dna復制是半保留式的-文庫吧
2025-04-11 08:46 本頁面
【正文】 ， 可以確定復制叉的一個 “ 杈 ” （ 前導鏈 ）是沿 5ˊ 3ˊ 方向連續(xù)合成的 ， 而另一條鏈 （ 滯后鏈 ） 是通過崗崎片段方式不連續(xù)合成的 。 連續(xù)和不連續(xù)合成的結合使得復制叉整體向一個方向延伸 。 DNA聚合酶 III同時催化兩條鏈的合成 崗崎片段 復制叉移動方向 先導鏈 滯后鏈 DNA聚合酶 III同時催化兩條鏈的合成 前導鏈和滯后鏈的合成 每個崗崎片段的合成開始于一個 RNA引物 不連續(xù)合成解釋了滯后鏈是怎樣合成的 ， 但不能解釋每個崗崎片段是怎樣開始合成的 。 DNA聚合酶 III不能從頭開始進行聚合反應 ， 它只能將核苷酸加到已有的多核苷酸鏈上 。 所以為了合成滯后鏈 ， 需要在復制叉處合成一系列的短的 RNA引物 。每個 RNA引物都是與滯后鏈模板部分互補的 ， 而且在 DNA聚合酶 III催化下從引物 3ˊ端延伸形成崗崎片段 。 RNA引物是通過 引發(fā)酶 合成的 ， 引發(fā)酶 是一個稱為 引發(fā)體的大的復合物 中的成分 ， 引發(fā)體還包括使 DNA解旋的 解旋酶和其它的一些輔助蛋白 。 引發(fā)酶每秒鐘催化一個大約長 10個核苷酸的 RNA引物的合成 。 由于復制叉移動的速度大約為每秒 1000個核苷酸 ， 所以大約每 1000個核苷酸就要合成一個 RNA引物 。 DNA pol I切去 RNA引物，并使崗崎片段延伸 DNA pol I 識別并結合于新 DNA鏈的 3ˊ端和下一個 RNA引物之間的切口 。 然后 5ˊ→ 3ˊ外切酶活性催化第 1個 RNA核苷酸水解 ， 而 5ˊ→ 3ˊ聚合酶活性將一個脫氧核苷酸加到新 DNA鏈的 3ˊ端 ， 這種同時降解和合成的過程稱為 切口平移 。 通過這種方式 ， 使得切口沿滯后鏈移動 。 在完成切去RNA引物和填充 RNA引物切去后的空缺后 ， DNA pol I 脫離DNA， 留下了被一個切口 （ 一個磷酸二酯鍵的空 ） 分開的雙鏈 DNA。 最后在 DNA連接酶 催化下 ， 一個崗崎片段的 3ˊ末端和另一個崗崎片段的 5ˊ磷酸基團之間形成一個磷酸二酯鍵 ， 完成了兩個崗崎片段的合成 。 引發(fā)體 引物酶 DNA聚合酶 III DNA聚合酶 I DNA連接酶 滯后鏈 前導鏈 單鏈結合蛋白 解旋酶 復制叉移動需要多蛋白復合體 復制叉的移動除了需要用于聚合反應的 DNA pol III以外，至少還需要四種其它蛋白質。其中主要的蛋白是 解旋酶、拓撲異構酶、單鏈結合蛋白和 DNA引發(fā)酶（也稱為引物合成酶） 。 解旋酶 ： 是個需要 ATP的酶 ， 該酶剛好在移動的復制叉的前面沿著單鏈 DNA滑動 。 酶是 DnaB， 它是一個與引發(fā)體中的引發(fā)酶緊密聚合的蛋白質 。 DnaB使復制叉前面的雙螺旋 DNA解旋 ，解旋過程是與核苷三磷酸水解過程相偶聯(lián)的 。 拓撲異構酶 I和 II： 是用來將解旋酶作用后產生的扭轉張力釋放掉 。 DNA快速解旋在復制叉處形成超螺旋頭部 。 拓撲異構酶 I是切斷 DNA中的一條鏈 ， 使 DNA旋轉 ， 而拓撲異構酶 II可以切斷 DNA的兩條鏈 。 單鏈結合蛋白 （ SSB） ：其 作用是當解旋酶作用后 ， 它可以防止解開的螺旋恢復原來狀態(tài) 。 它對單鏈 DNA有非常高的親和性 ， 在滯后鏈合成的開始需要單鏈結合蛋白 ， 螺旋解旋后 ， 前導鏈可以連續(xù)合成時就不需要這種蛋白了 。 DNA引發(fā)酶： 這個酶沿著滯后鏈在有規(guī)則的間隔內合成短的 RNA引物 。 然后通過 DNA pol III在引物的 3ˊOH端沿著 5ˊ3ˊ方向合成崗崎片段 。 RNA引物可以被 DNA pol I除去 ， 然后用互補的脫氧核苷酸填上 。 在復制起點處前導鏈合成開始時也需要引發(fā)酶 。 DNA連接酶（ 1967年發(fā)現(xiàn)） ： 若雙鏈 DNA中一條鏈有切口，一端是 3’ OH，另一端是 5‘ 磷酸基，連接酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連接。 但是它不能將兩條游離的 DNA單鏈連接起來。 大腸桿菌和其它細菌的 DNA連接酶要求 NAD+提供能量，在高等生物和噬菌體中，則要求 ATP提供能量。 T4噬菌體的 DNA連接酶 不僅能在模板鏈上連接 DNA和 DNA鏈之間的切口，而且能連接無單鏈粘性末端的平頭雙鏈 DNA。 3‘ 5‘ 3‘ 5‘ OH P 連接酶的反應機制 ： 酶 + NAD+(ATP) 酶 AMP + 煙酰胺單核苷酸（ PPi） 酶 AMP + P5‘DNA 酶 + AMPP5’DNA DNA3’OH + AMPP5’DNA DNA3’OP5’DNA+AMP ?DNA連接酶 在 DNA復制、損傷修復、重組等過程中起重要作用作用 DNA復制示意圖 復制體 (replicon) 在 DNA復制過程中，由眾多的酶和蛋白質參與 DNA的復制作用。 復制體的基本活動
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