发布网友 发布时间:2024-10-03 05:19
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热心网友 时间:2024-10-03 21:19
DNA复制的独特性在于两条链的反向平行结构,其中一条链(5'→3')作为模板,而DNA聚合酶的合成方向却是3'→5'。这就提出了一个疑问:5'→3'链是如何在保持模板功能的同时进行复制的?对此,1968年冈崎提出了DNA不连续复制模型(参见图P418的34-18)。
在DNA复制过程中,两条链有所区分。一条3'→5'走向的链作为前导链,其合成方向与复制叉一致,即5'→3',而另一条5'→3'走向的模板链称为滞后链,其合成是不连续的。滞后链先形成一系列冈崎片段,每个片段都是由多个5'→3'方向的DNA片段连接而成。RNA引物的存在是DNA聚合酶合成新链的必要条件,而DNA聚合酶仅能催化已有链的延长,RNA聚合酶则能在模板存在下直接合成RNA。
冈崎片段的长度通常在几个到几十个核苷酸之间,它们的合成同样需要引物。DNA聚合酶I负责RNA引物的消除和缺口填补,最后由DNA连接酶完成连接,确保了复制的高保真性,例如在大肠杆菌中,每个碱基对的错配率仅为10^-9到10^-10级别。
复制过程中的复杂性不仅体现在DNA聚合酶的校对功能,即每个新引入的核苷酸都经过核对,而且依赖于众多辅助蛋白,如E.coli中的15种以上。复制叉的精细结构进一步提高了复制的准确性。此外,DNA复制还受到正调控和负调控,这些调控机制由蛋白质或RNA分子执行,以确保复制过程的精确进行。
半不连续复制是指DNA复制时,前导链上DNA的合成是连续的,后随链上是不连续的,故称为半不连续复制。DNA复制的最主要特点是半保留复制,另外,它还是半不连续复制(Semi-ondisctinuousreplication)。半不连续模型是DNA复制的基本过程。