基礎(chǔ)生物化學(xué)第101dna章(編輯修改稿)
2025-02-04 17:19 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制出錯(cuò)時(shí) DNApol的及時(shí)校讀功能。 DNA復(fù)制的保真性至少要依賴三種機(jī)制 （四）復(fù)制中的分子解鏈及 DNA 分子拓?fù)鋵W(xué)變化 DNA分子的堿基埋在雙螺旋內(nèi)部，只有把DNA解成單鏈，它才能起模板作用。 解螺旋酶、引物酶和單鏈 DNA結(jié)合蛋白 理順 DN A 鏈拓?fù)洚悩?gòu)酶 ( gyrA , B)穩(wěn)定已解開的單鏈單鏈 DN A結(jié)合蛋白SSB催化 RN A 引物生成引物酶D naG ( dna G )運(yùn)送和協(xié)同 Dn aBD naC ( dna C )解開 DN A 雙鏈解螺旋酶D naB ( dna B )辨認(rèn)起始點(diǎn)D naA ( dna A )蛋白質(zhì)（基因） 通用名 功能原核生物復(fù)制起始的相關(guān)蛋白質(zhì)E. Coli 基因圖 目 錄 ? 解螺旋酶 (helicase) —— 利用 ATP供能，作用于氫鍵，使 DNA雙鏈解開成為兩條單鏈 ? 引物酶 (primase) —— 復(fù)制起始時(shí)催化生成 RNA引物的酶 ? 單鏈 DNA結(jié)合蛋白 (single stranded DNA binding protein, SSB) —— 在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護(hù)單鏈的完整 ?解螺旋酶（ unwinding enzyme） ，又稱解鏈酶或 rep蛋白，是用于解開 DNA雙鏈的酶蛋白，每解開一對(duì)堿基，需消耗兩分子 ATP。目前發(fā)現(xiàn)存在至少存在兩種解螺旋酶。 單鏈 DNA結(jié)合蛋白 ? 單鏈 DNA結(jié)合蛋白 （ single strand binding protein, SSB） 又稱螺旋反穩(wěn)蛋白 （ HDP） 。這是一些能夠與單鏈 DNA結(jié)合的蛋白質(zhì)因子 。其作用為： ① 使解開雙螺旋后的 DNA單鏈能夠穩(wěn)定存在 ， 即穩(wěn)定單鏈 DNA， 便于以其為模板復(fù)制子代 DNA； ② 保護(hù)單鏈 DNA， 避免核酸酶的降解 。 ?引發(fā)體 (primosome)由引發(fā)前體與引物酶（ primase）組裝而成。 ?引物酶本質(zhì)上是一種依賴 DNA的 RNA聚合酶（ DDRP），該酶以 DNA為模板，聚合一段 RNA短鏈引物 (primer)，以提供自由的 339。OH，使子代 DNA鏈能夠開始聚合。 10 8 局部解鏈后 DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶 (DNA topoisomerase) 解鏈過程中正超螺旋的形成 目 錄 ?拓?fù)洚悩?gòu)酶作用特點(diǎn) 既能水解 、又能連接磷酸二酯鍵 拓?fù)洚悩?gòu)酶 Ⅰ 拓?fù)洚悩?gòu)酶 Ⅱ ?分 類 拓?fù)洚悩?gòu)酶 Ⅰ 切斷 DNA雙鏈中 一股 鏈，使 DNA解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié)；適當(dāng)時(shí)候封閉切口， DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài) 。 反應(yīng) 不需 ATP。 拓?fù)洚悩?gòu)酶 Ⅱ 切斷 DNA分子 兩股 鏈，斷端通過切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。 利用 ATP供能 ，連接斷端， DNA分子進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)。 ?作用機(jī)制 目 錄 （五） DNA連接酶 連接 DNA鏈 3?OH末端和相鄰 DNA鏈 5?P末端 ， 使二者生成磷酸二酯鍵 ， 從而把兩段相鄰的 DNA鏈連接成一條完整的鏈 。 ? DNA連接酶 (DNA ligase)作用方式 POOOOHO 5’ P O O O O 3’ 3’ 5’ DNA連接酶 ATP ADP 5’ 3’ 5’ 3’ ? DNA連接酶催化的條件是： ① 需一段 DNA片段具有 339。OH， 而另一段 DNA片段具有539。Pi基； ② 未封閉的缺口位于雙鏈 DNA中 ， 即其中有一條鏈?zhǔn)峭暾模?③ 需要消耗能量 ， 在 原核生物中由 NAD+供能 ， 在真核生物中由 ATP供能 。 ?DNA連接酶在復(fù)制中起最后接合缺口的作用 。 ?在 DNA修復(fù) 、 重組及剪接中也起縫合缺口作用 。 ?也是基因工程的重要工具酶之一 。 ?功能 三、 DNA生物合成過程 The Process of DNA Replication 復(fù)制的起始 需要解決兩個(gè)問題： 1） DNA解開成單鏈，提供模板。 2）合成引物，提供 3?OH末端。 （一）原核生物的 DNA生物合成 oriC GATTNTTTATTT GATCTNTTNTATT GATCTCTTATTAG 1 13 17 29 32 44 TGTGGATTA‖ TTATACACA‖ TTTGGATAA‖ TTATCCACA 58 66 166 174 201 209 237 245 串聯(lián)重復(fù)序列 反向重復(fù)序列 5? 3? 5? 3? a. DNA解鏈 Dna A Dna B、 Dna C DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶 SSB 3? 5? 3? 5? b. 引發(fā)體和引物 含有解螺旋酶、 DnaC蛋白、引物酶和 DNA復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。 3? 5? 3? 5? 引物是由引物酶催化合成的短鏈 RNA分子。 引物 復(fù)制的起始 DNA復(fù)制的起始階段 ， 由下列兩步構(gòu)成 。 預(yù)引發(fā)： 1． 解旋解鏈 ， 形成復(fù)制叉： ? 由拓?fù)洚悩?gòu)酶和解鏈酶作用 ， 使 DNA的超螺旋及雙螺旋結(jié)構(gòu)解開 ， 堿基間氫鍵斷裂 ， 形成兩條單鏈 DNA。 單鏈 DNA結(jié)合蛋白 （ SSB） 結(jié)合在兩條單鏈 DNA上 ， 形成復(fù)制叉 。 ? DNA復(fù)制時(shí) ， 局部雙螺旋解開形成兩條單鏈 ， 這種叉狀結(jié)構(gòu)稱為 復(fù)制叉 。 2． 引發(fā)體組裝： ? 由蛋白因子 （ 如 dnaB等 ） 識(shí)別復(fù)制起始點(diǎn) ， 并與其他蛋白因子以及引物酶一起組裝形成引發(fā)體 。 引發(fā)： ? 在引物酶的催化下，以 DNA為模板，合成一段短的 RNA片段，從而獲得 339。端自由羥基（ 339。OH）。 復(fù)制的延長(zhǎng) 復(fù)制的延長(zhǎng)指在 DNApol催化下 ， dNTP以dNMP的方式逐個(gè)加入引物或延長(zhǎng)中的子鏈上 ，其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵的不斷生成 。 聚合子代 DNA： ? 由 DNA聚合酶催化，以 339?！?39。 方向的親代 DNA鏈
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