第九章DNA的生曲合成 4.真核生物DNA聚合酶 真核生物DNA聚合酶有a、β、Y、δ及ε。它们的基本特性相似于大 肠杆菌DNA聚合酶,其主要活性是催化dNIP的5→3'聚合活性。真核细胞 在DNA复制中起主要作用的是 DNA pol a,主要负责染色体DNA的复制 DNA pol B的模板特异性是具有缺口的DNA分子,被认为它与DNA修复有关 DNA polY在线粒体DNA的复制中起作用。 dNA pol i不但有5′→3′聚合 活性,而且还具有3→5外切酶活性。据认为真核生物DNA复制是在DNAp a和 DNA pol8协同作用下进行的,前导链的合成靠 DNA pol6催化,并且还 需要一种细胞周期调节因子增殖细胞核抗原( proliferating cell nucleus antigen, PCNA)参与。而随从链的合成靠 DNA pol a和引发酶配合作用完成 (二)与超螺旋松驰有关的酶 DNA复制从起始点开始向一个方向复制时,局部的DNA双链必须打开 主要靠解链酶的作用,打开后的单链还需要单链结合蛋白与其结合,在复制 叉向前移动时造成其前方DNA分子所产生的正超螺旋,必须由拓扑异构酶来 解决。下面分别介绍它们的作用 拓扑异构酶( topoisomerase)是一类改变DNA拓扑性质的酶。在体外可催 化DNA的各种拓扑异构化反应,而在生物体内它们可能参与了DNA的复制 与转录。在DNA复制时,复制叉行进的前方DNA分子部分产生有正超螺旋, 拓扑酶可松驰超螺旋,有利于复制叉的前进及DNA的合成。DNA复制完成 后,拓扑酶又可将DNA分子引入超螺旋,使DNA缠绕、折叠,压缩以形成 染色质。DNA拓扑异构酶有Ⅰ型和Ⅱ型,它们广泛存在于原核生物及真核生 物中 拓扑异构酶I(Topo1)的主要作用是将环状双链DNA的一条链切开一个 口,切口处链的末端绕螺旋轴按照松驰超螺旋的方向转动,然后再将切口封 起来。这就使DNA复制叉移动时所引起的前方DNA正超螺旋得到缓解,利 于DNA复制叉继续向前打开。拓扑异构酶Ⅰ除上述作用外,对环状单链DNA 还有打结或解结作用,对环状双链DNA的环连或解连以及使环状单链DNA 形成环状双链DNA都有作用 拓扑异构酶Ⅱ(IopoⅢ)是在大肠杆菌中发现的,曾被称为旋转酶( gyrase) 它们作用特点是切开环状双链DNA的两条链,分子中的部分经切口穿过而旋 转,然后封闭切口,TopoⅡ还可使DNA分子从超螺旋状态转变为松驰状态 此反应不需要ATP参与。DNA复制完成后,IopoⅡ在ATP参与下,DNA分 子从松驰状态转变为负超螺旋。此外,TopoⅡ催化的拓扑异构化反应还有环 连或解环连,以及打结或解结。 四、DNA复制的终止阶段 DNA在复制过程中,合成出的前导链为一条连续的长链。随从链则是由第九章 DNA 的生物合成 ·12· 4. 真核生物 DNA 聚合酶 真核生物 DNA 聚合酶有α、β、γ、δ及ε。它们的基本特性相似于大 肠杆菌 DNA 聚合酶，其主要活性是催化 dNTP 的 5'→3'聚合活性。真核细胞 在 DNA 复制中起主要作用的是 DNA polα，主要负责染色体 DNA 的复制。 DNA polβ的模板特异性是具有缺口的DNA分子，被认为它与DNA修复有关。 DNA polγ在线粒体 DNA 的复制中起作用。DNA polδ不但有 5′→3′聚合 活性，而且还具有 3'→5'外切酶活性。据认为真核生物 DNA 复制是在 DNA pol α和 DNA polδ协同作用下进行的，前导链的合成靠 DNA polδ催化，并且还 需要一种细胞周期调节因子增殖细胞核抗原（proliferating cell nucleus antigen, PCNA）参与。而随从链的合成靠 DNA polα和引发酶配合作用完成。 （二）与超螺旋松驰有关的酶 DNA 复制从起始点开始向一个方向复制时，局部的 DNA 双链必须打开， 主要靠解链酶的作用，打开后的单链还需要单链结合蛋白与其结合，在复制 叉向前移动时造成其前方 DNA 分子所产生的正超螺旋，必须由拓扑异构酶来 解决。下面分别介绍它们的作用。 拓扑异构酶(topoisomerase)是一类改变 DNA 拓扑性质的酶。在体外可催 化 DNA 的各种拓扑异构化反应，而在生物体内它们可能参与了 DNA 的复制 与转录。在 DNA 复制时，复制叉行进的前方 DNA 分子部分产生有正超螺旋， 拓扑酶可松驰超螺旋，有利于复制叉的前进及 DNA 的合成。DNA 复制完成 后，拓扑酶又可将 DNA 分子引入超螺旋，使 DNA 缠绕、折叠，压缩以形成 染色质。DNA 拓扑异构酶有Ⅰ型和Ⅱ型，它们广泛存在于原核生物及真核生 物中。 拓扑异构酶Ⅰ(TopoⅠ)的主要作用是将环状双链 DNA 的一条链切开一个 口，切口处链的末端绕螺旋轴按照松驰超螺旋的方向转动，然后再将切口封 起来。这就使 DNA 复制叉移动时所引起的前方 DNA 正超螺旋得到缓解，利 于 DNA 复制叉继续向前打开。拓扑异构酶Ⅰ除上述作用外，对环状单链 DNA 还有打结或解结作用，对环状双链 DNA 的环连或解连以及使环状单链 DNA 形成环状双链 DNA 都有作用。 拓扑异构酶Ⅱ(TopoⅡ)是在大肠杆菌中发现的，曾被称为旋转酶(gyrase)， 它们作用特点是切开环状双链 DNA 的两条链，分子中的部分经切口穿过而旋 转，然后封闭切口，TopoⅡ还可使 DNA 分子从超螺旋状态转变为松驰状态， 此反应不需要 ATP 参与。DNA 复制完成后，TopoⅡ在 ATP 参与下，DNA 分 子从松驰状态转变为负超螺旋。此外，TopoⅡ催化的拓扑异构化反应还有环 连或解环连，以及打结或解结。 四、DNA 复制的终止阶段 DNA 在复制过程中，合成出的前导链为一条连续的长链。随从链则是由