DNA的复制

1.半保留复制

DNA复制为半保留复制方式,使子代细胞得到和亲代相一致的遗传物质,使复制具有高保真性。DNA复制时,母链DNA解开为两股单链,各自作为模板,按碱基配对规律合成与模板互补的子链。因此,子代细胞的DNA,一股单链从亲代完整地接受过来,另一股单链则完全重新合成,这种复制方式称为半保留复制。

DNA复制时,复制叉上的两股母链也是走向相反,子链沿着母链模板复制,只能从5‘一3’方向延伸。在同一复制又上只有一个解链方向。顺着解链方向生成的子链,复制是连续进行的。另一股链因为复制的方向与解链方向相反,不能顺着解链方向连续延长,必须待模板链解开至足够长度,然后从5‘一3’生成引物并复制子链,这就是所谓的半不连续复制。复制中的不连续合成的片段被命名为冈崎片段。

2.DNA复制起始点

基因组是某一生物个体拥有的全部遗传物质。当细胞增殖时,需复制完整的遗传物质。真核细胞含有多个染色体,每个染色体又有多个复制起始点,属于多复制子的复制。从一个DNA复制起始点起始的:DNA复制区域称为复制子。复制时:DNA从起始点向两个方向解链,形成两个延伸方向相反的复制叉,称为双向复制,复制完成时,复制叉相遇并汇合连接。

3.DNA复制需要的酶类

复制是在酶催化下的核苷酸聚合过程,需要多种生物分子共同参与:底物;依赖DNA的DNA聚合酶;模板;引物;其他酶和蛋白质因子。

原核生物的DNA聚合酶有3种,真核细胞DINA聚合酶已发现有15种之多,常见的有五种。

4.DNA复制的过程

就单个复制子的复制过程,原核与真核生物相似。而真核生物复制终止的详细过程与原核生物有较大差别。

(一)复制起始:DNA解链形成引发体。

(二)引物合成:复制过程需要引物,引物是由引物酶催化合成的短链:RNA分子。引物长度约为十数个至数十个核苷酸不等。引物合成的方向也是自5‘一端至3’一端。已合成的引物必然留有3‘一OH末端,此时就可能进入DNA的复制延长。在DNAHpolⅢ催化下,引物末端与dNTP生成磷酸二酯键。

(三)复制的延长过程:复制的延长是指在DNAHpol催化下,dNTP分子中的dNMP逐个加入至引物的或延长中子链的3’一OH上,形成磷酸二酯键。领头链连续复制,领头链的子链沿着5‘一3’方向可以连续地延长。而随从链不连续复制,形成冈崎片段。

(四)复制的终止过程:包括切除引物、填补空缺、连接切口过程。随从链上的冈崎片段,其引物RNA片段被去除,由后复制的片段延长以填补先复制片段的引物空隙。最后相邻的冈崎片段,由连接酶催化成完整的DNA子链。

染色体两端DNA子链上最后复制的RNA引物,去除后留下空隙,剩下的DINA单链母链如果不填补成双链,就会被核内DNase酶解。然而,染色体在正常生理状况下复制,是可以保持其应有长度的。研究发现,存在于染色体线性DNA分子末端的结构——端粒,在维持DiNA复制的完整性和染色体的稳定性起着重要作用。

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