DNA的复制

这是一个关于DNA的复制的思维导图，DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程，从一个原始DNA分子产生两个DNA分子的生物学过程。以下是关于DNA复制的详细概述。

DNA的复制

• 一.DNA半保留复制
  • 1.定义:由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一 条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保 留复制。
  • 2.生物学意义:保证亲代的遗传特征完整无误的传递给子代，体现了遗 传的保守性。
  • 3.实验证据
• 二.DNA复制有关概念
  • 复制子
    • 1.定义：基因组中能独立进行复制的单位
    • 2.特点
      • 1.一个细胞周期中，每个复制子只启动一次
      • 2. 每个复制子都有控制复制开始的复制起点(origin)以及终止复制的终点(terminus)
      • 3.任何起点和终点之间的序列都作为复制子的一部分参与复制
    • 3.原核生物
      • 1.基因组仅一个复制子
      • 2.细菌内的质粒是一个自主复制的环状DNA基因组，构成一个独立的复制子
    • 4.真核生物
      • DNA分子上有多个复制子
  • 复制原点
    • DNA复制固定起始点。缩写Ori，富含A、T.
  • 复制终止点
    • 控制DNA复制终止位点
  • 复制叉
    • 参与复制的DNA分子上有两个区域，未复制的区域由亲代DNA组成，已复制的区域由两条子代链组成。 复制正在发生的位点叫做复制叉(replication fork)或生长点(growing point)
  • 复制方向
    • 一.双向复制
      • 大部分原核和真核生物，双向等速
    • 二.单向复制
      • 某些环状DNA
    • 三.相向复制
      • 某些线性DNA病毒（腺病毒）
  • 复制方式
    • 环状双链DNA
      • 双向复制
        • θ型复制
      • 单向复制
        • 滚型复制
        • D环复制
• 三.DNA复制有关物质
  • 1.模版：DNA的两条链为模板链。
  • 2.DNA拓扑异构酶:消除DNA解链过程中所产生的扭曲力。
  • 3.解螺旋酶：协助在复制起点上解开双螺旋。
  • 4.单链结合蛋白（SSB蛋白）:稳定已被解开的DNA单链，阻止复性和保护单链不被核酸酶降解。
  • 5.引物合成酶（引发酶）：以DNA为模版合成一段RNA，是以DNA为模版的RNA聚合酶。
  • 6.RNA引物（Primer）:这段RNA作为合成的引物
  • 7.原料：四种脱氧核苷三磷酸（dATP dGTP dCTP dTTP）
  • 8.DNA聚合酶：以DNA为模版的DNA合成酶（有纠错功能）
  • 9.DNA连接酶：半不连续复制产生的缺口或修复过程产生的切口连接
• 四.DNA复制过程
  • 解链
    • 起始复合物形成
      • DnaA：识别起点序列，并在起点特异位置解开双链的一种蛋白质
      • 大约20~40个Dna A蛋白各带一个ATP结合在此位点上并聚集在一起， DNA缠绕其上，形成起始复合物
    • 参与的酶和蛋白
      • DNA拓扑异构酶
        • Ⅰ型
          • 切开双链中的一股，使DNA不致打结， 切口的3'端可通过自由转动一周再与5'端磷酸连接， 不需ATP
        • Ⅱ型
          • 切断处于超螺旋状态中双股链中的某个部位， 通过切口使超螺旋松弛， 利用ATP使DNA恢复复制所要求的负超螺旋状态。
      • 解螺旋酶DnaB
      • 单链结合蛋白（SSB）
  • 引发
    • 引物合成酶（引发酶）
      • 以DNA为模版合成的一段RNA,是以DNA为模版的RNA聚合酶
    • RNA引物（Primer）
      • 这段RNA作为合成的引物
  • 延伸
    • DNA的半不连续复制
      • 定义：DNA复制时其中一条子链的合成是连续的， 另一条是不连续的
      • 前导链：合成方向与复制叉移动方向一致并连续合成
      • 后随链：合成方向与复制叉移动相反
      • 冈崎片段：滞后链断续合成不连续的短片段
    • 延伸参与的酶
      • DNA聚合酶
        • 原核
        • 真核
  • 终止（以E.coil为例）
    • 终止发生区域
      • 复制终止点
      • 终止结合蛋白（Tus）可与终止子结合
    • 终止发生事件
      • 1.复制叉移动，遇到Ter终止子序列，Ter-Tus 复合物阻止复制叉移动
      • 2.DNA拓扑异构酶IV作用使复制叉解体
      • 3.DNA聚合酶进行缺口补充
      • 4.连环体DNA在拓扑异构酶(Type lI topoisomerases)的作用下， 使两双链DNA分开
    • 终止后的事情
      • 1.切除DNA引物
      • 2.填补缺口
      • 3.连接相邻的DNA片段