2011 分子生物学 第三章(2)

分子生物学课件

3.3 DNA replication model

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新起始方式（ 3.3.1 新起始方式（de novo initiation） ） 复制叉式（ 或 复制叉式（replication fork） ）

starting point → RNA primer → transcription activation → leading strand → fork → lagging strand ( Cairns model , θform, theda form) Eukaryote(500-5000bp/min)

multiple replicon

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primer

S.S. DNA virus

M13+

( DNA聚合酶不能发动子链 聚合酶不能发动子链DNA的复制起始 ) 聚合酶不能发动子链 的复制起始

RF

+

M13 无M13 RF

E.coli [Rif s ]

Rifampin

E.coli [Rif S ] + M13 E.coli [ Rif R ]

Rifampin

Rifampin

有M13 RF

M13

有M13 RF

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Conclusion

Rifampin inhibitor of E.coli RNA polymerase the formation of M13 RF require RNA polymerase synthesize a fragment of RNA as a primer RF was initiated and RNA primer was finished, the inhibition of Rifampin didn’t exist.

The first evidence supporting RNA priming

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DNA复制的转录激活 (transcriptional activation） DNA复制的转录激活

RNA polymerase [ Rif S ]

origin

10 Nt RNA primer for leading Strand

dnaG

primase [ Rif

R

] for lagging Strand

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Synthesis of progeny strand in lagging DNA

ppp primosome

DNA polymerase III

RNA as primer

ppp

DNA polymerase I

DNA ligase

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Conclusion RNApol (RNA polymerase) [ Rif

S

]

Synthesize primer for leading strand Start transcription activation of DNA replication

dnaG (primase) [Rif R ]

Synthesize primer for lagging strand Lagging behind leading strand as an Okazaki fragment Finished 10±Nt RNA primer ± DNA extension by DNA pol Ⅲ DNA pol I degrade RNA primer and synthesize DNA behind nick 连接酶 (ligase）ligate Okazaki and dUMP fragments ）

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3.3.2 共价延伸方式 （covalence elongation） ） 或滚环方式 （rolling circle） ） D.S. DNA

→ Nick → leading Strand →Elongation → rolling → Lagging Strand

(δform, delta form)

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3.3.3 置换式

（Displacement form） ） D.S. DNA

→ S.S. DNA as template → New S.S. DNA → Displacement → D-Loop

In mitochondrial DNA also in chloroplast DNA

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De-coiling of DNA franking replication fork

E.coli C / genome = 4.2 X 106 bp 30-40’ / one replication 10 bp / one helix turn 84000 bp 解旋 / 分 ( 8400 rpm ! 高速离心机 ) 能量？ 能量？

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DNA Helicase (DNA 解旋酶） 解旋酶） ATpase活性，解除 1氢键 ／水解 活性， 活性 氢键 水解2ATP DNA topoisomerase I DNA的单链瞬间断裂 的单链瞬间断裂 （transient single-strand break） ） 缓解高速旋转 缓解高速旋转 DNA topoisomerase II DNA的双链瞬间断裂 的双链瞬间断裂 （transient double-strand break） ） 缓解高速解旋时， 缓解高速解旋时，DNA双链的相互缠绕 高速解旋时 双链的相互缠绕 产生负超消除复制叉移动时产生的正超 产生负超消除复制叉移动时产生的正超 负超消除复制叉移动时产生的

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Replisome

Top I , Top II Helicase (rep protein)

复 制 体

Single Strand Binding p

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