在末端停止四、端粒酶參與解決染色體末11切除引物的兩種機(jī)制切除引物的兩種機(jī)制12線性DNA復(fù)制一次端?？s短線性DNA復(fù)制一次端粒縮短135

3

3

55

3

3

5+5

3

3

3

3

5

5

53355335+533335514端粒（telomeres）由富含TG的重復(fù)序列組成人的端粒重復(fù)序列為5’-(TnGn)x-3

這些重復(fù)序列多為雙鏈，但每個(gè)染色體的3’端比5

端長，形成單鏈ssDNA。這一特殊結(jié)構(gòu)可解決染色體末端復(fù)制問題端粒（telomeres）由富含TG的重復(fù)序列組成15組成：端粒酶RNA(humantelomeraseRNA,hTR)端粒酶協(xié)同蛋白(humantelomeraseassociatedprotein1,hTP1)端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(humantelomerasereversetranscriptase,hTRT)

端粒酶(telomerase)組成：端粒酶(telomerase)16端粒酶（telomerase）是一種核糖核蛋白（RNP），由RNA和蛋白質(zhì)組成端粒酶以自己的RNA組分作為模板，以染色體的3’端ssDNA（后隨鏈模板）為引物，將端粒序列添加于染色體的3端。這些新合成的DNA為單鏈端粒酶（telomerase）是一種核糖核蛋白（RNP），由17端粒酶催化作用的爬行和端粒的延長過程端粒酶催化作用的爬行和端粒的延長過程18真核所有染色體DNA復(fù)制僅僅出現(xiàn)在細(xì)胞周期的S期，而且只能復(fù)制一次五、真核生物染色體DNA在每個(gè)細(xì)胞周期中只能復(fù)制一次真核所有染色體DNA復(fù)制僅僅出現(xiàn)在細(xì)胞周期的S期，而且只能復(fù)19前復(fù)制復(fù)合物在G1期形成而在S期被激活真核細(xì)胞DNA復(fù)制的起始分兩步進(jìn)行，即復(fù)制基因的選擇和復(fù)制起點(diǎn)的激活復(fù)制基因（replicator）是指DNA復(fù)制起始所必需的全部DNA序列前復(fù)制復(fù)合物在G1期形成而在S期被激活復(fù)制基因（replic20ORC至少募集兩種解旋酶加載蛋白Cdc6和Cdt1復(fù)制起點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物（origin

recognitioncomplex，ORC）識(shí)別并結(jié)合復(fù)制基因三種蛋白質(zhì)一起募集真核細(xì)胞解旋酶Mcm2-7前復(fù)制復(fù)合物（pre-RC）的形成ORC至少募集兩種解旋酶加載蛋白Cdc6和Cdt1復(fù)制起點(diǎn)識(shí)21pre-RC的激活和組裝真核DNA復(fù)制叉pre-RC的激活和組裝真核DNA復(fù)制叉22激活pre-RC，以起始DNA復(fù)制抑制形成新的pre-RCCDK控制pre-RC的形成和激活真核細(xì)胞通過依賴細(xì)胞周期蛋白的蛋白激酶（cyclin-dependentkinases，CDK）嚴(yán)格控制pre-RC的形成和激活Cdk