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2.1.3 DNA的复制在线视频

2.1.3 DNA的复制

下一节:2.1.4 端粒及端粒酶

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2.1.3 DNA的复制课程教案、知识点、字幕

前面我们讲过

生命的遗传实际是

遗传物质DNA复制后

将遗传信息传递给子代的过程

接下来我将要介绍DNA复制

这个有趣的过程

Watson和Crick

在提出DNA双螺旋模型的时候

就对DNA的复制进行了探讨

其具有下面三个特性

第一DNA复制为半保留式

也就是说复制后的DNA双链中

仅有一条是新的DNA链

而另外一条是原来的模板链

第二在复制过程中

不同的模板链之间是不同的

有一条是连续的进行从一开始

到最后是连续进行的

而另外一条则是不连续的

第三DNA的复制遵循着

AT、GC碱基互补配对的原则

1958年Meselson和Stahl

为DNA半保留复制提供了一个

经典的验证实验

他们是怎么来做的呢

他们使用了同位素标记的氮源

先将细菌接到

带有氮15的培养基中

经过一段时间的培养后

每个细胞中DNA上的氮原子

都会被N15所标记

然后他们将这些细菌

转回到正常的N14培养基中

在不同的时间点获取细菌样品

提出DNA进行分析

因为N14和N15的区别

可以通过氯化铯密度梯度离心

对这些DNA进行区分

不带有N15的DNA比较轻

离心后可以位于离心管的上方

而带有N15的DNA较重

从而沉降到了离心管的底部

如果是一半的DNA被标记了

那么它们就会沉降到中间的位置

这个是我们根据半保留复制模型

所能推测出来的结果

那么实际上是不是这样呢

他们俩的实验结果非常漂亮的展现了

和我们推测一样的结果

从而为半保留复制

提供了强有力的证据

在DNA复制的过程中

两条链都将会被用作模板进行复制

在DNA上存在特有的

复制起始位点

可以双向进行

两条链的复制方式是不一样的

这是因为DNA聚合酶

它只能单向催化5’到3’方向的反应

复制过程中有一条链将会被连续合成

成为前导链

另外一条称为滞后链

滞后链的合成必须通过先合成

较短的DNA片段

或者称为冈崎片段

再通过DNA连接酶

连接成完整的单链

DNA聚合酶

是一个很有意思的酶

它也是一个很大的酶

其中包括了很多个

蛋白链的多聚复合物

它包括有催化亚基

校对亚基、滑移固定亚基等多种组分

可以催化形成磷酸二酯键

它只能将四种不同的

脱氧核苷三磷酸(dNTP)

dNTP连接到

多核苷酸链的游离的

3’碳原子的羟基上

DNA聚合酶不能发动新链的合成

而只能催化已有链的延长反应

此外

它还具有很强的纠错能力

DNA复制时

核苷酸是如何被加入的呢

聚合酶在已有DNA链的基础上

通过碱基互补配对原则

当正确的核苷酸和它结合以后

就可以催化磷酸二酯键的形成

从而在后面加入一个

新的脱氧核糖核苷酸

DNA的复制过程可以

人为的分成几个部分

第一打开DNA双螺旋链

第二生成RNA引物

第三合成互补链

第四去除引物

以及连接冈崎片段

接下来我将对上述

复制过程中的每一步

进行详细的一个介绍

第一步形成DNA复制叉

解旋酶将双链打开

单链附着蛋白使单链稳定

在第二步需要生成RNA引物

DNA聚合酶III的

一个重要特征是其只能向一条

已经配对的DNA单链上

添加核苷酸

因此DNA聚合酶

不能合成一条新链上最初的

几个核苷酸

另外一种酶

也就是被称作引物酶的RNA聚合酶

它可以合成RNA引物

也就是我们说的primer

primer是一个长度大约为10个核苷酸的

RNA序列

它可以与DNA进行互补

DNA聚合酶III

可以识别这个引物

通过向其增加核苷酸而构筑新链

在第三步合成互补链的过程中

DNA聚合酶III二聚体

与复制叉结合

DNA的复制有两种机制

一种是连续的合成

一种是不连续的合成

前导链与聚合酶的一半结合

而滞后链必须反转

才能与另一半结合

DNA聚合酶III在两条母链上

同步前进

也就使得每条单链上的

互补序列可以同时形成

滞后链的合成实际上是分段进行的

冈崎片段也就是Okazaki fragment

在真核细胞中大概长度

为100至200个核苷酸

而在原核细胞中则长达

1000至2000个核苷酸

每一个冈崎片段都是由

DNA聚合酶III按照

5’到3’的方向合成

由接近复制叉口方向开始合成

以后逐渐背离

而最后一步是DNA聚合酶I

去除了之前所生成的RNA引物

然后用DNA取代

然后用DNA连接酶

可以将冈崎片段连接起来

为了保证遗传的稳定性

DNA的复制过程必须是

高度保真

很少发生错误的

在接下来的课程中我们可以看到

DNA中如果发生了错误

将会造成非常严重的遗传疾病

那么这个问题是

DNA在复制过程中是如何避免

或者尽量减少错误的发生的呢

其中一个机制是来源于

DNA聚合酶的自身所带的

叫“校读能力”

也就是说

DNA聚合酶在复制的过程中

会对新加入的DNA进行校正

一旦发现了错误

会马上停止复制

在去除掉错误的核苷酸后

然后再加入正确的核苷酸

从而保证新合成的DNA链

和它的母链是一致的

普通生物学课程列表:

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

2.1.3 DNA的复制笔记与讨论

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