生化-第14章dna生物合成

生物化學(xué)與分子生物學(xué)講師介紹李芳芳，博士，教授藥理學(xué)碩士和中西醫(yī)結(jié)合博士VisitingscholarinUniversityofGlasgowUK主要研究：老年性癡呆和骨質(zhì)疏松的分子生物學(xué)機(jī)制和藥物防治生物化學(xué)和分子生物學(xué)教研室中心法則(TheCentralDogma)轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄復(fù)制DNARNA蛋白質(zhì)第十四章DNA的生物合成DNABiosynthesis(Replication)李芳芳，博士，教授生物化學(xué)和分子生物學(xué)教研室DNA復(fù)制在細(xì)胞周期中的位置細(xì)胞生物學(xué)：研究細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和行為特點(diǎn)可分裂細(xì)胞：G1，S，G2，M期終末期細(xì)胞：不增殖復(fù)制的意義：遺傳的穩(wěn)定性我們專注：復(fù)制的分子變化過(guò)程復(fù)制(replication)是以DNA為模板的DNA合成，是基因組的復(fù)制過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，親代DNA作為合成模板，按照堿基配對(duì)原則合成子代分子，其化學(xué)本質(zhì)是酶促脫氧核苷酸聚合反應(yīng)。復(fù)制親代DNA子代DNA本章主要內(nèi)容：DNA復(fù)制的基本特征

DNA復(fù)制的酶學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)變化原核生物DNA復(fù)制過(guò)程真核生物DNA生物合成過(guò)程逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式DNA復(fù)制的基本特征BasicRulesofDNAReplication第一節(jié)半保留復(fù)制(semi-conservativereplication)雙向復(fù)制(bidirectionalreplication)半不連續(xù)復(fù)制(semi-discontinuousreplication)DNA復(fù)制的主要特征一、DNA以半保留方式進(jìn)行復(fù)制DNA生物合成時(shí)，母鏈DNA解開為兩股單鏈，各自作為模板(template)按堿基配對(duì)規(guī)律，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的DNA，一股單鏈從親代完整地接受過(guò)來(lái)，另一股單鏈則完全從新合成。兩個(gè)子細(xì)胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致。這種復(fù)制方式稱為半保留復(fù)制。半保留復(fù)制的概念:子鏈繼承母鏈遺傳信息的幾種可能方式:

全保留式半保留式混合式Question:密度梯度實(shí)驗(yàn):——實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持半保留復(fù)制的設(shè)想。含15N-DNA的細(xì)菌培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液

第一代繼續(xù)培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液

第二代梯度離心結(jié)果Taylor的實(shí)驗(yàn)

真核細(xì)胞的每條染色單體是由一條DNA雙鏈組成，1958年HerbertTaylar用3H的胸腺嘧啶核苷酸處理蠶豆根尖細(xì)胞8小時(shí)，然后移入含有秋水仙素而沒(méi)有標(biāo)記放射性的培養(yǎng)液中。經(jīng)標(biāo)記處理后第一次分裂中期的染色體周圍均顯示放射性，每個(gè)染色體中有一條染色單體被標(biāo)記。第二次分裂中期的染色體就只有一個(gè)顯示有放射性，而另一個(gè)卻沒(méi)有。證明真核DNA復(fù)制也符合半保留模型。按半保留復(fù)制方式，子代DNA與親代DNA的堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性。半保留復(fù)制的意義:遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，但不是絕對(duì)的。AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈DNA復(fù)制過(guò)程中形成的復(fù)制叉子代DNA原核生物基因組是環(huán)狀DNA，只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)（origin）。復(fù)制從起點(diǎn)開始，向兩個(gè)方向進(jìn)行解鏈，進(jìn)行的是單點(diǎn)起始雙向復(fù)制。二、DNA復(fù)制從起點(diǎn)向兩個(gè)方向延伸復(fù)制中的放射自顯影圖象A.環(huán)狀雙鏈DNA及復(fù)制起始點(diǎn)B.復(fù)制中的兩個(gè)復(fù)制叉C.復(fù)制接近終止點(diǎn)(termination,ter)oriterABC真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子的復(fù)制。復(fù)制子(replicon)

：是獨(dú)立完成復(fù)制的功能單位。5’3’oriorioriori5’3’5’3’oriorioriori5’3’5’5’3’3’5’5’3’復(fù)制3’三、DNA復(fù)制反應(yīng)呈半不連續(xù)特征3535解鏈方向3′5′3′3′5′領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)后隨鏈(laggingstrand)順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的，這股鏈稱為領(lǐng)頭鏈(leadingstrand)

。另一股鏈因?yàn)閺?fù)制的方向與解鏈方向相反，不能順著解鏈方向連續(xù)延長(zhǎng)，這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為后隨鏈(laggingstrand)

。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段(okazakifragment)。領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的半不連續(xù)性。總結(jié)DNA復(fù)制的特點(diǎn)DNA復(fù)制的酶學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)變化第二節(jié)TheEnzymologyandTopologyofDNAReplication參與DNA復(fù)制的物質(zhì):底物(substrate):

dATP,dGTP,dCTP,dTTP；聚合酶(polymerase):

依賴DNA的DNA聚合酶，簡(jiǎn)寫為DNA-pol；模板(template):

解開成單鏈的DNA母鏈；引物(primer):

提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合；其他的酶和蛋白質(zhì)因子。(dNMP)n

+dNTP→(dNMP)n+1

+PPiRNA引物RNA引物子代DNA1953年，孔伯格獲聘擔(dān)任華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院微生物系主任。就是在這里，他分離出第一型DNA聚合酶，證明生命(DNA)可以在試管中合成。1959年，孔伯格與奧喬亞(SeveroOchoa)一同得到諾貝爾獎(jiǎng)?？撞袷且?yàn)镈NA的酵素合成研究獲獎(jiǎng)，奧喬亞則是因?yàn)镽NA的酵素合成研究。

聚合反應(yīng)的特點(diǎn):DNA新鏈生成需RNA引物和模板；新鏈的延長(zhǎng)只可沿5→3方向進(jìn)行。一、DNA聚合酶催化脫氧核苷酸間的聚合全稱：依賴DNA的DNA聚合酶(DNA-dependentDNApolymerase)簡(jiǎn)稱：DNA-pol活性：1.53

的聚合活性2.核酸外切酶活性5′AGCTTCAGGATA

3′

|||||||||||3′TCGAAGTCCTAGCGAC5′35外切酶活性:53外切酶活性:?能切除突變的DNA片段。能辨認(rèn)錯(cuò)配的堿基對(duì)，并將其水解。核酸外切酶活性:（一）原核生物有3種DNA聚合酶DNA-polⅠDNA-polⅡDNA-polⅢ大腸桿菌DNA聚合酶Ⅲ(DNApolⅢ)：DNApol

Ⅲ全酶由多種亞基組成，而且容易分解。大腸桿菌每個(gè)細(xì)胞中只有10-20個(gè)酶分子，因此不易獲得純品，為研究該酶的各種性質(zhì)和功能帶來(lái)了許多困難。盡管該酶在細(xì)胞內(nèi)存在的數(shù)量較少，但催化脫氧核苷酸摻入DNA鏈的速率分別是DNA聚合酶Ⅱ的15倍和30倍。原核生物的DNA聚合酶２個(gè)核心酶1個(gè)-復(fù)合物（、、、、、

6種亞基）1對(duì)-亞基（可滑動(dòng)的DNA夾子）DNA聚合酶Ⅲ全酶結(jié)構(gòu)全酶結(jié)構(gòu)包括：亞基（130000）主要功能是合成DNA亞基具有35外切酶活性（復(fù)制保真性所必需）亞基可增強(qiáng)其活性亞基可能起組裝作用核心酶由、和亞基組成：兩側(cè)的β亞基發(fā)揮夾穩(wěn)DNA模板鏈，并使酶沿模板滑動(dòng)的作用2個(gè)-亞基分別和1個(gè)核心酶相互作用，其柔性連接區(qū)可以確保在復(fù)制叉1個(gè)全酶分子的2個(gè)核心酶能夠相對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，分別負(fù)責(zé)合成前導(dǎo)鏈和后隨鏈。功能：有促進(jìn)全酶組裝至模板上及增強(qiáng)核心酶活性的作用-復(fù)合物由6種亞基組成：、、、、、功能：DNA-polⅠ（109kD）對(duì)復(fù)制中的錯(cuò)誤進(jìn)行校讀，對(duì)復(fù)制和修復(fù)中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。323個(gè)氨基酸小片段5核酸外切酶活性大片段/Klenow片段

604個(gè)氨基酸DNA聚合酶活性

5核酸外切酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNA-polⅠKlenow片段是實(shí)驗(yàn)室合成DNA，進(jìn)行分子生物學(xué)研究中常用的工具酶。

DNA-polⅡ（120kD）DNA-polII基因發(fā)生突變，細(xì)菌依然能存活。DNA-polⅡ?qū)δ０宓奶禺愋圆桓撸词乖谝寻l(fā)生損傷的DNA模板上，它也能催化核苷酸聚合。因此認(rèn)為，它參與DNA損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。（二）常見(jiàn)的真核細(xì)胞DNA聚合酶有5種DNA-pol起始引發(fā)，有引物酶活性。延長(zhǎng)子鏈的主要酶，有解螺旋酶活性。參與低保真度的復(fù)制。在復(fù)制過(guò)程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口的作用。在線粒體DNA復(fù)制中起催化作用。DNA-pol

DNA-polDNA-polDNA-pol真核生物和原核生物DNA聚合酶的比較E.Coli真核細(xì)胞

功能Ⅰ填補(bǔ)復(fù)制中的DNA空隙，DNA修復(fù)和重組Ⅱ復(fù)制中的校對(duì)，DNA修復(fù)DNA修復(fù)線粒體DNA合成Ⅲ前導(dǎo)鏈合成DnaG引物酶后隨鏈合成真核生物的DNA聚合酶二、DNA聚合酶的堿基選擇和校對(duì)功能實(shí)現(xiàn)復(fù)制的保真性復(fù)制按照堿基配對(duì)規(guī)律進(jìn)行，是遺傳信息能準(zhǔn)確傳代的基本原理。此外還需酶學(xué)的機(jī)制來(lái)保證復(fù)制的保真性。遵守嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律；聚合酶在復(fù)制延長(zhǎng)時(shí)對(duì)堿基的選擇功能；復(fù)制出錯(cuò)時(shí)有即時(shí)校對(duì)功能。DNA復(fù)制的保真性至少要依賴三種機(jī)制：（一）復(fù)制的保真性依賴正確的堿基選擇利用“錯(cuò)配”實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，DNApolⅢ對(duì)核苷酸的參入（incorporation）具有選擇功能。

DNApolⅢ對(duì)嘌呤的不同構(gòu)型表現(xiàn)不同親和力，因此實(shí)現(xiàn)其選擇功能。

（二）聚合酶中的核酸外切酶活性在復(fù)制中辨認(rèn)切除錯(cuò)配堿基并加以校正核酸外切酶(exonuclease)是指能從核酸鏈的末端把核苷酸依次水解出來(lái)的酶，外切酶是有方向性的。A：DNA-pol的外切酶活性切除錯(cuò)配堿基；并用其聚合活性摻入正確配對(duì)的底物。B：堿基配對(duì)正確，DNA-pol不表現(xiàn)活性。DNApolⅠ的校讀功能三、復(fù)制中的解鏈伴有DNA分子拓?fù)鋵W(xué)變化DNA分子的堿基埋在雙螺旋內(nèi)部，只有把DNA解成單鏈，它才能起模板作用。

（一）多種酶參與DNA解鏈和穩(wěn)定單鏈狀態(tài)E.Coli基因圖解螺旋酶(helicase)

——利用ATP供能，作用于氫鍵，使DNA雙鏈解開成為兩條單鏈。引物酶(primase)——復(fù)制起始時(shí)催化生成RNA引物的酶。單鏈DNA結(jié)合蛋白(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)——在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護(hù)單鏈的完整。108局部解鏈后（二）DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶改變DNA超螺旋狀態(tài)復(fù)制過(guò)程正超螺旋的形成：解鏈過(guò)程中正超螺旋的形成既能水解、又能連接磷酸二酯鍵。

拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ

拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ拓?fù)洚悩?gòu)酶分類：拓?fù)洚悩?gòu)酶作用特點(diǎn)：拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ切斷DNA雙鏈中一股鏈，使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié)；適當(dāng)時(shí)候封閉切口，DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)。反應(yīng)不需ATP。拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ切斷DNA分子兩股鏈，斷端通過(guò)切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。利用ATP供能，連接斷端，DNA分子進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)。作用機(jī)制：拓?fù)涿傅淖饔梅绞剑核?、DNA連接酶連接復(fù)制中產(chǎn)生的單鏈缺口連接DNA鏈3-OH末端和相鄰DNA鏈5-P末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的DNA鏈連接成一條完整的鏈。DNA連接酶(DNAligase)作用方式：HO5’3’3’5’DNA連接酶ATPADP5’3’5’3’DNA連接酶的作用：DNA連接酶在復(fù)制中起最后接合缺口的作用。在DNA修復(fù)、重組及剪接中也起縫合缺口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。功能：提供核糖3-OH提供5-P結(jié)果DNA聚合酶引物或延長(zhǎng)中的新鏈游離dNTP去PPi(dNTP)n+1連接酶復(fù)制中不連續(xù)的兩條單鏈不連續(xù)→連續(xù)鏈拓?fù)涿盖袛?、整理后的兩鏈改變拓?fù)錉顟B(tài)DNA聚合酶，拓?fù)涿负瓦B接酶催化3,5-磷酸二酯鍵生成的比較

原核生物DNA復(fù)制過(guò)程TheProcessofDNAReplicationinProkaryotes第三節(jié)起始是復(fù)制中較為復(fù)雜的環(huán)節(jié)，在此過(guò)程中，各種酶和蛋白因子在復(fù)制起始點(diǎn)處裝配引發(fā)體，形成復(fù)制叉并合成RNA引物。

需要解決兩個(gè)問(wèn)題：1.DNA解開成單鏈，提供模板。2.形成引發(fā)體，合成引物，提供3-OH末端。一、復(fù)制的起始E.coli復(fù)制起始點(diǎn)oriCGATTNTTTATTT···GATCTNTTNTATT···GATCTCTTATTAG···11317293244···TGTGGATTA-‖-TTATACACA-‖-TTTGGATAA-‖-TTATCCACA5866166174201209237245

串聯(lián)重復(fù)序列

反向重復(fù)序列5353（一）

DNA的解鏈原核生物的復(fù)制起始部位及解鏈

DnaADnaB、DnaCDNA拓?fù)洚悩?gòu)酶引物酶SSB3535（二）引物合成和引發(fā)體形成含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。3535引物是由引物酶催化合成的短鏈RNA分子。引物3'HO5'引物酶引發(fā)體和復(fù)制叉的生成

二、DNA鏈的延長(zhǎng)復(fù)制的延長(zhǎng)指在DNA-pol催化下，dNTP以dNMP的方式逐個(gè)加入引物或延長(zhǎng)中的子鏈上，其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵的不斷生成。

5'3'5'dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH3'3'DNA-pol領(lǐng)頭鏈的合成：領(lǐng)頭鏈的子鏈沿著5→3方向可以連續(xù)地延長(zhǎng)。后隨鏈的合成

在復(fù)制叉同時(shí)合成前導(dǎo)鏈和后隨鏈復(fù)制過(guò)程簡(jiǎn)圖原核生物基因是環(huán)狀DNA，雙向復(fù)制的復(fù)制片段在復(fù)制的終止點(diǎn)(ter)處匯合。oriter

E.coli8232oriterSV40500三、復(fù)制的終止555RNA酶OHP5DNA-polⅠdNTP55PATPADP+Pi55DNA連接酶

子鏈中的RNA引物被取代真核生物DNA生物合成過(guò)程TheProcessofDNABiosynthesisineukaryotes第四節(jié)真核生物復(fù)制子多、岡崎片段短、復(fù)制叉前進(jìn)速度慢等；DNA復(fù)制從引發(fā)進(jìn)入延伸階段發(fā)生DNA聚合酶/轉(zhuǎn)換；切除岡崎片段RNA引物的是核酸酶RNAseHⅠ和FEN1等。真核生物與原核生物DNA復(fù)制的差異：哺乳動(dòng)物的細(xì)胞周期DNA合成期G1G2SM細(xì)胞能否分裂，決定于進(jìn)入S期及M期這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。G1→S及G2→M的調(diào)節(jié)，與蛋白激酶活性有關(guān)。蛋白激酶通過(guò)磷酸化激活或抑制各種復(fù)制因子而實(shí)施調(diào)控作用。真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子復(fù)制。復(fù)制有時(shí)序性，即復(fù)制子以分組方式激活而不是同步起動(dòng)。

復(fù)制的起始需要DNA-polα（引物酶活性）和polδ（解螺旋酶活性）參與。還需拓?fù)涿负蛷?fù)制因子(replicationfactor,RF)。一、真核生物復(fù)制的起始與原核基本相似酵母復(fù)制起點(diǎn)為自主復(fù)制序列（autonomouslyreplicatingsequences，ARS）：酵母染色體含有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。元件A(富含A/T的共有序列)：結(jié)合一個(gè)特異的蛋白質(zhì)復(fù)合物──復(fù)制起點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物(ORC)。

3個(gè)序列(B1、B2和B3)可以增加復(fù)制起點(diǎn)的效率，其中B2的9個(gè)堿基與上述ARS共有序列相同。酵母復(fù)制起始點(diǎn)增殖細(xì)胞核抗原（proliferationcellnuclearantigen，PCNA）在復(fù)制起始和延長(zhǎng)中起關(guān)鍵作用。PCNA為同源三聚體，具有與E.coliDNA聚合酶Ⅲ的β亞基相同的功能和相似的構(gòu)象，即形成閉合環(huán)形的可滑動(dòng)DNA夾子，在RFC的作用下PCNA結(jié)合于引物－模板鏈；并且PCNA使polδ獲得持續(xù)合成能力。PCNA水平也是檢驗(yàn)細(xì)胞增殖的重要指標(biāo)。拓?fù)洚悩?gòu)酶，去除負(fù)超螺旋（使解旋酶容易解旋），去除復(fù)制叉前方產(chǎn)生的正超螺旋TolⅠ和TolⅡDNA雙螺旋解鏈，參與組裝引發(fā)體DNA解旋酶連接岡崎片段DNA連接酶Ⅰ核酸酶，切除RNA引物RNAseHⅠ核酸酶，切除RNA引物FEN1DNA復(fù)制，核苷酸切除修復(fù)，堿基切除修復(fù)Pol/合成RNA-DNA引物Pol/引發(fā)酶有依賴DNA的ATPase活性，結(jié)合于引物-模板鏈，激活DNA聚合酶，促使PCNA結(jié)合于引物-模板鏈RFC激活DNA聚合酶和RFC的ATPase活性PCNA單鏈DNA結(jié)合蛋白，激活DNA聚合酶，使解旋酶容易結(jié)合DNARPA功能蛋白質(zhì)真核DNA復(fù)制叉主要蛋白質(zhì)的功能DNA-polδ和polα分別兼有解螺旋酶和引物酶活性。在復(fù)制叉及引物生成后，DNA-polδ通過(guò)PCNA的協(xié)同作用，逐步取代polα，在RNA引物的3-OH基礎(chǔ)上連續(xù)合成領(lǐng)頭鏈。隨從鏈引物也由polα催化合成。然后由PCNA協(xié)同，polδ置換polα，繼續(xù)合成DNA子鏈。二、真核生物復(fù)制的延長(zhǎng)發(fā)生DNA聚合酶α/δ轉(zhuǎn)換前導(dǎo)鏈：出現(xiàn)在引發(fā)后期后隨鏈：發(fā)生于每個(gè)岡崎片段合成之際發(fā)生DNA聚合酶/轉(zhuǎn)換的原因是Pol不具備持續(xù)合成能力。DNA聚合酶/轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵蛋白是RFC。DNA聚合酶/轉(zhuǎn)換真核DNA聚合酶轉(zhuǎn)換和后隨鏈合成3553領(lǐng)頭鏈3535親代DNA后隨鏈引物核小體三、真核生物DNA合成后立即組裝成核小體染色體DNA呈線狀，復(fù)制在末端停止。復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連接。染色體兩端DNA子鏈上最后復(fù)制的RNA引物，去除后留下空隙。四、端粒酶參與解決染色體末端復(fù)制問(wèn)題端粒的發(fā)現(xiàn)科學(xué)家們?cè)趯ふ覍?dǎo)致細(xì)胞死亡的基因時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種叫端粒的存在于染色體頂端的物質(zhì)。端粒本身沒(méi)有任何密碼功能，它就像一頂高帽子置于染色體頭上。在新細(xì)胞中，細(xì)胞每分裂一次，染色體頂端的端粒就縮短一次，當(dāng)端粒不能再縮短時(shí)，細(xì)胞就無(wú)法繼續(xù)分裂了。這時(shí)候細(xì)胞也就到了普遍認(rèn)為的分裂100次的極限并開始死亡。因此，端粒被科學(xué)家們視為“生命時(shí)鐘”。切除引物的兩種機(jī)制前導(dǎo)鏈產(chǎn)生完整的子染色單體。后隨鏈3端留下縮短的未復(fù)制的ssDNA區(qū)。53355335+5333355端粒（telomeres）由富含TG的重復(fù)序列組成。人的端粒重復(fù)序列為5’-(TnGn)x-3。是DNA和蛋白質(zhì)的復(fù)合體5'...TTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGGTTAGGG..3'

這些重復(fù)序列多為雙鏈，但每個(gè)染色體的3’端比5端長(zhǎng)，形成單鏈ssDNA。這一特殊結(jié)構(gòu)可解決染色體末端復(fù)制問(wèn)題。端粒酶端粒結(jié)構(gòu)不是DNA-pol催化的，而是端粒酶催化的端粒酶(telomerase)端粒酶RNA(humantelomeraseRNA,hTR)端粒酶協(xié)同蛋白(humantelomeraseassociatedprotein1,hTP1)端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(humantelomerasereversetranscriptase,hTRT)

組成：由三個(gè)部分組成端粒酶（telomerase）是一種核糖核蛋白（RNP），由RNA和蛋白質(zhì)組成。端粒酶以自己的RNA組分作為模板，以染色體的3端ssDNA（后隨鏈模板）為引物，將端粒序列添加于染色體的3端。這些新合成的DNA為單鏈。端粒酶催化作用的爬行模型端粒酶是研究熱點(diǎn)端粒也許與細(xì)胞的壽命有關(guān)端粒也許與腫瘤有關(guān)真核所有染色體DNA復(fù)制僅僅出現(xiàn)在細(xì)胞周期的S期，而且只能復(fù)制一次。五、真核生物染色體DNA在每個(gè)細(xì)胞周期中只能復(fù)制一次前復(fù)制復(fù)合物在G1期形成而在S期被激活真核細(xì)胞DNA復(fù)制的起始分兩步進(jìn)行，即復(fù)制基因的選擇和復(fù)制起點(diǎn)的激活。復(fù)制基因（replicator）是指DNA復(fù)制起始所必需的全部DNA序列。復(fù)制基因的選擇出現(xiàn)于G1期，基因組的每個(gè)復(fù)制基因位點(diǎn)均組裝前復(fù)制復(fù)合物（pre-replicativecomplex，pre-RC）。復(fù)制起點(diǎn)的激活出現(xiàn)于細(xì)胞進(jìn)入S期以后，這一階段將激活pre-RC，募集若干復(fù)制基因結(jié)合蛋白和DNA聚合酶，并起始DNA解旋。在原核細(xì)胞中，復(fù)制基因的識(shí)別與DNA解旋、募集DNA聚合酶偶聯(lián)進(jìn)行。而在真核細(xì)胞中，這兩個(gè)階段相分離可以確保每個(gè)染色體在每個(gè)細(xì)胞周期中僅復(fù)制一次。ORC至少募集兩種解旋酶加載蛋白Cdc6和Cdt1。復(fù)制起點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物（origin

recognitioncomplex，ORC）識(shí)別并結(jié)合復(fù)制基因。三種蛋白質(zhì)一起募集真核細(xì)胞解旋酶Mcm2-7。前復(fù)制復(fù)合物（pre-RC）的形成pre-RC磷酸化導(dǎo)致在復(fù)制起點(diǎn)組裝其它復(fù)制因子并起始復(fù)制，復(fù)制因子包括3種DNA聚合酶。DNA聚合酶在復(fù)制起點(diǎn)按一定順序組裝：首先Pol和Pol結(jié)合，然后是Pol/引發(fā)酶。在S期，pre-RC被蛋白激酶（Ddk和Cdk）磷酸化，從而被激活。pre-RC的激活和組裝真核DNA復(fù)制叉（1）激活pre-RC，以起始DNA復(fù)制；（2）抑制形成新的pre-RC。CDK控制pre-RC的形成和激活真核細(xì)胞通過(guò)依賴細(xì)胞周期蛋白的蛋白激酶（cyclin-dependentkinases，CDK）嚴(yán)格控制pre-RC的形成和激活。Cdk功能：在每個(gè)細(xì)胞周期過(guò)程中，僅有一次機(jī)會(huì)形成pre-RC，也僅有一次機(jī)會(huì)激活pre-RC。pre-RC在被激活后即解體，所暴露的復(fù)制基因可形成新的pre-RC并迅速結(jié)合ORC。但在S、G2和M期，高活性的Cdk抑制pre-RC的其它組分結(jié)合ORC。只有當(dāng)染色體分離和細(xì)胞分裂完成時(shí)，Cdk的活性消失，新的pre-RC才能形成。逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式ReverseTranscription&OtherDNAReplicationWays第五節(jié)雙鏈DNA是大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)。某些病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。原核