平时教学过程中对于真核生物的DNA复制讲解得比较多一些,但对于原核生物的DNA复制却很少介绍,所以,在一些关于原核细胞DNA复制的试题中,学生很难把握。
原核生物的DNA复制有哪些特点呢?
1 酶
原核生物DNA复制的酶有:DNA聚合酶(在大肠杆菌内分离出三种DNA聚合酶)、连接酶、解旋酶、拓扑异构酶等。DNA聚合酶只能催化多核苷酸链的延长反应,不能使链与链之间连接。DNA连接酶的作用就是将催化链的两个末端之间形成共价键连接,它能在ATP和NAD作为能源的基础上催化双链DNA切口的5/磷酸基和3/羟基生成磷酸二酯键,使DNA称为一条完整的分子。由于大多数DNA都是双螺旋结构,所以在复制前要进行解旋,这就需要解旋酶来分开氢键。在DNA解旋后会有巨大的张力而产生正超螺旋,如果不解除这种张力,复制将不能进行。拓扑异构酶可以消除这种张力,它可以将DNA双链切开一个口子,使一条链旋转一周,然后再将其共价连接,从而消除这种解旋后的张力。
2
复制的过程
DNA复制的过程包括起始、延伸、终止3个步骤。在起始过程中会以解旋的单链为模板,根据碱基配对原则,合成一段不超过12个核苷酸的RNA引物提供3/端自由的羟基(—OH),此过程需要RNA聚合酶,也称为引物酶。
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在DNA复制的延伸阶段,DNA聚合酶Ш把新生链的第一个核苷酸加到RNA引物的3/羟基上,按照互补配对原则,开始新生链的延伸合成过程。两条链的复制中,一条链的合成是连续的,只需要引物酶合成一次引物RNA,DNA聚合酶就可以一直进行合成。而另一条链的合成则是不连续的,这已经被日本学者冈崎通过放射性实验所证实。故把那些不连续的片段称为“冈崎片段”,最后由DNA连接酶将冈崎片段进行连接,形成的新链称为后随链。后随链的形成需要为每一个冈崎片段合成一段引物RNA。
在DNA复制的终止过程中,需要DNA聚合酶1将引物RNA切除,最后由DNA连接酶将其连接起来形成一条完整的新链。
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