第二章DNA的復制

DNA的復制DNA通過復制將遺傳信息由親代傳遞給子代；通過轉錄和翻譯，將遺傳信息傳遞給蛋白質分子，從而決定生物的表現(xiàn)型。DNA的復制、轉錄和翻譯過程就構成了遺傳學的中心法則。

RNA病毒的遺傳信息貯存在RNA分子，遺傳信息的流向是RNA通過復制，將遺傳信息由親代傳遞給子代；通過反轉錄將遺傳信息傳遞給DNA，再由DNA通過轉錄和翻譯傳遞給蛋白質，這種遺傳信息的流向就豐富了中心法則的內(nèi)容。

中心法則

Crick于1954年所提出的遺傳信息傳遞規(guī)律1954年首次提出的“中心法則”1970-1980年的“中心法則”21世紀后修正的“中心法則”一.DNA復制概況DNA在復制時，以親代DNA的每一條單鏈DNA作模板，合成完全相同的兩個雙鏈子代DNA，每個子代DNA中都含有一條親代DNA.這種現(xiàn)象稱為DNA的半保留復制(semi-conservativereplication)。

DNA以半保留方式進行復制，是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的實驗所證明。2、實驗證據(jù)（1958Meselson和Stahl）：

MatthewMesselsonFranklinStahl復制叉與復制子DNA的復制是由固定的起始點開始的。一般把生物體的復制單位稱為復制子(replicon)。一個復制子只含一個復制起點。復制時，雙鏈DNA要解開成兩股鏈分別進行，所以，復制起點呈叉子形式，被稱為復制叉(Replicationfork)。復制叉（Replicationfork）：DNA復制時在DNA鏈上通過解旋、解鏈和SSB蛋白的結合等過程形成的Y字型結構稱為復制叉.復制叉復制叉部分生物復制子的比較從復制原點到終點，組成一個能夠獨立進行復制的DNA復制單位叫復制子復制子（replicon）：原核生物只有一個復制原點，整個染色體只有一個復制單位。真核生物有多個復制起始點，因此是多復制子。每個復制子在每一次細胞循環(huán)中只啟動一次。DNA復制是從DNA分子的特定位置開始的，這一位置叫復制原點（復制起始點）（大腸桿菌用ori表示，酵母ARS）。是由一些具有特定核苷酸排列順序的片段組成。富含A-T。在原核生物中，復制起始點通常為一個，而在真核生物中則為多個。

復制起點DNA復制時，以復制起始點為中心，向兩個方向進行復制。但在低等生物中，也可進行單向復制（如滾環(huán)復制）。雙向復制真核生物基因組可以同時在多個復制起點上進行復制，也就是說它們的基因組包含有多個復制子。細菌、病毒和線粒體的DNA分子都是作為單個復制子完成復制的；原核生物DNA的復制雙向復制(BidirectionalReplication)無論是原核生物還是真核生物，DNA的復制主要是從固定的起始點以雙向等速復制方式進行的。復制叉以DNA分子上某一特定順序為起點，向兩個方向等速生長前進。DNASynthesis由于DNA雙螺旋的兩條鏈是反向平行的，因此在復制叉附近解開的DNA鏈一條是5’→3’方向，另一條是3’→5’方向，兩個模板極性不同。所有已知DNA聚合酶的合成方向都是5’→3’，為了解釋DNA的等速復制現(xiàn)象，日本學者岡崎（Okazaki）等提出了DNA的半不連續(xù)復制模型（semi-discontinuousreplication）。半不連續(xù)復制Semi-discontinuousreplication岡崎片段 前導鏈的連續(xù)復制和滯后鏈的不連續(xù)復制在生物界是有普遍性的，因而稱之為DNA的半不連續(xù)復制。

[3H]Thymidinepulse-chaselabelingandalkalinesucrosegradient:discoveryofsemi-discontinousreplication用3H脫氧胸苷短時間標記后提取DNA，得到不少平均長度為2-3kbDNA片段。用DNA連接酶溫度敏感突變株進行實驗，在連接酶不起作用的溫度下，有大量小片段累積，說明復制過程中至少有一條鏈首先合成較短的片段，然后再生成大分子DNA。由于DNA聚合酶只能以5‘→3’方向聚合子代DNA鏈，即模板DNA鏈的方向必須為3'→5'。因此，分別以兩條親代DNA鏈作為模板聚合子代DNA鏈時的方式是不同的。DNA的半不連續(xù)復制以3′→5′方向的親代DNA鏈作模板的子代鏈在復制時基本上是連續(xù)進行的，其子代鏈的聚合方向為5′→3′，這一條鏈被稱為前導鏈(leadingstrand)。以5′→3′方向的親代DNA鏈為模板的子代鏈在復制時則是不連續(xù)的，其鏈的聚合方向也是5′→3′，這條鏈被稱為滯后鏈(laggingstrand)。由于親代DNA雙鏈在復制時是逐步解開的，因此，滯后鏈的合成也是一段一段的。DNA在復制時，由滯后鏈所形成的一些子代DNA短鏈稱為岡崎片段(Okazakifragment)。岡崎片段的大小，在原核生物中約為1000～2000個核苷酸，而在真核生物中約為100個核苷酸。

二.參與DNA復制的酶雙螺旋DNA復制是DNA聚合酶催化的酶促反應過程。DNA聚合酶只能延長已有的DNA或RNA引物鏈，不能從頭起始DNA鏈的合成；在復制叉結構區(qū)內(nèi)，DNA雙螺旋中的兩條鏈纏繞在一起，要拷貝每一條鏈都必須將雙螺旋DNA解旋并釋放或吸收由此產(chǎn)生的扭力，這就要求雙螺旋和超螺旋的解旋與重新形成，DNA聚合酶不能完成這一過程;在不連續(xù)合成中形成短的岡崎片段的連接也是DNA聚合酶無法完成的。①DNA旋轉酶(拓撲異構酶）；②使DNA雙股鏈在復制叉解開的解旋酶；③在DNA復制前防止解開的DNA單鏈局部退火的DNA結合蛋白；④合成RNA引物的酶；⑤除去RNA引物的酶；⑥使岡崎片段共價連接的DNA連接酶1、DNA聚合酶

DNA聚合酶種類和生理功能：在原核生物中，已發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶有五種，分別命名為DNA聚合酶Ⅰ（polⅠ），DNA聚合酶Ⅱ（polⅡ），DNA聚合酶Ⅲ（polⅢ），DNA聚合酶Ⅳ（polⅣ），DNA聚合酶Ⅴ（polⅤ）。前三種酶都屬于具有多種酶活性的多功能酶。參與DNA復制的主要是polⅢ和polⅠ。

參與DNA復制的DNA聚合酶，必須以一段具有3’端自由羥基（3’-OH）的RNA作為引物(primer)，才能開始聚合子代DNA鏈。RNA引物的大小，通常為1－10個核苷酸。RNA引物的堿基順序，與其模板DNA的堿基順序相配對。

RNA引物polⅠ為單一肽鏈的大分子蛋白質,可被特異的蛋白酶水解為兩個片段，其中的大片段稱為Klenowfragment，具有5'→3‘DNA聚合酶活性和3'→5'外切酶的活性。

Containstwocatalyticsites,oneforadditionofdNTPsandoneforremovalofthemispaired

dNTP.Thepolymerizationsite:(1)bindstotwometalionsthatalterthechemicalenvironmentaroundthecatalyticsiteandleadtothecatalysis.(2)Monitorstheaccuracyofbase-pairingforthemostrecentlyaddednucleotidesbyformingextensivehydrogenbondcontactswithminorgrooveofthenewlysynthesizedDNA.Exonuclease

site/proofreadingsiteDNAPolymerase-palmdomainBindstotheincoming

dNTP,enclosesthecorrectpaireddNTPtothepositionforcatalysisBendsthetemplatetoexposetheonlynucleotideatthetemplatethatreadyforformingbasepairwiththeincomingnucleotideStabilizationofthepyrophosphateDNAPolymerase-fingerdomainNotdirectlyinvolvedincatalysisInteractswiththesynthesizedDNAtomaintaincorrectpositionoftheprimerandtheactivesite,andtomaintainastrongassociationbetweenDNAPolanditssubstrate.DNAPolymerase-thumbdomainpolⅢ由十種亞基組成，其中α亞基具有5′→3′DNA聚合酶活性，因而具有復制DNA的功能；而ε亞基具有3′→5′外切酶的活性，因而與DNA復制的校正功能有關。

DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ是在1999年才被發(fā)現(xiàn)的，它涉及DNA的錯誤傾向修復(errorpronerepair)。當DNA受到較嚴重損傷時，即可誘導產(chǎn)生這兩個酶，使修復缺乏準確性（accuracy)，因而出現(xiàn)高突變率。高突變率雖會殺死許多細胞，但至少可以克服復制障礙，使少數(shù)突變的細胞得以存活。

原核生物中的三種DNA聚合酶

在真核生物中，目前發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶有五種，分別命名為DNA聚合酶α（polα），DNA聚合酶β（polβ），DNA聚合酶γ（polγ），DNA聚合酶δ（polδ），DNA聚合酶ε（polε）。參與染色體DNA復制的是polα（延長滯后鏈）和polδ（延長前導鏈），參與線粒體DNA復制的是polγ，polε與DNA損傷修復、校讀和填補缺口有關，polβ只在其他聚合酶無活性時才發(fā)揮作用。

DNA復制的保真性： 為了保證遺傳的穩(wěn)定，DNA的復制必須具有高保真性。DNA復制時的保真性主要與下列因素有關：1．遵守嚴格的堿基配對規(guī)律；2．DNA聚合酶在復制時對堿基的正確選擇；3．對復制過程中出現(xiàn)的錯誤及時進行校正。

2、DNA解旋酶和單鏈結合蛋白 復制過程中，復制叉在不斷前進，復制叉前方的親代DNA就需不斷解鏈，為使復制能夠順利進行，就必須防止DNA單鏈的鏈間或鏈內(nèi)局部“退火”并保證其完整性與伸展性，使單鏈DNA處于穩(wěn)定的狀態(tài)。承擔上述任務是DNA解旋酶（DNAhelicase）和單鏈DNA結合蛋白（single-strandbindingprotein,SSB）。

DNA解旋酶是很多細胞過程所要求的（如核苷酸切除修復、同源重組、轉錄終止）。DNA解旋酶是利用ATP水解獲得的能量來打斷氫鍵，解開雙鏈DNA并在DNA分子上沿一定方向移動的一類酶的總稱（又稱解鏈酶）。解鏈酶的作用示意圖單鏈DNA結合蛋白行使很多涉及單鏈區(qū)域穩(wěn)定性的功能。SSB與DNA單鏈相結合，既防止核酸水解酶的作用，又避免解開的單鏈DNA重新締合形成雙鏈，從而保持一種伸展狀態(tài)，以保證復制順利進行。在E.coli中SSB為四聚體，對單鏈DNA有很高的親和性，但對雙鏈DNA和RNA沒有親合力。SSB與DNA結合時有協(xié)同作用，當一個SSB與DNA結合時，就會有更多的SSB迅速結合上去擴展分布整個DNA單鏈，將DNA包被上蛋白聚合體。單鏈DNA結合蛋白（singlestrandbindingprotein,SSB）的作用為：①使解開雙螺旋后的DNA單鏈能夠穩(wěn)定存在，即穩(wěn)定單鏈DNA，便于以其為模板復制子代DNA；②保護單鏈DNA，避免核酸酶的降解。

3、拓撲異構酶天然DNA的負超螺旋雖然有利于DNA的解旋，但隨著復制的進行，復制叉前方親代DNA中仍積累巨大的張力，因此復制中需要DNA旋轉酶去除解螺旋酶的解鏈產(chǎn)生的扭曲張力。大腸桿菌中的DNA旋轉酶（gyrase）又稱拓撲異構酶（topoisomerase），超螺旋：DNA雙螺旋鏈再盤繞即形成的空間結構（1）正超螺旋(positivesupercoil)：

盤繞方向與DNA雙螺旋方同相同

（2）負超螺旋(negativesupercoil)：

盤繞方向與DNA雙螺旋方向相反

正超螺旋：兩股以右旋方向纏繞的螺旋，在外力往緊纏的方向捻轉時，會產(chǎn)生一個左旋的超螺旋，以解除外力捻轉造成的脅變。這樣形成的螺旋為正超螺旋。負超螺旋：兩股以右旋方向纏繞的螺旋在外力向松纏的方向捻轉時，產(chǎn)生一個右旋的超螺旋以解除外力捻轉造成的脅迫。這樣形成的超螺旋為負超螺旋.正超螺旋負超螺旋天然DNA分子一般為負超螺旋負超螺旋DNA更易于局部解鏈，易于參加DNA的復制、轉錄等拓撲異構酶or溴化乙錠拓撲異構酶or溴化乙錠DNA扭曲與雙螺旋相同（擰緊）DNA扭曲與雙螺旋相反（松開）負超螺旋松弛DNA正超螺旋3、拓撲異構體（Topologicalisomer）：具有不同連接數(shù)的相同DNA分子4、拓撲異構酶（Topoisomerase）：能夠改變DNA連接數(shù)從而改變DNA分子超螺旋水平的酶（1）拓撲異構酶I（topoisomerase--I）作用機制：切開環(huán)狀一條鏈，連接數(shù)改變±1，不需ATP

（2）拓撲異構酶Ⅱ作用機制：切開環(huán)狀兩條鏈，連接數(shù)改變±2，需要ATP

結合到一條鏈上形成復合物切斷一條鏈形成酶和蛋白的復合體共價連接Tyrosine-5’P一條鏈穿越重新連接L=2L=3

拓撲異構酶Ⅰ(topoisomeraseI)拓撲異構酶Ⅱ－TopII引入負超螺旋作用于雙鏈：涉及雙鏈的斷裂和連接－－每次使DNA的連接數(shù)改變2DNA拓撲異構酶每作用一次產(chǎn)生兩個負超螺旋，因此可以消除復制叉向前移動所產(chǎn)生的正超螺旋，并且復制完的兩個子代DNA雙鏈的分離也需要DNA旋轉酶的催化功能。當加入DNA旋轉酶的抑制劑如香豆霉素（Coumermycin），新生霉素（novobiocin），萘啶酮酸（nalidixicacid）等時均能抑制細菌DNA的合成?？梢奃NA旋轉酶是DNA復制所必不可少的。4、引發(fā)酶與引物RNA的合成 DNA的半不連續(xù)復制中，DNA聚合酶不能從頭起始新的DNA鏈合成，只能在已有引物的3‘端向前延伸。迄今為止，人們所發(fā)現(xiàn)的引物大多為一段RNA，其長度和序列隨著基因組的種類而表現(xiàn)出不同，在大多數(shù)情況下為1～10個核苷酸。催化RNA引物（RNAprimer）合成的酶叫引發(fā)酶（primerase）。引發(fā)酶識別DNA單鏈模板特異順序，以核糖核苷三磷酸為底物合成寡聚核苷酸產(chǎn)生3'-OH，為DNA聚合酶起始生成磷酸二酯鍵提供條件。引物與典型的RNA（如mRNA）不同，它們在合成以后并不與模板分離，而是以氫鍵與模板結合。RNA引物必須去除以完成DNA復制！RNaseHDNApolymeraseDNAligase5、DNA連接酶DNA連接酶(DNAligase)可催化兩段DNA片段之間磷酸二酯鍵的形成，而使兩段DNA連接起來。DNA連接酶催化的條件是：①需一段DNA片段具有3'-OH，而另一段DNA片段具有5'-Pi基；②未封閉的缺口位于雙鏈DNA中，即其中有一條鏈是完整的；③需要消耗能量，在原核生物中由NAD+供能，在真核生物中由ATP供能。三、DNA復制過程復制的起始(initiation)DNA鏈的延伸(elongation)復制的終止(termination)1.DNA復制的起始復制起始原點DNA雙螺旋的解旋復制的引發(fā) DNA聚合酶只能延長已存在的DNA鏈，而不能從頭合成DNA鏈，那么，新DNA的復制是怎樣開始的呢？大腸桿菌(E.coli)的OriC復制原點參與DNA復制起始和引發(fā)的蛋白質DNA解旋酶(DNAhelicase)

催化DNA雙鏈的解鏈過程。單鏈DNA結合蛋白(singlestrandDNAbindingprotein)：

以四聚體形式存在于復制叉處，只保持單鏈的存在，并不能起解鏈作用。DNA拓撲異構酶(DNAtopoisomerase)

消除DNA雙鏈的超螺旋堆積。引物酶(primase)

合成一小段RNA引物，為DNA新鏈的合成提供3’-OH末端。2.DNA鏈的延伸DNA鏈的延伸需要的蛋白質:DNA聚合酶滑動夾（SlidingDNAclamp）RNA酶(RNaseH等) 在復制完成后切除RNA引物。DNA連接酶(DNAligase) 通過生成3’5’-磷酸二酯鍵連接兩條DNA鏈。DNApolymerasecatalyzeDNAsynthesisDNAStructureofaslidingDNAclampSlidingDNAclampsencirclethenewlyreplicatedDNAproducedbyanassociatedDNApolymerase.SlidingclampsdramaticallyincreaseDNApolymeraseprocessivity(持續(xù)合成能力)RemovalofRNAprimersfromnewlysynthesizedDNARNA引物的切除3.

復制的終止當復制叉前移，遇到20bp重復性終止子序列（Ter）時，Ter-Tus復合物能阻擋復制叉的繼續(xù)前移，等到相反方向的復制叉到達后在DNA拓撲異構酶IV的作用下使復制叉解體，釋放子鏈DNA。四.DNA復制的幾種主要方式DNA復制通常是從雙螺旋的特定位置——復制原點（ori）開始，一般是富含A-T的區(qū)段，該區(qū)段的雙鏈DNA具有較強的呼吸作用（breathing），是經(jīng)常瞬間處于打開形成單鏈的區(qū)段（frequentlyopeningregion），由此產(chǎn)生的瞬時單鏈與SSB蛋白結合，對復制的起始十分重要。原核生物的復制原點通常為一個，而真核生物則有多個特定的復制原點。根據(jù)DNA合成的起始方式，復制可分為重新起始與共價延伸兩種類型：前者是前導鏈從新開始，也叫復制叉式復制；后者是先導鏈共價結合在一條親代鏈上，也叫滾環(huán)式復制。復制主要以雙向等速進行，如原核生物E.coli等及真核生物DNA的復制；部分是單方向進行，如質粒ColE1的復制；或以不對稱的雙向方式進行，如線粒體DNA的復制。1、復制叉式復制

(一)、復制的起始DNA復制的起始階段，由下列兩步構成。

1、預引發(fā)：（1）．解旋解鏈，形成復制叉：由拓撲異構酶和解鏈酶作用，使DNA的超螺旋及雙螺旋結構解開，堿基間氫鍵斷裂，形成兩條單鏈DNA。單鏈DNA結合蛋白結合在兩條單鏈DNA上，形成復制叉。DNA復制時，局部雙螺旋解開形成兩條單鏈，這種叉狀結構稱為復制叉。對于雙向復制而言，形成的兩個復制叉向相反方向行進，每個復制叉上的兩條DNA鏈均被拷貝。（2）．引發(fā)體組裝：由蛋白因子（如dnaB等）識別復制起始點，并與其他蛋白因子以及引物酶一起組裝形成引發(fā)體。2、引發(fā)：在引物酶的催化下，以DNA為模板，合成一段短的RNA片段，從而獲得3'端自由羥基（3'-OH）。

（二）、復制的延長

1、聚合子代DNA： 由DNA聚合酶催化，以3′→5′方向的親代DNA鏈為模板，從5′→3′方向聚合子代DNA鏈。在原核生物中，參與DNA復制延長的是DNA聚合酶Ⅲ；在真核生物中，是DNA聚合酶α(延長滯后鏈)和DNA聚合酶δ（延長前導鏈）。

2、引發(fā)體移動： 引發(fā)體向前移動，解開新的局部雙螺旋，形成新的復制叉，滯后鏈重新合成RNA引物，繼續(xù)進行鏈的延長。

（三）、復制的終止

去除引物，填補缺口： 在原核生物中，由DNA聚合酶Ⅰ來水解去除RNA引物，并由該酶催化延長引物缺口處的DNA，直到剩下最后一個磷酸酯鍵的缺口。 在真核生物中，RNA引物的去除，由一種特殊的核酸酶來水解，而岡崎片段仍由DNA聚合酶來延長。

連接岡崎片段： 在DNA連接酶的催化下，形成最后一個磷酸酯鍵，將岡崎片段連接起來，形成完整的DNA長鏈。

ThecompositionoftheDNAPolIIIholoenzyme2、滾環(huán)式復制θ型復制是雙鏈環(huán)狀DNA以復制叉方式進行復制的特例。某些雙鏈環(huán)狀DNA或單鏈DNA的復制型（replicationform,RF），在復制時，以滾環(huán)復制方式進行。滾環(huán)復制是在一條斷裂的親本鏈的3'-OH端不斷地發(fā)生DNA聚合作用，因而又稱共價延伸。由于斷開的3'-OH端仍然與其互補鏈形成雙螺旋結構，因而沒有合成RNA引物的必要。合成先導鏈的模板也總是呈環(huán)狀。滾環(huán)復制是單向復制的特殊方式，是某些噬菌體DNA復制的共同方式，E.coli噬菌體（如φX174、M13）的環(huán)形雙螺旋DNA復制時，僅僅以1條鏈作為模板合成若干環(huán)形DNA分子拷貝；某些雙鏈DNA的合成也可以通過滾動環(huán)的復制方式進行，例如，噬菌體λ復制的后期以及真核生物如非洲爪蟾卵母細胞中rDNA基因的擴增都是以這種方式進行的。Rollingcirclesproducemultimersofareplicon線粒體DNA的D-嚕噗復制雙鏈環(huán)狀DNA中的一條前導鏈已經(jīng)引發(fā)并開始合成，與其模板形成雙鏈結構，而另一條親本鏈則被前導鏈置換出來成為單鏈狀態(tài)。這種由一條單鏈和一條雙鏈組成的三元泡狀結構，叫做置換嚕噗或D-嚕噗（displacementloop）。只有前導鏈將另一條親本鏈（即滯后鏈的模板）的特別序列置換出來成為單鏈形式，才能產(chǎn)生滯后鏈前體的引發(fā)并合成其互補鏈。DNA復制的不同方式

3、真核生物端粒的形成：端粒（telomere）是指真核生物染色體線性DNA分子末端的結構部分，通常膨大成粒狀。其共同的結構特征是由一些富含G、C的短重復序列構成，可重復數(shù)十次至數(shù)百次。

端粒結構Telomeres端粒是線狀染色體末端的DNA重復序列。端粒是線狀染色體末端的一種特殊結構，在正常人體細胞中，可隨著細胞分裂而逐漸縮短。把端粒當作一件絨線衫袖口脫落的線段，絨線衫像是結構嚴密的DNA，排在線上的DNA決定人體性狀。與人頭發(fā)的直與曲，眼睛的藍與黑，人的高與矮等等，甚至性格的暴躁和溫和有關。原核生物的末端問題在原核生物中：如果是環(huán)狀的DNA雙鏈雙向復制，RNA引物切除后不管是前導鏈還是滯后鏈都可以通過3’末端的延伸首尾相連把GAP補上（如大腸桿菌）；不存在末端問題如果是線狀的DNA雙鏈，會在復制時從線狀轉換成環(huán)狀或發(fā)夾結構來避開末端復制的問題（如T4噬菌體和草履蟲的線狀線粒體DNA）。在真核生物中：對于前導鏈來說，因為真核生物的復制是從復制叉向兩個方向復制的，前導鏈的切去的RNA的部分，可以被復制叉另外一個方向的后隨鏈補平，不存在末端問題而對于滯后鏈來說，其5’端就是通過端粒酶來完成末端復制了。真核生物的末端問題只有后隨鏈才有末端問題，前導鏈不存在末端問題，為什么？端粒的結構與功能1972年JamesWatson提出了“復制末端問題”，復制DNA的DNA多聚酶并不能將線性染色體末端的DNA完全復制。也就是說在線性DNA復制時，DNA多聚酶留下染色體末端一段DNA（一段端粒）不復制。端粒DNA復制的特點是在每次DNA復制中，每條染色體的3'端均有一段DNA無法得到復制，隨著細胞每次分裂，染色體3'一末端將持續(xù)喪失50-200bp的DNA，因而細胞分裂具有一定的限度，即分裂壽命。所以端粒的長度可作為細胞的“分裂時鐘”，反映細胞分裂能力。端粒酶的結構端粒酶在結構上為一核糖核蛋白復合體,由RNA和結合的蛋白質組成,是RNA依賴的DNA聚合酶。它是一種特殊的能合成端粒DNA的酶,通過明顯的模板依賴方式每次添加一個核苷酸。端粒酶實質上是一種特殊的逆轉錄酶端粒酶RNA(hTR)端粒酶逆轉錄酶（TERT）端粒酶結合蛋白（TEP）端粒酶RNA(hTR)端粒酶逆轉錄酶（TERT）端粒酶結合蛋白（TEP）端粒酶RNA是第一個被克隆的端粒酶組分。端粒酶RNA含有與同源端粒DNA序列TTAGGG的互補序列,核糖核酸酶H切割此模板區(qū),能使體外消除端粒酶延長端粒的功能。人類TERT（hTERT）基因為一單拷貝基因,定位于5p15.33,具有7個保守序列結構域單元和端粒酶特異性結構域單元T。破壞TERT將消除端粒酶活性并致端?？s短。TEP1、生存動力神經(jīng)細胞基因(SMN)產(chǎn)物、hsp90、PinX1、Est1p和Est3p

線性DNA在復制完成后，其末端由于引物RNA的水解而可能出現(xiàn)縮短。故需要在端粒酶（telomerase）的催化下，進行延長反應。端粒酶是一種RNA-蛋白質復合體，它可以其RNA為模板，通過逆轉錄過程對末端DNA鏈進行延長。

端粒酶(telomerase)的作用機制轉座

TranspositionDNA的轉座基本概念：轉座子最先由BarbaraMcClintock于20世紀40年代在玉米遺傳學研究時發(fā)現(xiàn)的。DNA的轉座：由可移位因子介導的遺傳物質重排現(xiàn)象。轉座子（transposon,Tn）是存在于染色體DNA上可自主復制和移位的基本單位。轉座子存在于所有生物體內(nèi)，人類基因組中有約35%以上的序列為轉座子序列，其中大部分與疾病有關。轉座子分為兩大類：1.轉座子的分類和結構特征1.插入序列（insertionalsequence,IS）2.復合型轉座子（compositetransposon）最簡單的轉座子，不含任何宿主基因。它們是細菌染色體或質粒DNA的正常組成部分。一個細菌細胞常帶有少于10個IS序列。轉座子常被定位到特定的基因，造成該基因突變。插入序列（IS因子）IS因子的特征：很小的DNA片段末端具有倒置重復序列(反向互補)復制宿主靶位點DNA（4-15bp）可獨立存在，帶有介導自身移動的蛋白，可作為其他轉座子的組成部分.特征：復合型轉座子兩翼往往是兩個相同或高度同源的IS序列,表明IS序列插到功能基因的兩端就可能產(chǎn)生復合型轉座子。復合型轉座子是一類帶有某些抗藥性基因（或其它宿主基因）的轉座子。復合型轉座子復合型轉座子還有一類無IS序列、體積龐大的的轉座子（5000bp以上）——TnA家族。TnA特征：攜帶3個基因，其中一個為編碼β-內(nèi)酰胺酶基因AmpR，使氨芐青霉素失活；兩翼都有38bp的倒置重復序列（IR）轉座后靶位點大都成為正向重復序列限制性內(nèi)切酶在靶DNA上