保证DNA复制准确无误的关键步骤是什么?
DNA生物合成具有保真性。要使DNA准确复制必须要有严格的碱基配对,DNA聚合酶在复制中的正确选择,对复制过程中出现的错误及时校正(我们生化中讲的)如果谈及DNA复制的过程分为DNA复制的引发,DNA链的延伸,DNA复制的终止DNA双螺旋的解旋 DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,而复制叉的形成则是由多种蛋白质及酶参与的较复杂的复制过程 (1)单链DNA结合蛋白(single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白) ssbDNA蛋白是较牢固的结合在单链DNA上的蛋白质。原核生物ssbDNA蛋白与DNA结合时表现出协同效应:若第1个ssbDNA蛋白结合到DNA上去能力为1,第2个的结合能力可高达103;真核生物细胞中的ssbDNA蛋白与单链DNA结合时则不表现上述效应。ssbDNA蛋白的作用是保证解旋酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构,它以四聚体的形式存在于复制叉处,待单链复制后才脱下来,重新循环。所以,ssbDNA蛋白只保持单链的存在,不起解旋作用。 (2)DNA解链酶(DNA helicase) DNA解链酶能通过水解ATP获得能量以解开双链DNA。这种解链酶分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在。如果双链DNA中有单链末端或切口,则DNA解链酶可以首先结合在这一部分,然后逐步向双链方向移动。复制时,大部分DNA解旋酶可沿滞后模板的5"—〉3"方向并随着复制叉的前进而移动,只有个别解旋酶(Rep蛋白)是沿着3"—〉5"方向移动的。故推测Rep蛋白和特定DNA解链酶是分别在DNA的两条母链上协同作用以解开双链DNA。 (3)DNA解链过程 DNA在复制前不仅是双螺旋而且处于超螺旋状态,而超螺旋状态的存在是解链前的必须结构状态,参与解链的除解链酶外还有一些特定蛋白质,如大肠杆菌中的Dna蛋白等。一旦DNA局部双链解开,就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开的单链,保证此局部不会恢复成双链。两条单链DNA复制的引发过程有所差异,但是不论是前导链还是后随链,都需要一段RNA引物用于开始子链DNA的合成。因此前导链与后随链的差别在于前者从复制起始点开始按5"—3"持续的合成下去,不形成冈崎片段,后者则随着复制叉的出现,不断合成长约2—3kb的冈崎片段。 冈崎片段与半不连续复制 因DNA的两条链是反向平行的,故在复制叉附近解开的DNA链,一条是5"—〉3"方向,另一条是3"—〉5"方向,两个模板极性不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5"—〉3"方向,不是3"—〉5"方向,因而无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。为解释DNA两条链各自模板合成子链等速复制现象,日本学者冈崎(Okazaki)等人提出了DNA的半连续复制(semidiscontinuous replication)模型。1968年冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌,提取DNA,变性后用超离心方法得到了许多3H标记的,被后人称作冈崎片段的DNA。延长标记时间后,冈崎片段可转变为成熟DNA链,因此这些片段必然是复制过程中的中间产物。另一个实验也证明DNA复制过程中首先合成较小的片段,即用DNA连接酶温度敏感突变株进行试验,在连接酶不起作用的温度下,便有大量小DNA片段积累,表明DNA复制过程中至少有一条链首先合成较短的片段,然后再由连接酶链成大分子DNA。一般说,原核生物的冈崎片段比真核生物的长。深入研究还证明,前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界具有普遍性,故称为DNA双螺旋的半不连续复制。 端粒和端粒酶 1941年美籍印度人麦克林托克(Mc Clintock)就提出了端粒(telomere)的假说,认为染色体末端必然存在一种特殊结构——端粒。现在已知染色体端粒的作用至少有二:① 保护染色体末端免受损伤,使染色体保持稳定;② 与核纤层相连,使染色体得以定位。 弄清楚DNA复制过程之后,20世纪70年代科学家对DNA复制时新链5"端的RNA引物被切除后,空缺是如何被填补的提出了质疑。如不填补岂不是DNA每复制一次就短一点。以后随链复制为例,当RNA引物被切除后,冈崎片段之间是由DNA聚合酶 I 催化合成的DNA填补之,然后再由DNA连接酶将它们连接成一条完整的链。但是DNA聚合酶I催化合成DNA时,需要自由3"—OH作为引物,最后余下子链的5"无法填补,于是染色体就短了一点。 在正常体细胞中普遍存在着染色体酶复制一次端粒就短一次的现象。人们推测,可能一旦端粒缩短到某一阈限长度一下时,他们就会发出一个警报,指令细胞进入衰老;或许是当细胞判断出它们的染色体已变得太短了,于是分裂也就停止了,造成正常体细胞寿命有一定界限。但是在癌细胞中染色体端粒却一直维持在一定长度上,这是为什么?这是因为DNA复制后 ,把染色体末端短缺部分补上需要端粒酶,这是一种含有RNA的酶,它既解决了模板,又解决了引物的问题。在生殖细胞和85%癌细胞中都测出了端粒酶具有活性,但是在正常体细胞中却无活性,20世纪90年代中期,Blackburn首次在原生动物中克隆出端粒酶基因。 端粒酶在癌细胞中具有活性,它不仅使癌细胞可以不断分裂增生,而且它为癌变前的细胞或已经是癌性的细胞提供了时间,以积累附加的突变,即等于增加它们复制,侵入和最终转移的能力。同时人们也由此萌生了开发以端粒为靶的药物,即通过抑制癌细胞中端粒酶活性而达到治疗癌症的目的。 至于真核细胞DNA末端的结构特点,早就在1978年Blackburn就以原生动物四膜出(一种纤毛虫)为例说明之:① 迥纹形式的发夹环;② 仅由C,A组成的简单序列大量重复(C4A2)20~70;③ 链上有许多缺口(nicks)编辑本段DNA复制所需的蛋白质和酶 酶和蛋白质 作用 拓扑异构酶 帮助解开复制叉前后的超螺旋结构 DNA解旋酶 揭开螺旋 Rep蛋白 帮助揭开双螺旋结构 引物合成酶 合成RNA引物 单链结合蛋白 稳定单连区 DNA聚合酶Ⅰ 消除引物,填满裂缝 DNA聚合酶Ⅲ 合成DNA DNA连接酶 连接DNA末端 编辑本段DNA链的延伸 DNA新生链的合成由DNA聚合酶Ⅲ所催化,然而,DNA必须由螺旋酶在复制叉处边移动边解开双链。这样就产生了一种拓扑学上的问题:由于DNA的解链,在DNA双链区势必产生正超螺旋,在环状DNA中更为明显,当达到一定程度后就会造成复制叉难再继续前进,从而终 DNA复制止DNA复制。但是,在细胞内DNA复制不会因出现拓扑学问题而停止。有两种机制可以防止这种现象发生:[1]DNA在生物细胞中本身就是超螺旋,当DNA解链而产生正超螺旋时,可以被原来存在的负超螺旋所中和;[2]DNA拓扑异构酶Ⅰ要以打开一条链,使正超螺旋状态转变成松弛状态,而DNA拓扑异构酶Ⅱ(旋转酶)可以在DNA解链前方不停地继续将负超螺旋引入双链DNA。这两种机制保证了无论是环状DNA还是开环DNA的复制顺利的解链,再由DNA聚合酶Ⅲ合成新的DNA链。前已述及DNA生长链的延伸主要由DNA聚合酶催化,该酶是由7种蛋白质(多肽)组成的聚合体,称为全酶。全酶中所有亚基对完成DNA复制都是必需的。α亚基具有聚合功能和5"→3"外切酶活性,ε亚基具有3"→5"外切酶活性。另外,全酶中还有ATP分子它是DNA聚合酶Ⅲ催化第一个脱氧核糖核苷酸连接在RNA引物上所必需的,其他亚基的功能尚不清楚。 在DNA复制叉处要能由两套DNA聚合酶Ⅲ在同一时间分别进行复制DNA前导链和滞后链。如果滞后链模板环绕DNA聚合酶Ⅲ全酶,并通过DNA聚合酶Ⅲ,然后再折向与未解链的双链DNA在同一方向上,则滞后链的合成可以和前导链的合成在同一方向上进行。 这样,当DNA聚合酶Ⅲ沿着滞后链模板移动时,由特异的引物酶催化合成的RNA引物即可以由DNA聚合酶Ⅲ所延伸。当合成的DNA链到达前一次合成的冈崎片段的位置时,滞后链模板及刚合成的冈崎片断便从DNA聚合酶Ⅲ上释放出来。这时,由于复制叉继续向前运动,便产生了又一段单链的滞后链模板,它重新环绕DNA聚合酶Ⅲ全酶,并通过DNA聚合酶Ⅲ开始合成新的滞后链冈崎片段。通过这样的机制,前导链的合成不会超过滞后链太多(最后只有一个冈崎片段的长度)。而且,这样引发体在DNA链上和DNA聚合酶Ⅲ以同一速度移动。 按上述DNA复制的机制,在复制叉附近,形成了以两套DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引发体和螺旋构成的类似核糖体大小的复合体,称为DNA复制体(replisome)。复制体在DNA前导链模板和滞后链模板上移动时便合成了连续的DNA前导链和由许多冈崎片段组成的滞后链。在DNA合成延伸过程中主要是DNA聚合酶Ⅲ的作用。当冈崎片段形成后,DNA聚合酶Ⅰ通过其5"→3"外切酶活性切除冈崎片段上的RNA引物,同时,利用后一个冈崎片段作为引物由5"→3"合成DNA。最后两个冈崎片段由DNA连接酶将其接起来,形成完整的DNA滞后链。编辑本段终止 过去认为,DNA一旦复制开始,就会将该DNA分子全部复制完毕, DNA复制才终止其DNA复制。但最近的实验表明,在DNA上也存在着复制终止位点,DNA复制将在复制终止位点处终止,并不一定等全部DNA合成完毕。但目前对复制终止位点的结构和功能了解甚少在DNA复制终止阶段令人困惑的一个问题是,线性DNA分子两端是如何完成其复制的?已知DNA复制都要有RNA引物参与。当RNA引物被切除后,中间所遗留的间隙由DNA聚合Ⅰ所填充。但是,在线性分子的两端以5"→3"为模板的滞后链的合成,其末端的RNA引物被切除后是无法被DNA聚合酶所填充的。 在研究T7DNA复制时,这个问题部分地得到了解决。T7DNA两端的DNA序列区有160bp长的序列完全相同。而且,在T7DNA复制时,产生的子代DNA分子不是一个单位T7DNA长度,而是许多单位长度的T7DNA首尾连接在一起。T7DNA两个子代DNA分子都会有一个3"端单链尾巴,两个子代DNA的3"端尾巴以互补结合形成两个单位T7DNA的线性连接。然后由DNA聚合酶Ⅰ填充和DNA连接酶连接后,继续复制便形成四个单位长度的T7DNA分子。这样复制下去,便可形成多个单位长度的T7DNA分子。这样的T7DNA分子可以被特异的内切酶切开,用DNA聚合酶填充与亲代DNA完全一样的双链T7DNA分子。 在研究痘病毒复制时,发现了线性DNA分子完成末端复制的第二种方式。痘病毒DNA在两端都形成发夹环状结构。 DNA复制DNA复制时,在线性分子中间的一个复制起点开始,双向进行,将发夹环状结构变成双链环状DNA。然后,在发夹的中央将不同DNA链切开,使DNA分子变性,双链分开。这样,在每个分子两端形成一个单链尾端要以自我互补,形成完整的发夹结构,与亲代DNA分子一样。在真核生物染色体线性DNA分子复制时,尚不清楚末端的复制过程是怎样进行的。也可能像痘病毒那样形成发夹结构而进行复制。但最近的实验表明,真核生物染色体末端DNA复制是由一种特殊的酶将一个新的末端DNA序列加在刚刚完成复制的DNA末端。这种机制首先在四膜虫中发现。该生物细胞的线性DNA分子末端有30-70拷贝的5"TTGGGG3"序列,该细胞中存在一种酶可以将TTGGGG序列加在事先已存在的单键DNA末端的TTGGGG序列上。这样有较长的末端单链DNA,可以被引物酶重新引发或其他的酶蛋白引发而合成RNA引物,并由DNA聚合酶将其变成双链DNA。这样就可以避免其DNA随着复制的不断进行而逐渐变短。 在环状DNA的复制的末端终止阶段则不存在上述问题。环状DNA复制到最后,由DNA拓扑异构酶Ⅱ切开双链DNA,将两个DNA分子分开成为两个完整的与亲代DNA分子一样的子代DNA。 DNA复制的特点 1.半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制。DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明。 2.有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子)。在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。 3.需要引物(primer):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,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。 4.双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制。但在低等生物中,也可进行单向复制。 5.半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5"→3"方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。以3"→5"方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的,这一条链被称为领头链(leading strand)。而以5"→3"方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的,这条链被称为随从链(lagging strand)。DNA在复制时,由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment)。冈崎片段的大小,在原核生物中约为1000~2000个核苷酸,而在真核生物中约为100个核苷酸。
DNA复制过程中需要的ATP的来源?
1生命活动直接能源只有ATP吗? 应该说细胞中生命活动的直接能源主要是ATP,但ATP并不是所有生命活动的唯一能源。在糖异生过程中草酰乙酸在磷酸丙酮酸羧化激酶的作用下生成磷酸烯醇式丙酮酸,是利用GTP(三磷酸鸟苷)水解供能。如2分子乳酸经糖异生转变为1分子葡萄糖需消耗4分子ATP和2分子GTP。绿色植物光合作用的光反应产生NADPH和ATP,NADPH既是还原C3的还原剂又可作为还原过程中的能源被利用。DNA复制时,dATP、dGTP、dCTP、dTTP既作为DNA半保留复制的原料,也作为复制时的部分能源来利用的。在蛋白质合成中,肽键的形成和延伸过程要利用GTP作为能源。 《生物学教学》2009年第2期
下列可以作为DNA复制的底物的是:( ). A.ATP B.dTTP C.dGDP D.dAMP
D dAMP是脱氧核糖核苷酸中的腺苷酸 DNA复制的时候需要4种脱氧核糖核苷酸
dna复制的原料为什么是dATP,dGTP.dCTP.dTTP,而不是四种脱氧核苷酸。怎样把多出的两个磷酸去掉
首先,DNA聚合,即复制,是DNA聚合酶催化进行的一个化学反应。因此,DNA聚合酶的特殊结构决定其底物。也就是说DNA聚合底物是dNTP而不是dNMP是DNA聚合酶的特异性决定的。当然,DNA聚合是需能的反应,而dNTP的高能磷酸键正好可以为聚合提供能量。至于怎样脱掉两个磷酸,实际上就是在形成磷酸二酯键的时候水解掉一分子的焦磷酸就可以了。
DNA复制时,游离的脱氧核糖核苷酸从哪来的?
游离的脱氧核糖核苷酸可以由氨基酸,二氧化碳,谷氨酰胺等先合成碱基,再与磷酸,核糖连接形成核糖核苷酸,核糖核苷酸再发生脱氧还原反应,得到脱氧核糖核苷酸。(其中磷酸和核糖可以由食物直接吸收利用)
DNA复制的原料的游离的脱氧核糖核苷酸从哪里来
人体内的核酸从两条途径合成。一条途径是在肝脏内,以小分子简单化合物为原料,从合成碱基(嘌呤、嘧啶)等开始来制造核酸,称之为从头合成。弗兰克博士通过20年的临床实践,发现人体发育成熟后(约20岁左右),从头合成核酸的能力随年龄增长逐渐下降。另一条途径是在脑、骨髓等部位,以含核酸的食物经消化吸收来的半成品(如单核苷酸、核苷或碱基)为原料而合成的核酸,称之为补救合成。所以,来源有两个,消化吸收原料重新加工和体内自己合成。
DNA复制过程中原料为什么是三磷酸腺苷而非一磷酸腺苷 DNA复制过程中原料为什么是三磷酸腺苷而非%
三磷酸腺苷(A-T~P~P~P)中含有能量和P,而DNA复制过程中既需要磷又需要能量,磷酸腺苷中三磷酸腺苷的能量是最高的,它依靠磷与磷之间的“~”断裂来释放能量(我记不清“~”是指氢键还是磷键了,应该是氢键),所以三磷酸腺苷好过一磷酸腺苷
生物化学 环状DNA复制 这是电镜下的复制眼 哪位大神能告诉我它上面那几条线分别代表什么?
DNA是一种长链聚合物,组成单位为四种脱氧核苷酸,核酸的含氮碱基又可分为四类:腺嘌呤(adenine,缩写为A),胸腺嘧啶(thymine,缩写为T),胞嘧啶(cytosine,缩写为C)和鸟嘌呤(guanine,缩写为G)。DNA的四种含氮碱基组成具有物种特异性。即四种含氮碱基的比例在同物种不同个体间是一致的,但在不同物种间则有差异。DNA的四种含氮碱基比例具有奇特的规律性,每一种生物体DNA中 A=T ,C=G 查加夫(Chargaff)法则(即碱基互补配对原则)。你看到的就是腺嘌呤(adenine,缩写为A),胸腺嘧啶(thymine,缩写为T),胞嘧啶(cytosine,缩写为C)和鸟嘌呤(guanine)他们在DNA的两条反螺旋链直接互补配对,为了分别所以使用了不同的颜色。这些高中生物有。
简述DNA复制类型
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。
dna复制特点
dna复制的基本特点有:1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservative replication)。DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M。 Meselson 和 F。 Stahl 所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子)。在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):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,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。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制。但在低等生物中,也可进行单向复制。5、半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5"→3"方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。以3"→5"方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的,这一条链被称为领头链(leading strand)。而以5"→3"方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的,这条链被称为随从链(lagging strand)。DNA在复制时,由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment)。冈崎片段的大小,在原核生物中约为1000~2000个核苷酸,而在真核生物中约为100个核苷酸。扩展资料DNA复制是生物遗传的基础,是所有生物体中最基本的过程。而这一过程是半保留复制,是以最开始的双链分子中的一条作为模板进行DNA复制,产生两个完全一致的DNA分子。细胞水平的校正和纠错机制能确保非常精确地复制DNA的拷贝。DNA复制发生在基因组的特定位置也就是起始点,DNA分子在起始点形成复制叉开始复制。DNA的复制是一个边解旋边复制的过程。复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫解旋。然后,以解开的每一段母链为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基配对互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行,新合成的子链也不断地延伸,同时,每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子。这样,复制结束后,一个DNA分子,通过细胞分裂分配到两个子细胞中去。参考资料:百度百科-DNA复制
dna复制的方式
dna复制的方式如下:半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservative replication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明.2.有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个.3.需要引物(primer):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,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.4.双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制.5.半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5"→3"方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的.以3"→5"方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的,这一条链被称为领头链(leading strand).而以5"→3"方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的,这条链被称为随从链(lagging strand).DNA在复制时,由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment).冈崎片段的大小,在原核生物中约为1000~2000个核苷酸,而在真核生物中约为100个核苷酸.
关于DNA复制的条件!
有4个基本条件 分别是模板:亲代DNA解旋后2条母链 原料:游离的四种脱氧核苷酸 酶:解旋酶和DNA聚合酶 能量:ATP
DNA复制的过程是怎样的?
复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫解旋。然后,以解开的每一段母链为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基配对互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行,新合成的子链也不断地延伸,同时,每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子。1.DNA双螺旋的解旋DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,这是一种有多种蛋白质及酶参与的复杂过程。①DNA解链酶②单链DNA结合蛋白③DNA拓扑异构酶2.DNA复制的引发所有DNA的复制都是从一个固定起始点开始的。3.复制的延伸在复制的延伸过程中,前导链和后随链的合成同时进行。前导链持续合成,由全酶异二聚体中的一个亚单位和前导链模板结合,在引物RNA合成的基础上,连续合成新的DNA,其合成方向与复制叉一致。后随链的合成分段进行,形成中间产物冈崎片段,再通过共价连接成一条连续完整的新DNA链。分为4个步骤:4.复制的终止5.DNA聚合酶
DNA复制的原理是什么?
1.半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservative replication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明. 2.有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个. 3.需要引物(primer):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,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. 4.双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制. 5.半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5"→3"方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的.以3"→5"方向的亲代DNA链作模板的子代链在聚合时基本上是连续进行的,这一条链被称为领头链(leading strand).而以5"→3"方向的亲代DNA链为模板的子代链在聚合时则是不连续的,这条链被称为随从链(lagging strand).DNA在复制时,由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazaki fragment).冈崎片段的大小,在原核生物中约为1000~2000个核苷酸,而在真核生物中约为100个核苷酸.
DNA复制特点有哪些?
DNA复制分子机制的基本特点是:x0dx0a x0dx0a1. 复制是半保留的;x0dx0a x0dx0a2. 复制起始于细菌或病毒的特定部位,真核生物有多个起始点;x0dx0a x0dx0a3. 复制可以朝一个方向,也可以向两个方向进行,后者更为常见;x0dx0a x0dx0a4. 复制时,DNA的两条链都从5"端向3"端延伸;x0dx0a x0dx0a5. 复制是半不连续的,前导链是连续合成的,后随链是不连续合成的,即先合成短的冈崎片段,再连接起来构成后随链;x0dx0a x0dx0a6. 冈崎片段的合成起始于一小段RNA引物,这一小段RNA以后被酶切除,缺口由脱氧核苷酸补满后再与新生DNA链连接在一起;x0dx0a x0dx0a7. 复制有多种机制,即使在同一个细胞里,也可因环境-酶的丰富程度、温度、营养条件等的不同而具有不同的起始机制和链延长的方式。
DNA复制的过程和方向是什么
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。接下来分享DNA复制的过程和方向。 DNA复制的过程 1.引发:DNA复制始于基因组中的特定位置(复制起点),即启动蛋白的靶标位点。启动蛋白识别“富含AT”的序列,因为AT碱基对具有两个氢键,因此更易于DNA双链的分离。一旦复制起点被识别,启动蛋白就会募集其他蛋白质一起形成前复制复合物,从而解开双链DNA,形成复制叉。 2.延伸:多种DNA聚合酶在DNA复制过程中扮演不同的角色。它在复制分支上组装成复制复合体,具有极高的持续性,在整个复制周期中保持完整。 3.终止:DNA复制的终止发生在特定的基因位点,即复制终止位点。该位点的终止位点序列被与该序列结合的阻止DNA复制的蛋白质识别并结合,阻止了复制叉前进,复制终止。细菌物的DNA复制末端位点结合蛋白又称Ter蛋白。 DNA复制的方向 DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。 DNA复制往往是从复制起点开始同时向两个相反方向进行,即双向复制。但在低等生物中,也可进行单向复制。 DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前的分裂间期S期进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链,每条双链都与原来的双链一样。这个过程通过边解旋边复制和半保留复制机制得以顺利完成。
dna复制的特点是
半保留复制、双向复制等。1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservativereplication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):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,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。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制。
参与dna复制的主要物质有哪些
(1)DNA聚合酶:①原核细胞:以大肠杆菌为例,已发现DNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ,都是多功能酶,既有5"→3"聚合酶活性,又有3"→5"外切酶活性,DNA聚合酶Ⅰ还有5"→3"外切酶活性。DNA聚合酶Ⅰ的主要功能是修复DNA的损伤,在复制中还能切除RNA引物并填补留下的空隙。DNA聚合酶Ⅱ的作用是损伤修复。DNA聚合酶Ⅲ是DNA的复制酶。新近研究发现的DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ,它们涉及DNA的错误倾向修复。②真核细胞:DNA聚合酶α,β,γ,δ和ε,其中DNA聚合酶α和δ真正具有合成新链的复制作用;β和ε参与DNA的损伤修复,γ负责线粒体DNA的复制。 (2)引物合成酶和引发体:引物合成酶又称引发酶,催化RNA引物的合成,该酶作用时需与另外的蛋白结合形成引发体才具有催化活性。 (3)DNA连接酶:催化双链DNA一条链上切口处相邻5"-磷酸基和3"-羟基生成磷酸二酯键的酶。连接酶作用的过程中,在原核细胞中以NAD+提供能量,在真核细胞中以ATP提供能量。 (4)DNA解螺旋酶:催化:DNA双螺旋解链的酶。 (5)DNA单链结合蛋白(SSB):与DNA分开的单链结合,起稳定DNA的单链、阻止复性和保护单链不被核酸酶降解的作用。 (6)拓扑异构酶Ⅰ:消除DNA的负超螺旋,改变DNA的超螺旋数。 (7)拓扑异构酶Ⅱ:引入负超螺旋,消除复制叉前进带来的扭曲张力。
DNA复制的过程是什么?
DNA的复制顺序是从5"到3"。DNA的复制过程1、起始阶段:解旋酶在局部展开双螺旋结构的DNA分子为单链,引物酶辨认起始位点,以解开的一段DNA为模板,按照5"到3"方向合成RNA短链。形成RNA引物。2、DNA片段的生成:在引物提供了3"-OH末端的基础上,DNA聚合酶催化DNA的两条链同时进行复制过程,由于复制过程只能由5"->3"方向合成,因此一条链能够连续合成,另一条链分段合成,其中每一段短链成为冈崎片段(Okazaki fragments)。3、RNA引物的水解:当DNA合成一定长度后,DNA聚合酶水解RNA引物,补填缺口。4、DNA连接酶将DNA片段连接起来,形成完整的DNA分子。5、最后DNA新合成的片段在旋转酶的帮助下重新形成螺旋状。扩展资料DNA复制的特点1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制。DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子)。在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):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,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。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制。但在低等生物中,也可进行单向复制。5、半不连续复制:由于DNA聚合酶只能以5"→3"方向聚合子代DNA链,因此两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。参考资料来源:百度百科-DNA复制
DNA复制的过程是怎样的?
复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫解旋。然后,以解开的每一段母链为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基配对互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行,新合成的子链也不断地延伸,同时,每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子。1.DNA双螺旋的解旋DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,这是一种有多种蛋白质及酶参与的复杂过程。①DNA解链酶②单链DNA结合蛋白③DNA拓扑异构酶2.DNA复制的引发所有DNA的复制都是从一个固定起始点开始的。3.复制的延伸在复制的延伸过程中,前导链和后随链的合成同时进行。前导链持续合成,由全酶异二聚体中的一个亚单位和前导链模板结合,在引物RNA合成的基础上,连续合成新的DNA,其合成方向与复制叉一致。后随链的合成分段进行,形成中间产物冈崎片段,再通过共价连接成一条连续完整的新DNA链。分为4个步骤:4.复制的终止5.DNA聚合酶
生物化学名词解释:DNA复制
百度一下:DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。
dna复制过程 DNA复制的意义
DNA的复制过程即DNA双链在细胞分裂前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过半保留复制完成的。DNA复制发生在所有DNA为遗传物质的生物体中,是生物遗传的基础。 DNA复制的概念 DNA复制是生物遗传的基础,其载体是所有DNA为遗传物质的生物体,途径为半保留复制。DNA在复制时,以亲代DNA的每一个单链作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一个亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制。DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明。 DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子)。在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。
DNA复制的定义
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前的分裂间期进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程通过边解旋边复制和半保留复制机制得以顺利完成。DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段。
DNA复制的特点
半保留复制、双向复制等。1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservativereplication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):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,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。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制。
DNA复制是指什么
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前的分裂间期进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程通过边解旋边复制和半保留复制机制得以顺利完成。DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段。DNA复制是生物遗传的基础,是所有生物体中最基本的过程。而这一过程是半保留复制,是以最开始的双链分子中的一条作为模板进行DNA复制,产生两个完全一致的DNA分子。细胞水平的校正和纠错机制能确保非常精确地复制DNA的拷贝。DNA复制发生在基因组的特定位置也就是起始点,DNA分子在起始点形成复制叉开始复制。DNA复制从起始序列开始单向或双向进行。合成DNA双螺旋的两条链是反向平行排列的,其中一条链的起始端与另一条链的末尾端平行排列在一起,每一个复制叉只有一条链是按照从尾到头的正确方向指导新链从头到尾方向合成。根据这条指导链,DNA复制持续向前合成复制叉。DNA复制不能沿滞后链进行,也就是说,从头到尾的DNA链,直到已经复制了足够长度的DNA分子,否则DNA复制不会继续沿着模本链进行复制,DNA复制于是从新合成复制叉处分开。在复制过程中必须暂停并等待更多的亲本DNA链片段,而此时整个长度只是沿着开始到结束方向前进了一小段距离。DNA复制为边解旋边复制,原核生物一般是单个复制起点,真核生物多个复制起点。
DNA复制的异同点
DNA复制,转录,翻译的异同如下图:扩展资料:DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息,是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。DNA由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物。脱氧核苷酸由碱基、脱氧核糖和磷酸构成。其中碱基有4种:腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。DNA 分子结构中,两条多脱氧核苷酸链围绕一个共同的中心轴盘绕,构成双螺旋结构。脱氧核糖-磷酸链在螺旋结构的外面,碱基朝向里面。两条多脱氧核苷酸链反向互补,通过碱基间的氢键形成的碱基配对相连,形成相当稳定的组合。参考资料来源:百度百科-dna
DNA复制又称什么复制?
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。DNA复制发生在所有dna为遗传物质的生物体中,是生物遗传的基础。
DNA复制是指什么?
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前的分裂间期进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程通过边解旋边复制和半保留复制机制得以顺利完成。DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段。DNA复制是生物遗传的基础,是所有生物体中最基本的过程。而这一过程是半保留复制,是以最开始的双链分子中的一条作为模板进行DNA复制,产生两个完全一致的DNA分子。细胞水平的校正和纠错机制能确保非常精确地复制DNA的拷贝。DNA复制发生在基因组的特定位置也就是起始点,DNA分子在起始点形成复制叉开始复制。DNA复制从起始序列开始单向或双向进行。合成DNA双螺旋的两条链是反向平行排列的,其中一条链的起始端与另一条链的末尾端平行排列在一起,每一个复制叉只有一条链是按照从尾到头的正确方向指导新链从头到尾方向合成。根据这条指导链,DNA复制持续向前合成复制叉。DNA复制不能沿滞后链进行,也就是说,从头到尾的DNA链,直到已经复制了足够长度的DNA分子,否则DNA复制不会继续沿着模本链进行复制,DNA复制于是从新合成复制叉处分开。在复制过程中必须暂停并等待更多的亲本DNA链片段,而此时整个长度只是沿着开始到结束方向前进了一小段距离。DNA复制为边解旋边复制,原核生物一般是单个复制起点,真核生物多个复制起点。
dna复制的特点是什么?
半保留复制、双向复制等。1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservativereplication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):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,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。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制。
DNA复制有哪些特点
半保留复制、双向复制等。1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservativereplication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):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,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。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制。
DNA复制过程所需条件是什么?
条件:拓扑异构酶帮助解开复制叉前后的超螺旋结构DNA解旋酶解开螺旋Rep蛋白帮助解开双螺旋结构引物合成酶催化RNA引物合成并与DNA链互补的反应单链结合蛋白稳定单连区DNA聚合酶Ⅰ消除引物,填满裂缝DNA聚合酶Ⅲ合成DNADNA连接酶连接DNA末端RNA聚合酶沿DNA模板转录一短的RNA分子DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。
dna复制由谁提出
提出:沃森和克里克;证明:曼塞尔森和史塔尔 细胞核,线粒体,叶绿体;生物变异
DNA复制的遗传意义是什么?
生命机体的遗传信息是以密码的形式编码在DNA分子上,表现出特定的核苷酸排列顺序,并且通过DNA复制、RNA转录和蛋白质翻译,把遗传信息由亲代传递给后代,使后代表现出与亲代相似的遗传性状。显然,DNA复制的意义在于遗传信息从亲代传给子代,从而保持了遗传信息的连续性。
参与dna复制的主要物质有哪些?
(1)DNA聚合酶:①原核细胞:以大肠杆菌为例,已发现DNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ,都是多功能酶,既有5"→3"聚合酶活性,又有3"→5"外切酶活性,DNA聚合酶Ⅰ还有5"→3"外切酶活性。DNA聚合酶Ⅰ的主要功能是修复DNA的损伤,在复制中还能切除RNA引物并填补留下的空隙。DNA聚合酶Ⅱ的作用是损伤修复。DNA聚合酶Ⅲ是DNA的复制酶。新近研究发现的DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ,它们涉及DNA的错误倾向修复。②真核细胞:DNA聚合酶α,β,γ,δ和ε,其中DNA聚合酶α和δ真正具有合成新链的复制作用;β和ε参与DNA的损伤修复,γ负责线粒体DNA的复制。x0dx0a (2)引物合成酶和引发体:引物合成酶又称引发酶,催化RNA引物的合成,该酶作用时需与另外的蛋白结合形成引发体才具有催化活性。x0dx0a (3)DNA连接酶:催化双链DNA一条链上切口处相邻5"-磷酸基和3"-羟基生成磷酸二酯键的酶。连接酶作用的过程中,在原核细胞中以NAD+提供能量,在真核细胞中以ATP提供能量。x0dx0a (4)DNA解螺旋酶:催化:DNA双螺旋解链的酶。x0dx0a (5)DNA单链结合蛋白(SSB):与DNA分开的单链结合,起稳定DNA的单链、阻止复性和保护单链不被核酸酶降解的作用。x0dx0a (6)拓扑异构酶Ⅰ:消除DNA的负超螺旋,改变DNA的超螺旋数。x0dx0a (7)拓扑异构酶Ⅱ:引入负超螺旋,消除复制叉前进带来的扭曲张力。
DNA复制的原理
DNA的复制是半保留复制,也就是说,以DNA的一条主链为模板,根据碱基互补配对原则(AT配对,CG配对),边解旋边复制。这样,原来的DNA就变成了两个与它完全一样的DNA。
DNA复制时需要哪些相关物质
dna分子复制过程需要.1.模板----两条dna链2.能量---------atp3.原料---------游离的脱氧核苷酸4.酶---------解旋酶、dna聚合酶
dna复制的引发过程
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样.这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的. DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段. DNA双螺旋的解旋 DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,而复制叉的形成则是由多种蛋白质及酶参与的较复杂的复制过程 DNA在复制前不仅是双螺旋而且处于超螺旋状态,而超螺旋状态的存在是解链前的必须结构状态,参与解链的除解链酶外还有一些特定蛋白质,如大肠杆菌中的Dna蛋白等.一旦DNA局部双链解开,就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开的单链,保证此局部不会恢复成双链.两条单链DNA复制的引发过程有所差异,但是不论是前导链还是后随链,都需要一段RNA引物用于开始子链DNA的合成.因此前导链与后随链的差别在于前者从复制起始点开始按5"—3"持续的合成下去,不形成冈崎片段,后者则随着复制叉的出现,不断合成长约2—3kb的冈崎片段.望采纳
dna以何种方式复制?如何保证dna复制的准确性
DNA的半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一个单链作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一个亲代DNA链。DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子)。在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。DNA复制发生在所有DNA为遗传物质的生物体中,是生物遗传的基础。扩展资料:遗传信息贮存在DNA中,DNA被复制传给子代细胞,信息被拷贝或由DNA转录成RNA,然后RNA翻译成多肽。由于逆转录酶的反应,也可以以RNA为模板合成DNA。遵守严格的碱基配对规律;半保留复制;酶学依据:DNA-pol I复制出错时有即时的校对功能;DNA-pol III在复制延长中对碱基的选择功能。参考资料来源:百度百科——DNA复制
dna复制需要哪些条件
,很高兴为你解答:DNA分子复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。在细胞内,DNA能组织成染色体结构,整组染色体则统称为基因组。染色体在细胞分裂之前会先行复制,此过程称为DNA复制。对真核生物,如动物、植物及真菌而言,染色体是存放于细胞核内;对于原核生物而言,如细菌,则是存放在细胞质中的拟核里。染色体上的染色质蛋白,如组蛋白,能够将DNA组织并压缩,以帮助DNA与其他蛋白质进行交用,进而调节基因的转录。DNA携带有合成RNA和蛋白质所必需的遗传信息,是生物体发育和正常运作必不可少的生物大分子。
dna复制的主要方式是
DNA分子在生物体内的合成有三种方式:(1)DNA指导的DNA合成,也称复制,是细胞内DNA最主要的合成方式。遗传信息储存在DNA分子中,细胞增殖时,DNA通过复制使遗传信息从亲代传递到子代。(2)修复合成,即DNA受到损伤(突变)后进行修复,需要进行局部的DNA的合成,用以保证遗传信息的稳定遗传。(3)RNA指导的DNA合成,即反转录合成,是RNA病毒的复制形式,以RNA为模板,由逆转录酶催化合成DNA。DNA的双螺旋结构是复制的结构基础。DNA复制的实质为酶催化的脱氧核糖核苷酸的聚合反应。复制开始时,亲代双链DNA分子解开,分别作为模板,在DNA依赖的DNA聚合酶催化下,按照碱基配对的原则,将四种脱氧核苷酸连接成DNA大分子,合成产物的碱基序列与模板DNA的碱基序列是互补的,子代DNA双链分子中,一条来自亲代的模板链,另一条为新合成的链,故称半保留复制,是生物体最主要的DNA合成方式;合成过程中,自5"3"连续合成一条领头链,不连续地合成一些片断,而后连成一条随从链,所以DNA合成是半不连续合成。反应过程复杂,首先螺旋松弛,双链打开,形成复制叉,然后复制的引发,包括合成引物,形成引发体,最后是DNA链的延长与终止。每一阶段需要有许多酶和蛋白因子参与,包括拓扑异构酶,用于理顺解链过程中造成的链的盘绕、打结等现象;解螺旋酶在蛋白因子的辅助下结合于复制起始点,并打开双链,由单链结合蛋白稳定解开的两股单链;引物酶及其它辅助蛋白因子在打开的双链上催化合成引物,由引物提供3"-OH,与原料dNTP的5"-P形成磷酸二酯键,然后DNA聚合酶催化这一聚合反应的进行,而DNA连接酶将复制中的不连续片段连接成完整的链。真核生物的复制与原核生物相比,为多个起始点、5种DNA聚合酶以及有端粒复制等特点。
dna复制的特点
dna复制的特点如下:1、半保留复制、边解旋边复制DNA复制的这个特点,在高中教材已经讲的比较清楚了,这里就不在赘述。一句话,就是从复制起点开始,边解旋边复制,最终一个DNA分子经复制产生的两个DNA分子完全相同,都保留了原来的一条母链。2、多起点、双向复制这一点在原核细胞和真核细胞有所不同。原核生物的DNA复制只有一个复制起点,并且是双向进行的。由于真核生物的染色体一般比较长,DNA复制有许多复制起点,从多个复制起点开始进行双向复制,形成复制泡,以保证复制过程在较短时间内完成。最终所有的复制泡融合形成两条连续的子代DNA双链分子。3、半不连续复制DNA的复制过程是一条链为连续复制,而后随链是从5"→3‘方向以冈崎片段不连续方式合成的,因此称为半不连续复制。由此可知,DNA的复制过程是一条链为连续复制,而后随链是从5"→3‘方向以冈崎片段不连续方式合成的,因此称为半不连续复制。
DNA复制是指什么?
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前的分裂间期进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程通过边解旋边复制和半保留复制机制得以顺利完成。DNA复制主要包括引发、延伸、终止三个阶段。DNA复制是生物遗传的基础,是所有生物体中最基本的过程。而这一过程是半保留复制,是以最开始的双链分子中的一条作为模板进行DNA复制,产生两个完全一致的DNA分子。细胞水平的校正和纠错机制能确保非常精确地复制DNA的拷贝。DNA复制发生在基因组的特定位置也就是起始点,DNA分子在起始点形成复制叉开始复制。DNA复制从起始序列开始单向或双向进行。合成DNA双螺旋的两条链是反向平行排列的,其中一条链的起始端与另一条链的末尾端平行排列在一起,每一个复制叉只有一条链是按照从尾到头的正确方向指导新链从头到尾方向合成。根据这条指导链,DNA复制持续向前合成复制叉。DNA复制不能沿滞后链进行,也就是说,从头到尾的DNA链,直到已经复制了足够长度的DNA分子,否则DNA复制不会继续沿着模本链进行复制,DNA复制于是从新合成复制叉处分开。在复制过程中必须暂停并等待更多的亲本DNA链片段,而此时整个长度只是沿着开始到结束方向前进了一小段距离。DNA复制为边解旋边复制,原核生物一般是单个复制起点,真核生物多个复制起点。
dna复制过程
DNA的复制过程即DNA双链在细胞分裂前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过半保留复制完成的。DNA复制发生在所有DNA为遗传物质的生物体中,是生物遗传的基础。 DNA复制的概念 DNA复制是生物遗传的基础,其载体是所有DNA为遗传物质的生物体,途径为半保留复制。DNA在复制时,以亲代DNA的每一个单链作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一个亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制。DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明。 DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子)。在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。
DNA复制特点有哪些?
半保留复制、双向复制等。1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservativereplication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):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,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。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制。
参与dna复制的物质不包括什么?
DNA的复制是一个复杂的过程,需要DNA模板、合成原料——三磷酸核苷酸、酶和蛋白质等多种物质的参与。解旋酶:DNA复制涉及的第一个问题就是DNA两条链要在复制叉位置解开。DNA双螺旋并不会自动解旋,细胞中有一类特殊的蛋白质可以促使DNA在复制叉处打开,这就是解旋酶。解旋酶可以和单链DNA以及ATP结合,利用ATP分解生成ADP时产生的能量沿DNA链向前运动促使DNA双链打开。核苷三磷酸(NTP),别称三磷酸核苷。它是核苷酸的几种结构之一,根据核苷酸分子中的磷酸基个数,核苷酸分子结构有一磷酸核苷(NMP)、二磷酸核苷(NDP)及三磷酸核苷(NTP)。核苷是由嘌呤或嘧啶碱基与核糖形成的缩合物,这种缩合物的核糖上的五位羟基再与三聚磷酸成脂,就形成三磷酸核苷,比如:ATP三磷酸腺苷、GTP三磷酸鸟苷、CTP三磷酸胞苷和UTP三磷酸尿苷,同时,他们也是核苷酸的合成前身物,对应腺嘌呤核苷酸(腺苷酸,AMP)、鸟嘌呤核苷酸(鸟苷酸,GMP)、胞嘧啶核苷酸(胞苷酸, CMP)、尿嘧啶核苷酸(尿苷酸,UMP)。核苷三磷酸(NTP)是一种含有三个磷酸基团的核苷酸。自然界常见的型态包括腺苷三磷酸(ATP)、鸟苷三磷酸(GTP)、胞苷三磷酸(CTP)、胸腺苷三磷酸(TTP)以及尿苷三磷酸(UTP)等。这些分子中包含一个核糖,若是将核糖替换常去氧核糖,那么会使核甘三磷酸变成去氧核苷三磷酸,写成dNTP,如去氧腺苷三磷酸(dATP)、去氧鸟苷三磷酸(dGTP)等。ATP分子式C10H16N5O13P3,化学简式C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H,分子量507.184。三个磷酸基团从腺苷开始被编为α、β和γ磷酸基。ATP的化学名称为5"-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖基腺嘌呤,或者5"-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖基-6-氨基嘌呤。
DNA复制过程中为什么A与T对应 G与C对应
在碱基对的组成过程中,嘌呤只能与嘧啶配对,嘌呤之间或嘧啶之间不能配对,而且腺嘌呤(A)一定与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)一定与胞嘧啶(C)配对,而A与C之间或G与T之间不能配对。这是因为DNA分子两条链之间的距离是一定的,为2nm,嘌呤和嘧啶的分子结构不同,嘌呤是双环化合物,嘧啶是单环化合物。因此,若两条链上对应的碱基都是嘌呤环,则所占的空间太大;若两条链上相对应的碱基都是嘧啶环,则相聚距离太远,不能形成氢键。只能是一个嘌呤与一个嘧啶配成碱基对,其长才为2nm,所以碱基配对必须嘌呤与嘧啶配对。另外A与T配对是通过两个氢键相连,G与C配对是通过三个氢键相连。
dna复制遵循碱基互补配对原则么
遵循,DNA的复制和基因的表达(转录翻译)都遵循碱基互补配对原则。
DNA复制 转录 翻译 都遵循碱基互补配对原则吗?
是的。在翻译时,密码子中第三位碱基与反密码子第一位碱基的配对有时不一定完全遵循A-U、G-C的原则,这是摇摆现象。密码子的第三位和反密码子的第一位是摇摆位点,反密码子第一位的G可以与密码子第三位的C、U配对,U可以与A、G配对,I可以和密码子的U、C、A配对。虽然不唯一,但是也是配对,而且存在优势配对,即G与C配对的还是占大多数。线粒体中有极个别的的密码子对应的氨基酸与普通的密码子表不对应,但是那也是遵循配对的,因为那是转运RNA(rRNA)不同的原因。
DNA复制和遗传信息转录过程中为什么碱基互补配对的原则不完全相同
RNA中的U在DNA中变成了T,因此配对原则不相同.这里面涉及几个基本的问题. 1.为什么RNA里面是U,而DNA里面是T. T碱基比U多了一个甲基,甲基的疏水性可以使DNA的双螺旋更稳定,这有利于保持遗传信息的稳定性.那么T从U进化而来还是U从T退化而来呢? 2.先有RNA还是先有DNA的问题. 分子进化的观点大多认为先有RNA,因为RNA既具有储存遗传信息的功能,还能具有酶活性.而DNA则是从RNA进化而来,因为DNA形成了双螺旋,结构更加稳定,U变成T也增强了稳定性. 但是,不管是T还是U,它们和A都是形成同样的两个氢键,所以都能和A配对.
单链环状dna复制过程中遵循碱基互补配对原则吗
遵循,DNA的复制和基因的表达(转录翻译)都遵循碱基互补配对原则
DNA复制,转录,翻译的原料,场所及遵循的碱基互补配对原则依次是什么?
原料:脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸核糖核苷酸场所:细胞核细胞核核糖体原则:A-T这个是DNA中的A-U这个是RNA中的G-C都有
DNA复制是什么?
DNA复制是指DNA分子在解旋酶的作用下解开双链,每条单链按照模板在DNA聚合酶作用下形成新的双链成为两个相同的DNA分子。
如何证明DNA复制延伸的方向是从5→3?
【答案】:将双脱氧核苷三磷酸(ddNTP)加到体外复制体系中,如果能够造成末端终止,则DNA复制的方向是5"→3",因为当DNA复制是3" →5"时,ddNTP无法参入到DNA链的生长端(无3"-羟基,不能与前一个核苷酸形成3",5"-磷酸二酯键),即5"端,因此不可能造成末端终止。
DNA复制过程,引物合成酶的底物是dNTP 还是 NTP??
楼上说的对,复制过程的起始需要引物合成酶先合成一小段RNA作为引物,底物是NTP。
在DNA复制中,dNTP与dNMP分别代表什么啊?
dNTP代表三磷酸脱氧核苷酸dNMP代表磷酸脱氧核苷酸N可以是A、G嘌呤和C、T嘧啶如dGTP三磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸dGMP磷酸鸟嘌呤脱氧核苷酸
为什么dna复制消耗脱氧核苷酸
很简单,脱氧核苷酸是合成DNA(DNA复制)的原料。就如同盖房子需要消耗建筑材料一样。
为什么DNA复制用的是核苷三磷酸而不是核苷一磷酸
因为 核苷三磷酸 实际上 三磷酸腺苷(ATP)而ATP生物体进行生命活动所需要的直接能源物质。DNA复制也需要大量能量,当然是它了。
真核生物和原核生物DNA复制的异同点?
原核生物与真核生物DNA复制共同的特点: 1分为起始、延伸、终止三个过程; 2必须有提供3"羟基末端的引物; 3亲代DNA分子为模板,四种脱氧三磷酸核苷(dNTP)为底物,多种酶及蛋白质 :DNA拓扑异构酶、DNA解链酶、单链结合蛋白、引物酶、 DNA聚合酶、RNA酶以及DNA连接酶等. 4一般为双向复制、半保留复制、半不连续复制. 原核生物与真核生物DNA复制不同的特点: 1真核生物为线性DNA,具有多个复制起始位点,形成多个复制叉,DNA聚合酶的移动速度较原核生物慢.原核生物为一般为环形DNA,具有单一复制起始位点. 2真核生物DNA复制只发生在细胞周期的S期,一次复制开始后在完成前不再进行复制,原核生物多重复制同时进行. 3真核生物复制子大小不一且并不同步. 4原核生物有9-mer和13-mer的重复序列构成的复制起始位点,而真核生物的复制起始位点无固定形式. 5真核生物有五种DNA聚合酶,需要Mg+.主要复制酶为DNA聚合酶δ(ε),引物由DNA聚合酶α合成.原核生物只有三种,主要复制酶为DNA聚合酶III. 6真核生物末端靠端粒酶补齐,而原核生物以多联体的形式补齐. 7真核生物冈崎片段间的RNA引物由核酸外切酶MF1去除,而原核生物冈崎片段由DNA聚合酶I去除.8真核生物DNA聚合酶γ负责线粒体DNA合成.9真核生物DNA聚合酶δ的高前进能力来自于RF-C蛋白与PCNA蛋白的互相作用.原核生物DNA聚合酶III的前进能力来自与γ复合体(夹钳装载机)与β亚基二聚体(β夹钳)的相互作用
为什么DNA复制用核苷三磷酸不用核甘一磷酸
因为核苷三磷酸上第二三个磷酸键为高能磷酸键,而核苷一磷酸上的磷酸键的键能为正常的磷酸键键能,因此用核苷三磷酸进行DNA的复制时,第二个高能磷酸键断开释放出焦磷酸,直接为DNA的复制提供了能量(DNA合成是一个吸收能量的反应),使DNA能够快速的复制。也就是说用核苷一磷酸合成DNA时由于其键能低而使反应不能进行或者反应速率缓慢。这也体现了生物体强调化学反应的高效性。
简述参与原核生物DNA复制的酶与蛋白质因子,以及它们在复制中的作用。
【答案】:①DNA-pol:原核生物DNA-polⅠ、Ⅱ、Ⅲ,DNA-polⅢ有聚合酶和核酸外切酶两种活性,在复制延长中起催化作用;polⅡ功能不详;polⅠ也有聚合酶和外切酶两种活性,有校读、切除引物、填补空隙和损伤修复功能。②解螺旋酶:在ATP或NAD+存在的条件下解开DNA双链。③拓扑异构酶:使复制中的DNA能解结、解连环,达到适度盘绕,有利于DNA解链。④SSB:结合并稳定解开的DNA模板单链。⑤引物酶:以NTP为原料催化合成领头链和随从链的引物。⑥DNA连接酶:连接碱基互补基础上双链中的单链缺口。
PCR与DNA复制有何异同?
PCR是DNA的体外扩增技术. DNA复制是有生命力的细胞在体内 自我复制的过程 ,属于体内扩增. PCR(聚合酶链式反应)原理 PCR是体外酶促合成特异DNA片段的方法,主要由高温变性、低温退火和适温延伸三个步骤反复的热循环构成:即在高温(95℃)下,待扩增的靶DNA双链受热变性成为两条单链DNA模板;而后在低温(37~55℃)情况下,两条人工合成的寡核苷酸引物与互补的单链DNA模板结合,形成部分双链;在Taq酶的最适温度(72℃)下,以引物3"端为合成的起点,以单核苷酸为原料,沿模板以5"→3"方向延伸,合成DNA新链.这样,每一双链的DNA模板,经过一次解链、退火、延伸三个步骤的热循环后就成了两条双链DNA分子.如此反复进行,每一次循环所产生的DNA均能成为下一次循环的模板,每一次循环都使两条人工合成的引物间的DNA特异区拷贝数扩增一倍,PCR产物得以2n的批数形式迅速扩增,经过25~30个循环后,理论上可使基因扩增109倍以上,实际上一般可达106~107倍. DNA复制过程: (一)复制的起始 1.螺旋的松弛与解链 ⑴拓扑异构酶---能改变DNA空间构像的酶 作用:DNA复制时松弛超螺旋,以利复制叉的行进及DNA合成,合成后再引向超螺旋. 功能:不清楚,可催化体外拓扑异构化反应,拓扑异构酶分两型. 拓扑异构酶I (topoisomerase-- I ) 作用:松弛超螺旋,不需ATP,作用机制:切开环状一条链、打结与解结 原核:拓扑异构酶I对负超螺旋作用>正超螺旋 真核:拓扑异构酶I对正、负超螺旋均有作用. 拓扑异构酶Ⅱ---旋转酶(gyrase) 作用:松弛超螺旋,作用机制:切开环状两条链、打结与解结、环连与解环连 ⑵解链酶 (helicase)---复制蛋白rep 作用:ATP供能时,解开DNA双链. 原核:编码解链酶的基因是dnaB.前导链结合rep蛋白,随从链结合解链酶II、Ⅲ ⑶单链结合蛋白(SSB) 作用:SSB与解开DNA单链结合,保护稳定DNA.与新复制DNA单链结合,以防其降解. 螺旋松弛与解链过程如图所示 2.引发 ⑴引物酶(primase) 作用:以DNA为模板,自5"→3"合成RNA小片段约十几到几十个核苷酸,3"末端为-OH. 原核:dnaG基因编码DnaG蛋白即引物酶. ⑵引发前体(preprimosome) 由多种蛋白因子组成复合物. 作用:合成RNA引物,沿随从链复制叉的行进方向移动,在不同部位,合成RNA引物. 小结:合成RNA引物,在引物3"-OH末段进行DNA片段合成. 二 DNA链的延长 反应体系:DNA模板,DNA聚合酶,dNTP,引物,Mg2+ 反应式:DNA+dNTP→(DNA)n+1+ppi 真核与原核中DNA聚合酶(DNA polymorase-DNApol): 有几种类型,作用方式相同,但各具特性及功能. 1.大肠杆菌DNA聚合酶(3种) ⑴pol I:催化5"→3"的聚合作用,合成20个核苷酸即离开模板,填充空隙. 3"→5"外切酶活性,去除错误碱基,有校对作用. 5"→3"外切酶活性,去除RNA引物及修正错误碱基. ⑵pol II:催化5"→3" DNA合成并具有3"→5"外切酶活性,体内功能不清楚. ⑶pol Ⅲ:DNA链延长起主要作用,细菌中以1000dNTP/秒进行聚合反应. 3"→5"外切酶活性,校对作用,与pol I配合使错误率降至10-6.如图所示 DNA复制的保真性:遵守严格的碱基配对规律.-聚合酶对碱基的选择功能.聚合酶对错误碱基的校读作用.以上三种作用确保了DNA复制的准确性. 2、真核生物DNA聚合酶 特性与大肠杆菌相似,共五种:α、β、γ、δ、ε ⑴polδ:催化前导链及随从链的合成,需增殖细胞核抗原蛋白PCNA的参与. ⑵polα:与引发酶配合,参与随从链的合成. ⑶RFA(replication factor A):DNA延长中RFA与单链结合起到SSB的作用. 三终止 连接酶(ligase):使相邻的DNA片段,以3",5"磷酸二酯键相连,需ATP供能.
DNA复制中,RNA转录和翻译中所用的所有酶以及酶的作用位置
DNA复制:DNA解旋酶、拓扑异构酶、DNA连接酶(细胞核) RNA转录:DNA解旋酶、转录酶、(细胞核) 翻译:氨基酸与tRNA结合需要氨酰tRNA合成酶;携带氨基酸的tRNA在核糖体上的位置移动需要肽基转移酶;氨基酸脱水缩合形成多肽链需要核糖体(即核酶,主要是rRNA催化生成多肽链);翻译过程还需要多种辅助因子的参与(细胞质)
DNA复制的拓扑性质是什么?
DNA复制的拓扑性质是催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。1、催化DNA链断开和结合的偶联反应,为了分析体外反应机制,用环状DNA为底物。在闭环状双链DNA的拓扑学转变中,要暂时的将DNA的一个链或两个链切断,根据异构体化的方式而分为二个型。切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶(top-oisomeraseⅠ),通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶(topoisomeraseⅡ)。属于Ⅰ型的拓扑异构酶,有大肠杆菌的ω蛋白(ω-protein,由分子量11万的单个多肽链所成)及各种真核细胞中存在的切断-结合酶(nicking-closingenzyme,分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的)。2、Ⅱ型拓扑异构酶,有存在于细菌中的DNA促旋酶、噬菌体T4的拓扑异构酶Ⅱ以及真核细胞中依赖ATP的拓扑异构酶Ⅱ等。另外,噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φX174的基因A的产物等也具有切断—结合酶的活性,可认为是拓扑异构酶之一种。3、Ⅰ型拓扑异构酶不需要ATP的能量而催化异构体化,作为反应的中间产物,在原核生物来说是游离型的5′-OH末端扣3′-磷酸末端与酶形成共价键,而真核生物是3′-OH末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。此酯键中所贮存的能量,可能在切断端的再结合上起着作用。4、Ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种:使超螺旋DNA在每一切断—结合反应中,使L数(参见DNA拓扑学异构体)发生一种变化,即松弛,使单链DNA打结(topologicalknot)或解结。另外在二个环状双链DNA一个分子的一个链切断时,形成链环状二聚体的分子(ca-tenane)。在Ⅱ型拓扑异构酶中,DNA促旋酶可单独催化闭环状DNA产生超螺旋,这是独特的。5、其它二个型的酶,除可使超螺旋松弛也需要ATP的能量外,还可催化促旋酶的催化反应。真核细胞的拓扑异构酶Ⅰ,参与核小体的形成,细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。促旋酶和T4拓扑异构酶Ⅱ参与DNA的复制和转录过程。
DNA拓扑异构酶在DNA复制中有何作用
DNA拓扑异构酶(DNA topoisomerase)DNA具有拓扑性质。拓扑性质是指物体或图像作弹性移动而又保持物体不变的性质。碱基顺序相同但连环数/拓扑环绕数不同的两个双链DNA分子称为拓扑异构体。能催化DNA拓扑异构体互变的一类酶称为拓扑异构酶。
DNA复制有关酶的作用顺序,为什么拓扑异构酶在解链酶的前面?
DNA在复制前不是以简单的双螺旋状态存在的,而是处于超螺旋状态,只有先用拓扑异构酶把超螺旋消除掉,产生一段双螺旋状态的DNA,才能让解链酶发挥作用。这一段复制完成后再一次复原,复制叉向前移动。参见网页链接
叙述原核生物DNA复制的起始过程
原核生物DNA复制 1.DNA双螺旋的解旋 拓扑异构酶解开负超螺旋,并与解链酶共同作用,在复制起始点处解开双链。一旦局部解开双链,SSB蛋白稳定解开的单链。 (大部分DNA解链酶可沿后随链5'→3'方向并随着复制叉前进而移动,只有另一种解链是沿前导链3'→5'方向移动;SSB蛋白与DNA结合时表现出协同效应,以四聚体形式存在复制叉处,单链复制完成后离开) 2.DNA复制的引发与延伸 前导链的引发与延伸:引发酶(一种特殊的RNA聚合酶)在DNA模板上合成一段RNA链,提供引发末端,后DNA聚合酶从RNA引物3'端开始合成新的DNA链。 后随链的引发与延伸:引发前体把6种蛋白质n,n",n”,DnaB,C合在一起并与引发酶组装成引发体,引发体在后随链分叉方向前进,断断续续引发后随链的引物RNA短链,再DNA聚合酶Ⅲ作用合成DNA,直至遇到下一个引物或者冈崎片段。由RNaseH降解RNA引物并由DNA聚合酶Ⅰ将缺口补齐,再由DNA连接酶将两个冈崎片段连在一起形成大分子DNA。3.复制的终止 复制叉遇到约22个碱基的重复性终止子序列(Ter)时,Ter-Tus复合物能使DnaB不再将DNA解链,复制叉不能前进,等反方向的复制叉到达后,其间未被复制的50~100bp由DNA修复机制填补空缺。拓扑异构酶Ⅳ使复制叉解体,释放子链DNA。 性质DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ3"→5"+++5"→3"+--新生链合成--+3"→5"核酸外切酶:从核酸的3"游离羟基端逐一水解核酸链(能辨认错配的碱基并水解) 5"→3"核酸外切酶:从5"游离磷酸基团端逐一水解核苷酸链(切除突变DNA片段)
DNA复制时,新链是怎样合成的?
连续合成的那条链的合成方向与复制叉的前进方向相同,称为前导链;不连续合成的那条链的合成方向与复制叉的前进方向相反,先合成冈崎片段,之后再形成完整的链,称为后随链;望采纳
高一生物 下列有关DNA复制过程的叙述中,正确的顺序是
看完你就懂了1.DNA双螺旋的解旋 DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,而复制叉的形成则是由多种蛋白质及酶参与的较复杂的复制过程 (1)单链DNA结合蛋白(single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白) ssbDNA蛋白是较牢固的结合在单链DNA上的蛋白质。原核生物ssbDNA蛋白与DNA结合时表现出协同效应:若第1个ssbDNA蛋白结合到DNA上去能力为1,第2个的结合能力可高达103;真核生物细胞中的ssbDNA蛋白与单链DNA结合时则不表现上述效应。ssbDNA蛋白的作用是保证解旋酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构,它以四聚体的形式存在于复制叉处,待单链复制后才脱下来,重新循环。所以,ssbDNA蛋白只保持单链的存在,不起解旋作用。 (2)DNA解链酶(DNA helicase) DNA解链酶能通过水解ATP获得能量以解开双链DNA。这种解链酶分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在。如果双链DNA中有单链末端或切口,则 DNA解链酶可以首先结合在这一部分,然后逐步向双链方向移动。复制时,大部分DNA解旋酶可沿滞后模板的5"—〉3"方向并随着复制叉的前进而移动,只有个别解旋酶(Rep蛋白)是沿着3"—〉5"方向移动的。故推测Rep蛋白和特定DNA解链酶是分别在DNA的两条母链上协同作用以解开双链DNA。 (3)DNA解链过程 DNA在复制前不仅是双螺旋而且处于超螺旋状态,而超螺旋状态的存在是解链前的必须结构状态,参与解链的除解链酶外还有一些特定蛋白质,如大肠杆菌中的 Dna蛋白等。一旦DNA局部双链解开,就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开的单链,保证此局部不会恢复成双链。两条单链DNA复制的引发过程有所差异,但是不论是前导链还是后随链,都需要一段RNA引物用于开始子链DNA的合成。因此前导链与后随链的差别在于前者从复制起始点开始按5"—3"持续的合成下去,不形成冈崎片段,后者则随着复制叉的出现,不断合成长约2—3kb的冈崎片段。 2.冈崎片段与半不连续复制 因DNA的两条链是反向平行的,故在复制叉附近解开的DNA链,一条是5"—〉3"方向,另一条是3"—〉5"方向,两个模板极性不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5"—〉3"方向,不是3"—〉5"方向,因而无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。为解释DNA两条链各自模板合成子链等速复制现象,日本学者冈崎(Okazaki)等人提出了DNA的半连续复制(semidiscontinuous replication)模型。1968年冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌,提取DNA,变性后用超离心方法得到了许多3H 标记的,被后人称作冈崎片段的DNA。延长标记时间后,冈崎片段可转变为成熟DNA链,因此这些片段必然是复制过程中的中间产物。另一个实验也证明DNA 复制过程中首先合成较小的片段,即用DNA连接酶温度敏感突变株进行试验,在连接酶不起作用的温度下,便有大量小DNA片段积累,表明DNA复制过程中至少有一条链首先合成较短的片段,然后再由连接酶链成大分子DNA。一般说,原核生物的冈崎片段比真核生物的长。深入研究还证明,前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界具有普遍性,故称为DNA双螺旋的半不连续复制。 3.复制的引发和终止 所有的DNA的复制都是从一个固定的起始点开始的,而DNA聚合酶只能延长已存在的DNA链,不能从头合成DNA链,新DNA的复制是如何形成的?经大量实验研究证明,DNA复制时,往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物,再由聚合酶从RNA引物3"端开始合成新的DNA链。对于前导链来说,这一引发过程比较简单,只要有一段RNA引物,DNA聚合酶就能以此为起点,一直合成下去。对于后随链,引发过程较为复杂,需要多种蛋白质和酶参与。后随链的引发过程由引发体来完成。引发体由6种蛋白质构成,预引体或引体前体把这6种蛋白质结合在一起并和引发酶或引物过程酶进一步组装形成引发体。引发体似火车头一样在后随链分叉的方向前进,并在模板上断断续续的引发生成滞后链的引物RNA短链,再由DNA聚合酶 III 作用合成DNA,直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。由RNA酶H降解RNA引物并由DNA聚合酶 I 将缺口补齐,再由DNA连接酶将每两个冈崎片段连在一起形成大分子DNA.。 (四)端粒和端粒酶 1941年美籍印度人麦克林托克(Mc Clintock)就提出了端粒(telomere)的假说,认为染色体末端必然存在一种特殊结构——端粒。现在已知染色体端粒的作用至少有二:① 保护染色体末端免受损伤,使染色体保持稳定;② 与核纤层相连,使染色体得以定位。 在弄清楚DNA复制过程之后,20世纪70年代科学家对DNA复制时新链5"端的RNA引物被切除后,空缺是如何被填补的提出了质疑。如不填补岂不是 DNA每复制一次就短一点。以后随链复制为例,当RNA引物被切除后,冈崎片段之间是由DNA聚合酶 I 催化合成的DNA填补之,然后再由DNA连接酶将它们连接成一条完整的链。但是DNA聚合酶 I 催化合成DNA时,需要自由3"—OH作为引物,最后余下子链的5"无法填补,于是染色体就短了一点。 在正常体细胞中普遍存在着染色体酶复制一次端粒就短一次的现象。人们推测,可能一旦端粒缩短到某一阈限长度一下时,他们就会发出一个警报,指令细胞进入衰老;或许是当细胞判断出它们的染色体已变得太短了,于是分裂也就停止了,造成正常体细胞寿命有一定界限。但是在癌细胞中染色体端粒却一直维持在一定长度上,这是为什么?这是因为DNA复制后,把染色体末端短缺部分补上需要端粒酶,这是一种含有RNA的酶,它既解决了模板,又解决了引物的问题。在生殖细胞和85%癌细胞中都测出了端粒酶具有活性,但是在正常体细胞中却无活性,20世纪90年代中期,Blackburn首次在原生动物中克隆出端粒酶基因。 端粒酶在癌细胞中具有活性,它不仅使癌细胞可以不断分裂增生,而且它为癌变前的细胞或已经是癌性的细胞提供了时间,以积累附加的突变,即等于增加它们复制,侵入和最终转移的能力。同时人们也由此萌生了开发以端粒为靶的药物,即通过抑制癌细胞中端粒酶活性而达到治疗癌症的目的。 至于真核细胞DNA末端的结构特点,早就在1978年Blackburn就以原生动物四膜出(一种纤毛虫)为例说明之:① 迥纹形式的发夹环;② 仅由C,A组成的简单序列大量重复(C4A2)20~70;③ 链上有许多缺口(nicks)。
生物DNA双螺旋结构和DNA复制的问题!答的好有加分!
你说的第一个问题和双螺旋结构没什么关系,是DNA的一级结构。核酸是由很多单核苷酸聚合形成的多聚核苷酸(polynucleotide),DNA的一级结构即是指四种核苷酸(dAMP、dCMP、dGMP、dTMP)按照一定的排列顺序,通过磷酸二酯键连接形成的多核苷酸,由于核苷酸之间的差异仅仅是碱基的不同,故又可称为碱基顺序。核苷酸之间的连接方式是:一个核苷酸的5′位磷酸与下一位核苷酸的3′-OH形成3′,5′磷酸二酯键,构成不分支的线性大分子,其中磷酸基和戊糖基构成DNA链的骨架,可变部分是碱基排列顺序。核酸是有方向性的分子,即核苷酸的戊糖基的5′位不再与其它核苷酸相连的5′末端,以及核苷酸的戊糖基3′位不再连有其它核苷酸的3′末端,两个末端并不相同,生物学特性也有差异。DNA的复制过程(一)DNA的半保留复制Waston和Click在提出DNA双螺旋结构模型时曾就DNA复制过程进行过研究,他们推测,DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂,双螺旋解旋分开,每条链分别作模板合成新链,每个子代DNA的一条链来自亲代,另一条则是新合成的,故称之为半保留式复制(semiconservative replication)。(二)DNA复制的起始,方向和速度 DNA在复制时,双链DNA解旋成两股分别进行。其复制过程的复制起点呈现叉子的形式,故称复制叉。以复制叉向前移动的方向为标准,一条模板链为3"—〉 5"走向,在其上DNA能以5"—〉3"方向连续合成,称为前导链(leading strand);另一条模板链为5"—〉3"走向,在其上DNA也是5"—〉3"方向合成,但与复制叉移动的方向正好相反,故随着复制叉的移动形成许多不连续的冈崎片段,最后在连成一条完整的DNA链,该链称为后随链(lagging strand)。实验证明DNA的复制是由一个固定的起始点开始的。一般把生物体的单个复制单位称为复制子。一个复制子只含一个复制起点。一般说,细菌,病毒即线粒体DNA分子均作为单个复制子完成其复制,真核生物基因组可以同时在多个复制起点上进行双向复制,即它们的基因组包括多个复制子。多方面的实验结果表明,大多数生物内DNA的复制都是从固定的起始点以双向等速方式进行的。复制叉以DNA分子上某一特定顺序为起始点,向两个方向等速生长前进。(三)DNA复制过程 以原核生物DNA复制过程予以简要说明1.DNA双螺旋的解旋 DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,而复制叉的形成则是由多种蛋白质及酶参与的较复杂的复制过程(1)单链DNA结合蛋白(single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白) ssbDNA蛋白是较牢固的结合在单链DNA上的蛋白质。原核生物ssbDNA蛋白与DNA结合时表现出协同效应:若第1个ssbDNA蛋白结合到DNA上去能力为1,第2个的结合能力可高达103;真核生物细胞中的ssbDNA蛋白与单链DNA结合时则不表现上述效应。ssbDNA蛋白的作用是保证解旋酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构,它以四聚体的形式存在于复制叉处,待单链复制后才脱下来,重新循环。所以,ssbDNA蛋白只保持单链的存在,不起解旋作用。(2)DNA解链酶(DNA helicase) DNA解链酶能通过水解ATP获得能量以解开双链DNA。这种解链酶分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在。如果双链DNA中有单链末端或切口,则 DNA解链酶可以首先结合在这一部分,然后逐步向双链方向移动。复制时,大部分DNA解旋酶可沿滞后模板的5"—〉3"方向并随着复制叉的前进而移动,只有个别解旋酶(Rep蛋白)是沿着3"—〉5"方向移动的。故推测Rep蛋白和特定DNA解链酶是分别在DNA的两条母链上协同作用以解开双链DNA。(3)DNA解链过程 DNA在复制前不仅是双螺旋而且处于超螺旋状态,而超螺旋状态的存在是解链前的必须结构状态,参与解链的除解链酶外还有一些特定蛋白质,如大肠杆菌中的 Dna蛋白等。一旦DNA局部双链解开,就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开的单链,保证此局部不会恢复成双链。两条单链DNA复制的引发过程有所差异,但是不论是前导链还是后随链,都需要一段RNA引物用于开始子链DNA的合成。因此前导链与后随链的差别在于前者从复制起始点开始按5"—3"持续的合成下去,不形成冈崎片段,后者则随着复制叉的出现,不断合成长约2—3kb的冈崎片段。2.冈崎片段与半不连续复制 因DNA的两条链是反向平行的,故在复制叉附近解开的DNA链,一条是5"—〉3"方向,另一条是3"—〉5"方向,两个模板极性不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5"—〉3"方向,不是3"—〉5"方向,因而无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。为解释DNA两条链各自模板合成子链等速复制现象,日本学者冈崎(Okazaki)等人提出了DNA的半连续复制(semidiscontinuous replication)模型。1968年冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌,提取DNA,变性后用超离心方法得到了许多3H 标记的,被后人称作冈崎片段的DNA。延长标记时间后,冈崎片段可转变为成熟DNA链,因此这些片段必然是复制过程中的中间产物。另一个实验也证明DNA 复制过程中首先合成较小的片段,即用DNA连接酶温度敏感突变株进行试验,在连接酶不起作用的温度下,便有大量小DNA片段积累,表明DNA复制过程中至少有一条链首先合成较短的片段,然后再由连接酶链成大分子DNA。一般说,原核生物的冈崎片段比真核生物的长。深入研究还证明,前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界具有普遍性,故称为DNA双螺旋的半不连续复制。3.复制的引发和终止 所有的DNA的复制都是从一个固定的起始点开始的,而DNA聚合酶只能延长已存在的DNA链,不能从头合成DNA链,新DNA的复制是如何形成的?经大量实验研究证明,DNA复制时,往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物,再由聚合酶从RNA引物3"端开始合成新的DNA链。对于前导链来说,这一引发过程比较简单,只要有一段RNA引物,DNA聚合酶就能以此为起点,一直合成下去。对于后随链,引发过程较为复杂,需要多种蛋白质和酶参与。后随链的引发过程由引发体来完成。引发体由6种蛋白质构成,预引体或引体前体把这6种蛋白质结合在一起并和引发酶或引物过程酶进一步组装形成引发体。引发体似火车头一样在后随链分叉的方向前进,并在模板上断断续续的引发生成滞后链的引物RNA短链,再由DNA聚合酶 III 作用合成DNA,直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。由RNA酶H降解RNA引物并由DNA聚合酶 I 将缺口补齐,再由DNA连接酶将每两个冈崎片段连在一起形成大分子DNA.。(四)端粒和端粒酶 1941年美籍印度人麦克林托克(Mc Clintock)就提出了端粒(telomere)的假说,认为染色体末端必然存在一种特殊结构——端粒。现在已知染色体端粒的作用至少有二:① 保护染色体末端免受损伤,使染色体保持稳定;② 与核纤层相连,使染色体得以定位。 在弄清楚DNA复制过程之后,20世纪70年代科学家对DNA复制时新链5"端的RNA引物被切除后,空缺是如何被填补的提出了质疑。如不填补岂不是 DNA每复制一次就短一点。以后随链复制为例,当RNA引物被切除后,冈崎片段之间是由DNA聚合酶 I 催化合成的DNA填补之,然后再由DNA连接酶将它们连接成一条完整的链。但是DNA聚合酶 I 催化合成DNA时,需要自由3"—OH作为引物,最后余下子链的5"无法填补,于是染色体就短了一点。在正常体细胞中普遍存在着染色体酶复制一次端粒就短一次的现象。人们推测,可能一旦端粒缩短到某一阈限长度一下时,他们就会发出一个警报,指令细胞进入衰老;或许是当细胞判断出它们的染色体已变得太短了,于是分裂也就停止了,造成正常体细胞寿命有一定界限。但是在癌细胞中染色体端粒却一直维持在一定长度上,这是为什么?这是因为DNA复制后,把染色体末端短缺部分补上需要端粒酶,这是一种含有RNA的酶,它既解决了模板,又解决了引物的问题。在生殖细胞和85%癌细胞中都测出了端粒酶具有活性,但是在正常体细胞中却无活性,20世纪90年代中期,Blackburn首次在原生动物中克隆出端粒酶基因。端粒酶在癌细胞中具有活性,它不仅使癌细胞可以不断分裂增生,而且它为癌变前的细胞或已经是癌性的细胞提供了时间,以积累附加的突变,即等于增加它们复制,侵入和最终转移的能力。同时人们也由此萌生了开发以端粒为靶的药物,即通过抑制癌细胞中端粒酶活性而达到治疗癌症的目的。至于真核细胞DNA末端的结构特点,早就在1978年Blackburn就以原生动物四膜出(一种纤毛虫)为例说明之:① 迥纹形式的发夹环;② 仅由C,A组成的简单序列大量重复(C4A2)20~70;③ 链上有许多缺口(nicks)。
参与DNA复制的Dna G是什么物质,中文名字是什么?
是一种引发酶(primase),是在特定环境下发挥作用的RNA聚合酶。dna G基因的产物。它的作用主要在后随链复制时体现。后随链的引发是由引发体(primosome)来完成的,引发前体(preprimosome)把6种蛋白质(n、n"、n""、Dna B、Dna C和I)合并在一起再和引发酶进一步组装后就行成了有功效的引发体,才能引发后随链的片段复制。
为什么DNA复制会有半不连续性
我是这样想的,因为前导链是顺复制差前进方向的,而后随链由于受dna聚合酶的限制而必须逆复制差方向行进,为了保证两者的同时性(因为dna复制是边解旋边复制的),必然会出现不连续性。你可以想象一下,如果不是以不连续性复制的话,那么就无法保证两条子链的同时形成,就必然会导致内部复制紊乱。如果要解释的话,这样想或许可以解释得通,不过事实上是因为:dna在复制时需要一小段rna作为引物,由于rna在后随链上的结合位点有多个,因此dna相应的也会由多个起始复制位,自然会出现半不连续性。
参与大肠杆菌DNA复制的主要聚合酶是________________,
参与大肠杆菌DNA复制的主要聚合酶是(DNA聚合酶Ⅲ),该酶在复制体上组装成(不对称)二聚体,分别负责(前导)链和(后随)链的合成,已有证据表明后随链的模板在复制中不断形成(环(loop))结构。
dna复制如何进行?
在有丝分裂间期(s期)DNA在酶的作用下打开双链并开始复制,两链同时复制复制完后就是姐妹染色单体了转录时一条是模板链一条是配位链,那个是那个是由RNA结合位点来决定的
噬菌体dna复制酶来源于
逆转录酶原本来自病毒,是它们突破细胞防御的手段,后来却在感染时把制造这种酶的基因遗留在了细胞内,结果赋予了共祖逆转录的能力,核糖细胞因此进化成了逆转录细胞,共祖从此开始把DNA用作遗传物质。那么,当时的共祖要怎样复制DNA呢?严格地说,作为逆转录细胞的共祖还不能复制DNA,它们只是先把DNA转录成RNA,再把RNA逆转录成DNA,整个过程中都不存在中心法则最左边那个从DNA到DNA的箭头。它们甚至还不能自主地解开DNA的双螺旋,因为白烟囱里的温度波动已经足以解开双链,而且效率可能非常高,共祖没有足够的选择压力进化出一套专门的解旋酶。但是随着末祖逐渐分化成细菌和古菌,拥有了越来越独立自主的物质能量代谢,就会试探着向白烟囱里的“偏远地区”扩散,那里的氢离子梯度更小,温度波动也更不明显,所以细菌和古菌还必须各自进化出一套DNA复制系统,让中心法则也独立自主起来。这就是尤金·库宁的推测了。福泰尔是一个非常杰出的病毒学家,在他的眼中,这个推测很好,但是远远不够充分。他认为随着末祖一同探索“偏远地区”的,必然还有那些感染末祖的病毒,病毒虽然没有独立的新陈代谢,但它们传递遗传信息的需求恐怕会比末祖更加迫切。毕竟那就是它们唯一的生存之道,只有以最快的速度复制自己,才有可能继续感染更多的细胞。所以病毒面临着同样的选择压力,同样需要进化出一套独立复制DNA的酶系统。当然,病毒只是进化这套酶系统的基因出来,真正把这套基因变成酶系统的,还是那些受感染的细胞。这种“殖民关系”让病毒的进化成果随时可能转移到细胞的基因组里。所以,我们既然要揭开DNA复制系统起源之谜,如果只关注细胞而不考虑病毒,那就未免有些狭隘了。病毒自己没有新陈代谢的能力,全靠“劫持”细胞的酶系统才能复制自己,但这并不意味着病毒就完全没有自己的酶系统,恰恰相反,专门编码一些最适合自己,能够大幅提高感染后的复制效率的酶,所以复制DNA的酶系统在病毒的基因组里非常多见。病毒的DNA基因组有单链的,也有双链的。单链DNA复制起来与单链RNA完全一样,就连使用的聚合酶都非常类似,没什么可讨论的。而双链DNA就有不同的情况了。双链RNA病毒和某些双链DNA病毒,比如经常造成上呼吸道感染的腺病毒,根本就没有解决上一节的难题,它们真的是先等解旋酶把双链彻底解开,才从整个后随链的3"端开始另一次DNA聚合。这样做的确很简单,它们使用的DNA聚合酶也都与RNA聚合酶像极了,但是后随链的复制也延迟得太多了:在解旋酶解旋的时候,前导链已经复制了一条,等后随链终于开始复制的时候,那个前导链也可以开始第二轮复制了。而且前导链每复制一次,都意味着同时产生了又一条后随链,结果就是一轮一轮地复制下来,数不清的后随链都堆积在那里来不及复制,这是非常糟糕的事情。另外一些双链DNA病毒就开始缩短后随链的延迟,它们不等后随链的3"端完全解开,就能选择一个局部的3"端开始复制了
DNA复制的多个起点并不是同时开始复制的?这句话对么?
对的DNA的复制是一个边解旋边复制的过程。复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫解旋。然后,以解开的每一段母链为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基配对互补配对原则,在DNA聚合酶的作用下,各自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行,新合成的子链也不断地延伸,同时,每条子链与其母链盘绕成双螺旋结构,从而各形成一个新的DNA分子。这样,复制结束后,一个DNA分子,通过细胞分裂分配到两个子细胞中去! 注:复制时遵循碱基互补配对原则,复制发生在细胞分裂的间期。 DNA是遗传信息的载体,故亲代DNA必须以自身分子为模板准确的复制成两个拷贝,并分配到两个子细胞中去,完成其遗传信息载体的使命。而DNA的双链结构对于维持这类遗传物质的稳定性和复制的准确性都是极为重要的。 (一)DNA的半保留复制 Waston和Click在提出DNA双螺旋结构模型时曾就DNA复制过程进行过研究,他们推测,DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂,双螺旋解旋分开,每条链分别作模板合成新链,每个子代DNA的一条链来自亲代,另一条则是新合成的,故称之为半保留式复制(semiconservative replication)。 1958年Meselson和Stahl进行了如图8-3-5的实验证明了DNA分子是以半保留方式进行自我复制的。图8-3-5 Meselson和Stahl证明DNA半保留复制的实验 (二)DNA复制的起始,方向和速度 DNA在复制时,双链DNA解旋成两股分别进行。其复制过程的复制起点呈现叉子的形式,故称复制叉。以复制叉向前移动的方向为标准,一条模板链为3"—〉5"走向,在其上DNA能以5"—〉3"方向连续合成,称为前导链(leading strand);另一条模板链为5"—〉3"走向,在其上DNA也是5"—〉3"方向合成,但与复制叉移动的方向正好相反,故随着复制叉的移动形成许多不连续的冈崎片段,最后在连成一条完整的DNA链,该链称为后随链(lagging strand)。实验证明DNA的复制是由一个固定的起始点开始的。一般把生物体的单个复制单位称为复制子。一个复制子只含一个复制起点。一般说,细菌,病毒即线粒体DNA分子均作为单个复制子完成其复制,真核生物基因组可以同时在多个复制起点上进行双向复制,即它们的基因组包括多个复制子。多方面的实验结果表明,大多数生物内DNA的复制都是从固定的起始点以双向等速方式进行的。复制叉以DNA分子上某一特定顺序为起始点,向两个方向等速生长前进。图8-3-6 DNA复制过程 DNA复制过程 (三)DNA复制过程 以原核生物DNA复制过程予以简要说明 1.DNA双螺旋的解旋 DNA在复制时,其双链首先解开,形成复制叉,而复制叉的形成则是由多种蛋白质及酶参与的较复杂的复制过程 (1)单链DNA结合蛋白(single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白) ssbDNA蛋白是较牢固的结合在单链DNA上的蛋白质。原核生物ssbDNA蛋白与DNA结合时表现出协同效应:若第1个ssbDNA蛋白结合到DNA上去能力为1,第2个的结合能力可高达103;真核生物细胞中的ssbDNA蛋白与单链DNA结合时则不表现上述效应。ssbDNA蛋白的作用是保证解旋酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构,它以四聚体的形式存在于复制叉处,待单链复制后才脱下来,重新循环。所以,ssbDNA蛋白只保持单链的存在,不起解旋作用。(2)DNA解链酶(DNA helicase) DNA解链酶能通过水解ATP获得能量以解开双链DNA。这种解链酶分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在。如果双链DNA中有单链末端或切口,则DNA解链酶可以首先结合在这一部分,然后逐步向双链方向移动。复制时,大部分DNA解旋酶可沿滞后模板的5"—〉3"方向并随着复制叉的前进而移动,只有个别解旋酶(Rep蛋白)是沿着3"—〉5"方向移动的。故推测Rep蛋白和特定DNA解链酶是分别在DNA的两条母链上协同作用以解开双链DNA。(3)DNA解链过程 DNA在复制前不仅是双螺旋而且处于超螺旋状态,而超螺旋状态的存在是解链前的必须结构状态,参与解链的除解链酶外还有一些特定蛋白质,如大肠杆菌中的Dna蛋白等。一旦DNA局部双链解开,就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开的单链,保证此局部不会恢复成双链。两条单链DNA复制的引发过程有所差异,但是不论是前导链还是后随链,都需要一段RNA引物用于开始子链DNA的合成。因此前导链与后随链的差别在于前者从复制起始点开始按5"—3"持续的合成下去,不形成冈崎片段,后者则随着复制叉的出现,不断合成长约2—3kb的冈崎片段。 2.冈崎片段与半不连续复制 因DNA的两条链是反向平行的,故在复制叉附近解开的DNA链,一条是5"—〉3"方向,另一条是3"—〉5"方向,两个模板极性不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5"—〉3"方向,不是3"—〉5"方向,因而无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。为解释DNA两条链各自模板合成子链等速复制现象,日本学者冈崎(Okazaki)等人提出了DNA的半连续复制(semidiscontinuous replication)模型。1968年冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌,提取DNA,变性后用超离心方法得到了许多3H标记的,被后人称作冈崎片段的DNA。延长标记时间后,冈崎片段可转变为成熟DNA链,因此这些片段必然是复制过程中的中间产物。另一个实验也证明DNA复制过程中首先合成较小的片段,即用DNA连接酶温度敏感突变株进行试验,在连接酶不起作用的温度下,便有大量小DNA片段积累,表明DNA复制过程中至少有一条链首先合成较短的片段,然后再由连接酶链成大分子DNA。一般说,原核生物的冈崎片段比真核生物的长。深入研究还证明,前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界具有普遍性,故称为DNA双螺旋的半不连续复制。 3.复制的引发和终止 所有的DNA的复制都是从一个固定的起始点开始的,而DNA聚合酶只能延长已存在的DNA链,不能从头合成DNA链,新DNA的复制是如何形成的?经大量实验研究证明,DNA复制时,往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物,再由聚合酶从RNA引物3"端开始合成新的DNA链。对于前导链来说,这一引发过程比较简单,只要有一段RNA引物,DNA聚合酶就能以此为起点,一直合成下去。对于后随链,引发过程较为复杂,需要多种蛋白质和酶参与。后随链的引发过程由引发体来完成。引发体由6种蛋白质构成,预引体或引体前体把这6种蛋白质结合在一起并和引发酶或引物过程酶进一步组装形成引发体。引发体似火车头一样在后随链分叉的方向前进,并在模板上断断续续的引发生成滞后链的引物RNA短链,再由DNA聚合酶 III 作用合成DNA,直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。由RNA酶H降解RNA引物并由DNA聚合酶 I 将缺口补齐,再由DNA连接酶将每两个冈崎片段连在一起形成大分子DNA.。 (四)端粒和端粒酶 1941年美籍印度人麦克林托克(Mc Clintock)就提出了端粒(telomere)的假说,认为染色体末端必然存在一种特殊结构——端粒。现在已知染色体端粒的作用至少有二:① 保护染色体末端免受损伤,使染色体保持稳定;② 与核纤层相连,使染色体得以定位。 在弄清楚DNA复制过程之后,20世纪70年代科学家对DNA复制时新链5"端的RNA引物被切除后,空缺是如何被填补的提出了质疑。如不填补岂不是DNA每复制一次就短一点。以后随链复制为例,当RNA引物被切除后,冈崎片段之间是由DNA聚合酶 I 催化合成的DNA填补之,然后再由DNA连接酶将它们连接成一条完整的链。但是DNA聚合酶 I 催化合成DNA时,需要自由3"—OH作为引物,最后余下子链的5"无法填补,于是染色体就短了一点。 在正常体细胞中普遍存在着染色体酶复制一次端粒就短一次的现象。人们推测,可能一旦端粒缩短到某一阈限长度一下时,他们就会发出一个警报,指令细胞进入衰老;或许是当细胞判断出它们的染色体已变得太短了,于是分裂也就停止了,造成正常体细胞寿命有一定界限。但是在癌细胞中染色体端粒却一直维持在一定长度上,这是为什么?这是因为DNA复制后 ,把染色体末端短缺部分补上需要端粒酶,这是一种含有RNA的酶,它既解决了模板,又解决了引物的问题。在生殖细胞和85%癌细胞中都测出了端粒酶具有活性,但是在正常体细胞中却无活性,20世纪90年代中期,Blackburn首次在原生动物中克隆出端粒酶基因。 端粒酶在癌细胞中具有活性,它不仅使癌细胞可以不断分裂增生,而且它为癌变前的细胞或已经是癌性的细胞提供了时间,以积累附加的突变,即等于增加它们复制,侵入和最终转移的能力。同时人们也由此萌生了开发以端粒为靶的药物,即通过抑制癌细胞中端粒酶活性而达到治疗癌症的目的。 至于真核细胞DNA末端的结构特点,早就在1978年Blackburn就以原生动物四膜出(一种纤毛虫)为例说明之:① 迥纹形式的发夹环;② 仅由C,A组成的简单序列大量重复(C4A2)20~70;③ 链上有许多缺口(nicks)。
DNA复制完后,后随链的冈崎片段是留在后随链上还是被切去?
留着链上,其实冈崎片段就是合成的DNA链,因为是反向的,所以是一小段一小段的接上去的,另外一条链则是一个碱基一个碱基的连上的
DNA复制特点
半保留复制、双向复制等。1、半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一股作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制(semiconservativereplication).DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。2、有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点(复制子).在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。3、需要引物(primer):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,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。4、双向复制:DNA复制时,以复制起始点为中心,向两个方向进行复制.但在低等生物中,也可进行单向复制。
DNA复制时为什么前导链是连续复制,而后随链是以不连续的方式复制
DNA复制是有方向的,只能沿着3撇端向5撇端复制(或者说只能沿着5撇端向3撇端合成),反过来的话是不可以的,考虑到DNA本身两条链是反向平行的,所以复制的时候一条链是连续的,一条链是不连续的(间断). 注:这是老教材上面有关DNA复制的一个特点,现行教材不再提这个问题,有些题目上涉及到的话会告诉你具体原理,不必深究,具体内容要到大学阶段会涉及到.
dna复制两条同时进行的吗
高中生物书上的图片不需要纠结,本来就是错的. DNA分子在复制时,两条链同时进行复制.但是复制叉的异动方向只有一个,也就造成了一条链是沿5"-3"方向,而另一条链是相反的.也就是一条前导链(连续合成),一条后随链(非连续合成). 在DNA复制时,后随链会折叠一个角度,和前导链一起被DNA聚合酶催化合成,但后随链形成的片段是断断续续的,称之为冈崎片段,最后需要DNA连接酶连接起来.
关于DNA复制前导链5‘末端引物被切除之后如何被补齐的问题?求解
一般认为,前导链在DNA的合成过程中引发一次,然后连续合成与其互补的子代链,而后随链需要引发多次。前导链和后随链都需要由引发酶合成的RNA做引物。在大肠杆菌中,这段RNA引物的切除由DNA聚合酶I完成,此酶具有5"-3"外切核酸酶的活性。在真核生物内,好像是RNA酶H1和5"→3"外切核酸酶MF1共同作用切除RNA引物。后随链的合成过程中,冈崎片段前面的引物RNA也是由DNA聚合酶I切除的,然后由DNA聚合酶I填补切除引物后留下的缺口,最后由DNA连接酶连接冈崎片段。真核生物前导链的引物切除后产生的缺口正常情况下无法填补,以粘性末端的形式存在,除非细胞内有端粒酶的活性,由端粒酶延伸复制过程中产生的5"末端隐缩。但无论有无端粒酶活性,染色体的末端都是粘性末端,以特殊的T-loop和D-loop的形式将末端保护起来。