《生物与化学原理》DNA的复制
2024-10-02 16:04:30 18 举报AI智能生成
该思维导图是一杨荣武先生的《生物化学原理》为基础，做成的
作者其他创作
大纲/内容
参与复制的酶
DNA聚合酶<font color="#a7932c">DNAP</font>
催化机制图解
细菌的DNAP
DNA聚合酶I
具有<font color="#a7932c">外切酶</font>和<font color="#a7932c">聚合酶</font>的活性
外切酶用于矫正和切除5'段的RNA引物
3'外切酶用于校对
5'外切酶用于切除5'端的引物
复制校对机制
DNA聚合酶II
具有3'外切酶和5'外切酶的活性
主要用于<font color="#a7932c">纠错</font>
DNA聚合酶III
结构
滑动钳
保持校正
提高进行性
<span class="equation-text" contenteditable="false" data-index="0" data-equation="\theta"><span></span><span></span></span>促进α的二聚体化
图示
DNA聚合酶IV
DNA聚合酶V
真核生物DNA聚合酶
α
用于引物的合成
用于DNA的复制
复制时本身没有校对能力（RNA引物不需要很高的忠实性）<br>但是<font color="#a7932c">复制蛋白A</font><font color="#4ccbcd">RPA</font>可以与它相互作用稳定结构，减少出错
β
由于纠错
γ
存在于线粒体中
用于线粒体DNA的复制
δ
与<font color="#4ccbcd">PCNA</font><font color="#a7932c">分裂细胞抗原</font>结合形成滑动钳结构
ε
与δ和PCNA的复合物结合完成DNA的复制
DNA解链酶
<font color="#4ccbcd">SSB</font>单链结合蛋白
可以暂时维持单链状态
防止DNA单链区自发形成双螺旋
防止单链水解
DNA拓扑异构酶
利用DNA的断裂、旋转和重新连接的方式改变DNA的拓扑学性质
现阶段发现的的拓扑异构酶都是通过两次转酯反应完成的
转酯反应
利用这种共价中间复合物的方式既固定了断裂的磷酸二酯键的能量，又大大降低了DNA链上出现永久切口的可能性
按照DNA的断裂方式可分为
I型
只切一条链
用于引入负超螺旋
清除复制时的正超螺旋
不耗能
II型
切开两条链
在DNA复制前引入负超螺旋
将两个缠绕的链分开
耗能
DNA引发酶
是一种RNA聚合酶
负责引物RNA的合成
细菌的引发酶是<font color="#4ccbcd">DnaG</font>蛋白
切除引物的酶
细菌利用DNA聚合酶I和<font color="#4ccbcd">RNaseI</font>
RNaseI主要用于切除RNA和DNA杂交的链
真核生物利用RNaseI和<font color="#4ccbcd">FEN1</font><font color="#a7932c">翼式内切酶</font>
由RNaseI切下大部分RNA剩下一个核苷酸由FEN1来收尾
DNA连接酶
用于缝合相邻的冈崎片段
需要消耗能量
细菌喜欢用NAD<span class="equation-text" contenteditable="false" data-index="0" data-equation="^{+}"><span></span><span></span></span>
真核喜欢用ATP
端粒酶
用于复制端粒
端粒可以用来
保护染色体
防止染色体融合，重组和降解
DNA复制的详细机制
θ复制
复制起始
结合有ATP的<font color="#4ccbcd">DnaA</font>蛋白<font color="#48429b">四聚体</font>在<font color="#4ccbcd">HU</font><font color="#a7932c">蛋白</font>和<font color="#a7932c">整合宿主因子</font><font color="#4ccbcd">IHF</font><font color="#48429b">帮助下识别结合oriC的9bp重复序列</font>
HU是细菌内最丰富的DNA结合蛋白，与IHF有相同的结构但是不具有特异性
HU可以用来调节IHF于oriC结合情况
DnaA蛋白之间自助装成蛋白质核心，形成核小体结构
利用DnaA的ATP水解酶活性将13bp富含AT序列进行解链形成长约45bp的开放的起始复合物
在<font color="#4ccbcd">DnaC</font>蛋白和<font color="#4ccbcd">DnaT</font>蛋白的帮助下，将DnaB蛋白招募到解链区形成<font color="#a7932c">引发体</font>
解链区不断扩大利用SSB蛋白维持单链
PriA、PriB和PriC蛋白帮助下,DnaG被招募到复制叉，结合
复合体沿着DNA模板链合成RNA引物
复制延伸
形成复制体
前导链的合成
后随链的合成
复制终止
在细菌的DNA上通常会有终止区，<font color="#a7932c">终止区利用物质的蛋白质</font><b><font color="#4ccbcd">Tus蛋白</font><font color="#48429b">，会结合在特异性的区域终止复制</font></b>
最后完成与子代的分离
滚环复制
某些噬菌体和一些质粒以这种方式复制
效率高，不存在拓扑障碍
D环复制
一般是线粒体和叶绿体DNA的方式
是单向复制
真核复制方式
与细菌相比
起始过于复杂
要解决核小体和染色体结构的影响
复制速度偏慢，但合成量比细菌多
具有多个复制子
冈崎片段更小
需要端粒酶解决直链末端合成问题
复制受到严格调控
没有大肠杆菌的特定终止区
步骤
不要求全部掌握，有兴趣可以找我专门出的真核复制方式思维导图（还未完全完成）
复制的常见特征
以亲代链作为模版
以4种:dNTP(<b><font color="#569230">dATP、dTTP、dCTP、dGTP</font></b>)<br>利用时一般要有<font color="#569230">Mg<span class="equation-text" data-index="0" data-equation="^{2+}" contenteditable="false"><span></span><span></span></span></font>的参与
屏蔽磷酸基团的负电荷
复制需要解链
半保留复制
通常需要引物
复制方向始终是5'->3'
拥有固定的起始位点
由多个<font color="#569230">短</font>而<font color="#569230">重复</font>的序列组成
可以被多个亚基的复制起始区的蛋白结合
通常富含<font color="#569230">AT</font>碱基对
多为双向复制
存在半不连续复制
高度忠实性
高度进行性
复制的高忠实性
利用核苷酸浓度平衡，抵消浓度导致的不同dNTP更容易进入的现象
DNA聚合酶的高度选择性
聚合酶自我校对（例如DNA聚合酶I）
错配修复
使用RNA引物
虽然RNA不稳定但作为引物不需要多高的忠实性，这样可以避免开始核苷酸高概率错配的问题
DNA复制的调控
细菌
可以利用<font color="#4ccbcd">DNA腺嘌呤甲基转移酶</font><font color="#95da69">Dam</font>
利用甲基进行调控
真核
利用周期蛋白来激活每一个阶段的工作，保证DNA在一个周期内只完成一次复制
激活后周期蛋白的去路
被水解
泛酰化降解
被增脂蛋白隔离
0 条评论
下一页
