DNA复制近年原文.doc

DNA复制，即DNA生物合成，是以碱基互补为基础的一个严格的脱氧核苷酸分子逻辑组合的过程，对真核细胞来说，它发生在细胞周期的S期。揭示DNA复制的奥秘，起初是从原核细胞开始的，从中积累了丰富的实验依据，发现DNA复制的规律。随后的研究进一步证明，真核生物DNA复制的过程与原核生物基本相似。因此，本节主要叙述的是原核生物DNA复制过程。

DNA复制基本上可分为解链、引发、延长及终止四个阶段。

一、DNA复制的一般特点

1.DNA的双螺旋的两条链在局部需要解开,以利于每条链作模板。

2.DNA的局部解旋引起周围区域过度缠绕,拓朴异构酶使超螺张力释放.

3.DNA聚合酶以5`到3`方向合成。DNA的两条链方向相反，因此，,一条链的合成是连续的，而另一条链的合成则是不连续的。不连续链每个片段的合成都是独立进行的，然后各片段再连接起来。

4.DNA复制必须高度精确,DNA复制错误率大约是1/1010,校正机制保证新合成的NA的正确性。

5.DNA的合成必须非常迅速,其合成速度与基因组的大小及细胞分裂速度有关。

6.复制器本身不能复制线性DNA的末端,一种特殊的端粒酶参与端粒的复制。

二、复制的起始

DNA复制的起始阶段，由下列两步构成。

（一）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。

图10-21复制叉的三维作用结构

（二）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物酶一起组装形成引发体。

图10-22引发体形成

1.dnaA结合于复制起始点（oric）

2.dnaA与DNA形成复合物引起DNA的解链

3.dnaA在dnaC的辅助下推动DNA双链解开

三、复制的延长

（一）聚合子代DNA：

1.需要引物参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段具有3’端自由羟基（3’-OH）的RNA作为引物(primer)，才能开始聚合子代DNA链。RNA引物的大小，在原核生物中通常为50～100个核苷酸，而在真核生物中约为10个核苷酸。RNA引物的碱基顺序，与其模板DNA的碱基顺序相配对。

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。

3.延长DNA链的合成开始于RNA引物的3＇-OH端，由DNA聚合酶催化，以3→5方向的亲代DNA链为模板，按碱基互补规律，利用四种脱氧核苷三磷酸，以5＇→3＇方向逐个加入脱氧核苷酸，聚合形成与模板链相互补的DNA新链。在合成过程中，前导链连续合成，随后链形成冈崎片段。原核生物两个聚合酶III结合在一起，尾随链形成环，才能穿过复合物。两条链在一个位置上合成。

图10-22DNA链的延伸过程

（二）DNA复制的保真性：

为了保证遗传的稳定，DNA的复制必须具有高保真性。DNA复制时的保真性主要与下列因素有关：

1．遵守严格的碱基配对规律；

2．DNA聚合酶在复制时对碱基的正确选择；DNA-polⅢ可选择参入的核苷酸，检查配对碱基间氢键的正确搭配形成，保证加入碱基与模板碱基严格互补，以控制合成前的错误。

3．对复制过程中出现的错误及时进行校正。当检出错配碱基时，DNA-poiI的3，一5，外切活性可切除新合成的错配、移码、插入的错误核苷酸，并聚合补回正确配对的碱基，这种方式叫即时校读(proofread)。

四、复制的终止

从E.coliDNA复制显示，其复制的终止发生在距离复制起始点oriC约270Kb区的中心，称为终止区（terminationregion,ter）。在此区中包含有5个ter序列，其核心序列为GTGTGGTGT，它们可以和Tus蛋白结合，阻止解链酶的作用，导致复制的终止。有一些原核生物复制的起始点和终止点刚好把环形DNA分为两个半圆，双相复制朝两个方向各进行180°，同时在终止点汇合。

（一）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。

图10-23RNA引物通过PolI5’?3’外切酶活性除去并填补空缺

（二）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。

复制中的不连续片段在合成终止时完成了下列过程：

1、需先由RNA酶水解引物，

2、引物留下的空隙（gap）由DNA聚合酶I催化dNTP逐一自5′向3′端聚合而填补。

3、两不连