DNA的复制与修复课件.pptVIP

3DNA的复制与修复;DNA双螺旋结构模型的建立为DNA自我复制机制做了初步解释，即碱基互补——两条链互补，碱基配对——模板式复制。

DNA复制机理的复杂性

D.S.DNA→S.S.DNA能量的供求

构型的变化：超螺旋→线状、开环状

多种酶类的互作→Replisome;复制的准确性（修复，校正）

DNA复制速度（E.coli105bp/min，高速解旋112km/h?）

DNA复制模式不统一（dsDNA、sDNA、LinearDNA….）

DNA复制起始控制机理;3.1DNA复制概述;3.1DNA复制概述;3.1.1DNA复制研究选材;②噬菌体（phage）是研究复制机制的一个重要实验系统。

优点：基因组小，易操作；DNA分子有线形、环形、单链和双链形式，可代表不同类型DNA的复制。如：线型，θ式，D型等复制。

已研究过的典型噬菌体系统：Phageφx174、T4等。;Watson和Crick发表了DNA双螺旋模型之后又发表了DNA半保留复制（semiconservativereplicationmodel）模型，这一建立在碱基互补基础上的机制，为DNA的转录、修复、和分子杂交等奠定了基础。;DNA复制（replication）是在亲代双链DNA分子的每一条链上按碱基互补配对而准确地合成一条新的互补链，结果生成两个与亲代链相同的DNA双链的过程。;在半保留复制模型提出之前，普遍认为“蛋白质和核酸是彼此互补的，DNA自我复制过程是通过核酸和蛋白质的交替合成”。但Watson和Crick认为DNA自我复制时亲本链保持不变，但双链分开，每个亲本链作为复制的模板，子代双链含有一条亲本链和一条新合成的链。这就是DNA复制的半保留模型。;当时人们对半保留模型是持怀疑态度的，因双螺旋模型中存在最大的问题是双链是如何打开的？其所需的能量从何而来？Watson和Crick也承认这是“最大的问题”。

人们为了避开打开双链这个难题，又提出了全保留复制(conservativereplicationmodel)和分散(dispersivemodel)两个模型。;在全保留模型中两条母链彼此结合，恢复原状，新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链。在分散模型中亲代双链被切成双链片段，而这些片段又可作为新合成双链片段的模板，新、老双链片段又以某种方式聚集成“杂种链”。后来通过实验证实其中半保留模型是正确的。;DNA复制的3种假说;3.1.2.1半保留复制;3.1.2.2半保???复制的证据;1958年Meselson和Stahl采用重同位素15N标记DNA，而不用放射性同位素32P和14C。15N会导致DNA分子密度显著增加，这样可通过密度梯度离心将亲本链和子代链区分开来。;将大肠杆菌放在15NH4C1培养基中生长15代，使DNA被15N标记后，再将细菌移到只含有14NH4C1的培养基中培养。分别取0代、1代、2代、3代的细胞，提取DNA，进行密度梯度离心，分辨重链DNA、正常的轻链DNA和包含一条重链和一条轻链的DNA“杂种链”。;离心后从管底到管口DNA分子就停留在与其相当的CsC1密度处，紫外光下可以看到形成的区带。

14N-DNA密度较轻，停留在离管口较近的位置；15N-DNA密度较大停留在较低的位置。;当含有15N-DNA的细胞在14NH4C1培养液中培养1代后，只有一条区带介于14N-DNA与15N-DNA之间。

培养2代后则在14N-DNA区又出现一条带。有等量的“杂种链”和轻链密度。这些结果只与半保留复制模型相符。全保留模型可以排除，但分散模型却不能排除。;Meselson等又将第1代的14N/15N杂种链变性使双链分开，再将变性前后的双链和单链分别进行CsCl密度梯度离心。变性前杂种双链只有一种带，密度为1.717g/cm3，变性后两条单链的密度不同而呈现了两条带，一条为15N带，（1.740g/cm3），另一条为14N带（1.725g/cm3）。作为对照的是从肺炎球菌（S.pneumoniae）中提取的DNA，变性前后都只有一条带，密度为1.700g/cm3。这一结果完全符合半保留复制预期的结果，并否定了全保留模型和分散模型。;按照半保留复制方式培养两代，只能出现14N和14N/15N两种DNA分子，随着代数的增加14N-DNA逐渐增加。而14N-15NDNA区带逐渐减弱。;②Taylor的实验

真核细胞的每条染色单体是由一条DNA双链组成，1958年HerbertTaylar用3H的胸腺嘧啶核苷酸处理蚕豆根尖细胞8小时，然后移入含有秋水仙素而没有标记放射性的培养液中。经标记处理后第一次分裂中期的染色体周围均显示放射性，每个染色体中有一条染色单体被标记，另一条染色单体未被标记。第二次