4. DNA生物合成过程
4.1复制的起始 DNA复制的起始阶段,由下列两步构成。 4.1.1 预引发: ① 解旋解链,形成复制叉: 由拓扑异构酶和解链酶作用,使DNA的超螺旋及双螺旋结构解开,碱基间氢键断裂,形成两条单链DNA。单链DNA结合蛋白(SSB)结合在两条单链DNA上,形成复制叉。 DNA复制时,局部双螺旋解开形成两条单链,这种叉状结构称为复制叉。 ② 引发体组装: 由蛋白因子(如dnaB等)识别复制起始点,并与其他蛋白因子以及引发酶一起组装形成引发体。
4.1.2 引发 在引发酶的催化下,以DNA为模板,合成一段短的RN**段,从而获得3'端自由羟基(3'-OH)。
4.2 复制的延长 4.2.1 聚合子代DNA: 由DNA聚合酶催化,以3‘→5’方向的亲代DNA链为模板,从5‘→3’方向聚合子代DNA链。在原核生物中,参与DNA复制延长的是DNA聚合酶Ⅲ;而在真核生物中,是DNA聚合酶α(延长滞后链)和δ(延长先导链)。
4.2.2 引发体移动: 引发体向前移动,解开新的局部双螺旋,形成新的复制叉,随从链重新合成RNA引物,继续进行链的延长。 4.3 复制的终止 4.3.1 去除引物,填补缺口: 在原核生物中,由DNA聚合酶Ⅰ来水解去除RNA引物,并由该酶催化延长引物缺口处的DNA,直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。而在真核生物中,RNA引物的去除,由一种特殊的核酸酶来水解,而冈崎片段仍由DNA聚合酶来延长。
4.3.2 连接冈崎片段: 在DNA连接酶的催化下,形成最后一个磷酸酯键,将冈崎片段连接起来,形成完整的DNA长链4.3.3 真核生物端粒的形成: 端粒(telomere)是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分,通常膨大成粒状。其共同的结构特征是由一些富含G、C的短重复序列构成,可重复数十次至数百次。
线性DNA在复制完成后,其末端由于引物RNA的水解而可能出现缩短。故需要在端粒酶(telomerase)的催化下,进行延长反应。 端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体,它可以其RNA为模板,通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。 整个DNA复制过程中,只有复制起始受细胞周期的严格调控。 DNA甲基化与DNA复制起始密切相关。OriC中有11个GATC回文结构(一般说来,256bp才应有一个GATC重复)。DNA子链被合成后,母链立即被甲基化(称为hemimethylated)。此时,oriC与细胞原生质膜相结合。只有当oriC被从膜上释放出来,子链被Dam甲基化后,才能有效地与DnaA蛋白结合,起始新一轮的DNA复制。复制起始可能还受ATP水解过程调控,因为DnaA只有与ATP相结合时才能与oriC区DNA相结合。 Once in each cell cycle 原核生物核真核生物DNA复制的异同: 不同点: ① 复制起点数目 ② 复制叉数目 ③ 调节方式
DNA生物合成过程
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