第20章 DNA复制

DNA复制的基本特征：半保留、双向、半不连续、高保真性。

半保留复制的概念：复制形成的子链DNA双链中，保留了亲代DNA双链其中的一股单链。意义是清代与子代DNA之间碱基序列高度一致。

双向复制的概念，是DNA分子在复制过程中从一个复制起始点开始，同时向两个方向进行复制的方式，形成两个方向相反的复制叉。真核生物基因组庞大复杂，有多个复制起始点。

复制叉是指正在进行复制的双链DNA分子所形成的y型区域，其中已解旋的两条模板单链以及正在进行合成的新链构成了y头部，尚未解旋的DNA模板双链构成y型尾部。

复制子是指从一个DNA复制起点起始的DNA复制区域称为复制子，是独立完成复制的功能单位。

半不连续复制的概念：前导链连续复制，后随链不连续复制的方式。DNA复制的方向是五端到三端。两条子链复别方向相反，所以解链过程中有一条链是不连续复制，其中每段称为冈崎片段。

高保真性是指DNA复制具有高度保真性。碱基是严格配对，错配概率约为10的-10次方。高保真性的机制与DNA聚合酶有关。

DNA聚合酶有碱基选择功能、可以进行校读，发现错误后可以外切。

碱基选择功能指对核苷酸进行选择，并形成35磷酸二酯键。校读指DNA聚合酶可以检验碱基配对是否正确。内切指从中间切，外切指从两头往中间一个一个切可以5~3也可以3~5。

DNA聚合酶的缺陷：只能在已有核苷酸后形成磷酸二酯键连接新的核苷酸，不能直接将第一个核苷酸碱基配对。所以需要有一个引物。引物本质是一段RNA，由引物酶形成，引物酶是一种RNA聚合酶。

三种DNA都具有5~3聚合活性核3~5外切活性，但是只有聚合酶1DNA-Pol有5~3的外切活性，聚合酶3是复制延长过程中主要作用的酶。

5~3的聚合活性：在3-羟基末端连接新的核苷酸，又称延长核苷酸。

3~5的外切活性，把3羟基末端连接的核苷酸切下，纠正错误。

5~3的外切活性，切引物。

原核生物DNA复制中的蛋白质分子。DnaA确认复制起始点，DnaB：解弦酶活性，DnaG引物酶催化引物RNA合成，SSB：单链结合蛋白，稳定已解开单链，防止再次形成双链，拓扑异构酶：切断DNA、连接切断的DNA、解开超螺旋。

真核生物的DNA复制DNA聚合酶以希腊字母命名。阿尔法本质是引物酶，合成引物RNA，beta功能是DNA的修复，伽玛的功能是线粒体DNA合成，Dota主导后随链合成，西克玛主要负责前导链合成。

真核DNA复制和原核DNA复制的异同点。DNA复制特质不变，真核的复制起始点多，引物短，冈崎片段短，DNA聚合酶催化效率较低，有DNA末端端粒。原核生物复制起始点少，引物长，冈崎片段长，DNA聚合酶催化效率高，无DNA末端端粒。

端粒的概念是位于真核细胞线状染色体末端的膨大粒状结构，作用是维持染色体的完整性。端粒酶的组成部分是RNA模板+逆转录酶，真核生物DNA复制需要端粒酶参与，但合成的DNA无法直接接到子链上需要引物二度复制。