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以后用许多种原核生物和真核生物也证明了DNA的半保留复制。DNA的半保留复 制可以使遗传信息的传递保持相对的稳定性,这和它的遗传功能是相吻合的,说明半保 留复制具有重要的生物学意义。但是这种稳定性是相对的,在一定条件下DNA会发生损 伤,需要修复:在复制和转录中DA会有损耗,必须进行更新:在发育和分化过程中, DNA特定序列可能被修饰,刑除,扩增和重排。 (二)DNA聚合反应有关的酶及相关蛋白因子 DNA的合成是以四种三磷酸脱氧核糖核苷为底物的聚合反应,该过程除了需要酶的 催化之外,还需要适量的DNA为模板,RNA(或DNA)为引物和镁离子的参与。DNA 的聚合反应可以表示如下: n:dATP ndGTP DNA聚合酶 DNA+(n:+n2+ng+na)PPi mdCTp DNA,Mg nudTTP DNA合成的反应是很复杂的,催化这个反应的酶也有多种,除DNA聚合酶外,还 有RNA引物合成酶(即引发酶),DNA连接酶、拓扑异构酶、解螺旋酶及多种蛋白质因 子参与。现将与DNA合成有关的几种酶和相关的蛋白质因子简要介绍如下: 引物合成酶 引物合成酶亦称引发酶(primerase),此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA 作为合成DNA的引物(Primer)。催化引物RNA合成的酶对利福平(rifampicin)不敏 感,而且在一定程度上可用脱氧核糖核苷酸代替核糖核苷酸作为底物,与经典的RNA 聚合酶不同。大肠杆菌的引物酶为一条单链多肽,分子量为60000。 2.DNA合南 目前已知的DN A聚合酶(DNA polymerase)有多种,它们的性状和在DNA合成中 的功能均不相同。在大肠杆菌中发现有3种DNA聚合酶,分别称为DNA聚合醇I、Ⅱ、 Ⅲ。DNA聚合酶I最初是在1955年由Komberg在大肠杆菌内发现的,并将其高度纯化。 纯化的酶是一条单链多肽,呈球状,直径约为6.5m,是DNA直径的3倍左右。分子量 为1090O0。每个分子含一个锌原子。这个锌原子与酶的催化作用有关。DNA聚合酶】 是多功能酶,它具有5一3聚合酶,5一3外切酶及3一5外切酶的活性 它的主要功 能是对DNA损伤的修复,以及在DNA复制时,RNA引物切除后,填补其留下的空隙 当有底物和模板存在时,DNA聚合酶I可将脱氧核糖核苷酸逐个地加到具有3'-OH 末端的多核苷酸(RNA引物或DNA)链上形成3',5'磷酸二脂键(图10-8)。至今己发 现的DNA聚合酸都不能从无到有开始合成DNA链,只能在已有的引物3'端游离OH 上合成延伸DNA,合成链的延伸方向为5'一3。该醇具有3'一5'核酸外切酶的活性 299299 以后用许多种原核生物和真核生物也证明了 DNA 的半保留复制。DNA 的半保留复 制可以使遗传信息的传递保持相对的稳定性,这和它的遗传功能是相吻合的,说明半保 留复制具有重要的生物学意义。但是这种稳定性是相对的,在一定条件下 DNA 会发生损 伤,需要修复;在复制和转录中 DNA 会有损耗,必须进行更新;在发育和分化过程中, DNA 特定序列可能被修饰,删除,扩增和重排。 (二)DNA 聚合反应有关的酶及相关蛋白因子 DNA 的合成是以四种三磷酸脱氧核糖核苷为底物的聚合反应,该过程除了需要酶的 催化之外,还需要适量的 DNA 为模板,RNA(或 DNA)为引物和镁离子的参与。DNA 的聚合反应可以表示如下: n1dATP + n2dGTP DNA 聚合酶 + DNA+(n1+n2+n3+n4)PPi n3dCTP DNA,Mg 2+ + n4dTTP DNA 合成的反应是很复杂的,催化这个反应的酶也有多种,除 DNA 聚合酶外,还 有 RNA 引物合成酶(即引发酶),DNA 连接酶、拓扑异构酶、解螺旋酶及多种蛋白质因 子参与。现将与 DNA 合成有关的几种酶和相关的蛋白质因子简要介绍如下: 1. 引物合成酶 引物合成酶亦称引发酶 (primerase) ,此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA 作为合成 DNA 的引物(Primer)。催化引物 RNA 合成的酶对利福平(rifampicin)不敏 感,而且在一定程度上可用脱氧核糖核苷酸代替核糖核苷酸作为底物,与经典的 RNA 聚合酶不同。大肠杆菌的引物酶为一条单链多肽,分子量为 60 000。 2. DNA 聚合酶 目前已知的 DNA 聚合酶(DNA polymerase)有多种,它们的性状和在 DNA 合成中 的功能均不相同。在大肠杆菌中发现有 3 种 DNA 聚合酶,分别称为 DNA 聚合酶Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ。DNA 聚合酶Ⅰ最初是在 1955 年由 Kornberg 在大肠杆菌内发现的,并将其高度纯化。 纯化的酶是一条单链多肽,呈球状,直径约为 6.5nm,是 DNA 直径的 3 倍左右。分子量 为 109 000。每个分子含一个锌原子。这个锌原子与酶的催化作用有关。DNA 聚合酶Ⅰ 是多功能酶,它具有 5′→3′聚合酶,5′→3′外切酶及 3′→5′外切酶的活性。它的主要功 能是对 DNA 损伤的修复,以及在 DNA 复制时,RNA 引物切除后,填补其留下的空隙。 当有底物和模板存在时,DNA 聚合酶Ⅰ可将脱氧核糖核苷酸逐个地加到具有 3′-OH 末端的多核苷酸(RNA 引物或 DNA)链上形成 3′,5′-磷酸二脂键(图 10-8)。至今已发 现的 DNA 聚合酶都不能从无到有开始合成 DNA 链,只能在已有的引物链 3′端游离-OH 上合成延伸 DNA,合成链的延伸方向为 5′→3′。该酶具有 3′→5′核酸外切酶的活性
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