原核生物与真核生物DNA复制的特点

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1、第四节原核生物与真核生物DNA的复制特点一、原核生物DNA的复制特点二、真核生物DNA的复制特点三、DNA的复制的调控一、原核生物DNA的复制特点1、DNA双螺旋的解旋2、冈崎片段与颁布连续复制3、DNA复制的引发与终止4、DNA聚合酶5、DNA连接酶1、DNA双螺旋的解旋◆DNA的复制有特定的起始位点，叫做复制原点ori(或o），富含A、T的区段。◆从复制原点到终点，组成一个复制单位，叫复制子◆复制时，解链酶等先将DNA的一段双链解开，形成复制点，这个复制点的形状象一个叉子，故称为复制叉基本概念：DNA复制时，双链首先解开，

2、形成复制叉，复制叉的形成过程有多种酶和蛋白质参与。将主要的酶和蛋白质介绍如下。SSB蛋白可牢固地结合在单链DNA上，在原核生物中表现出协同效应，如第一个SSB蛋白结合到DNA上去的能力为1，第二个SSB蛋白结合能力则高达103。SSB蛋白的作用是保证被解链酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构，它以四聚体形式存在于复制叉处，待单链复制后才掉下，重新循环。所以，SSB蛋白只保持单链的存在，并不起解链的作用。1）单链结合蛋白（SSB蛋白）2)DNA解链酶（DNAhelicase）用于把DNA双链解开形成单链。具有ATPase活性，

3、利用水解ATP释放的能量，催化双链DNA解链。DNA的解链过程◆首先是在拓扑异构酶I的作用下解开负超螺旋，并与解链酶共同作用，在复制起点处解开双链。◆一旦局部解开双链，就必须有SSB蛋白来稳定解开的单链，以保证局部结构不会恢复成双链。◆接着，由引发酶组成的引发体迅速作用于两条单链DNA上。不论是前导链还是滞后链，都需要一段RNA引物以开始子链DNA的合成。2、冈崎片段与半不连续复制DNA的复制过程中，前导链是连续复制的，而滞后链是通过冈崎片段的连接来合成的，是不连续的，称之为DNA的半不连续复制。所有DNA聚合酶的方向都是5'

4、→3'，而不是3'→5'。为了解释3'→5'是如何合成滞后链的，冈崎提出了DNA的半不连续复制。现在已知，一般原核生物的冈崎片段要长些，真核生物中的要短些。这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界是有普遍性的，因而称之为DNA的半不连续复制。3、DNA复制的引发与终止A、旋转酶改变双螺旋的构象，解螺旋酶解开链。B、SSB结合到解开的单链上。C、引发体合成RNA引物。D、DNA聚合酶Ⅲ作用下合成先导链。E、滞后链开始合成，形成第一个冈崎片段。F、复制叉继续前进，前导链连续合成，滞后链上合成新的RNA引物。G、第二个冈崎片

5、段形成，DNA聚合酶Ⅰ切去引物，并加上脱氧核苷三磷酸。H、间隙被DNA连接酶封闭。4、DNA聚合酶现已发现在大肠杆菌中存在DNA聚合酶I、II、IIIDNA聚合酶I不是复制大肠杆菌染色体的主要聚合酶，它有5’→3’核酸外切酶活性，保证了DNA复制的准确性。它也可用来除去冈崎片段5'端RNA引物，使冈崎片段间缺口消失，保证连接酶将片段连接起来。DNA聚合酶II的活性很低，若以每分钟酶促核苷酸掺入DNA的转化率计算，只有DNA聚合酶I的5%，所以也不是复制中主要的酶。目前认为DNA聚合酶II的生理功能主要是起修复DNA的作用。DN

6、A聚合酶III包含有7种不同的亚单位和9个亚基，其生物活性形式为二聚体。它的聚合活性较强，为DNA聚合酶I的15倍，聚合酶II的300倍。它能在引物的3’—OH上以每分钟约5万个核苷酸的速率延长新生的DNA链，是大肠杆菌DNA复制中链延长反应的主导聚合酶。5、DNA连接酶连接各冈崎片段，最终形成后随链。二、真核生物DNA的复制特点1、原核生物是单复制子，真核生物是多复制子（每条染色体上有多个复制起点）2、DNA全部复制完毕后才进入第二轮复制，原核生物在第一轮复制末完就进行第二轮复制。3、真核生物DNA的复制起点被称为自主复制序

7、列，含有几个复制起始必需的保护区。4、真核生物有多种DNA聚合酶。5、端粒的复制。三、DNA复制调控原核细胞的生长和增殖速度取决于培养条件，但在生长、增殖速度不同的细胞中，DNA链延伸的速度几乎是恒定的，只是复制叉的数量不同。迅速分裂的细胞具有较多复制叉，而分离缓慢的细胞复制叉较少并出现复制的间隙。细胞内复制叉的多少决定了复制起始频率的高低，这可能是原核细胞复制的调控机制。复制起始频率的直接调控因子是蛋白质和RNA。1、大肠杆菌染色体DNA的复制调控原核生物DNA链的延伸速度是恒定的。与生长、增殖相配合协调的DNA的合成，主要

8、依靠复制叉数量的不同。迅速分裂的细胞具有较多的复制叉，分裂缓慢的细胞复制较细胞复制叉的多少取决于复制起始的频率，这是原核细胞复制的调控点。复制子的调控由复制起始因子和起始位点两部分组成。E.coli的起始位点主要是oriC，与蛋白相互作用来启动复制。主要的起始因子有dnaA、