DNA復制的一般過程
DNA雙螺旋是由兩條方向相反的單鏈組成,復制開始時,雙鏈打開,形成一個復制叉(replicative fork,從打開的起點向一個方向形成)或一個復制泡(replicative bubble,從打開的起點向兩個方向形成。)兩條單鏈分別做模板。各自合成一條新的DNA鏈。由于DNA一條鏈的走向是5′→3′方向,另一條鏈的走向是3′→5′方向,但生物體內DNA聚合酶只能催化DNA從5′→3′的方向合成。那么,兩條方向不同的鏈怎樣才能做模板呢?這個問題由日本學者崗崎先生解決。
原來,在以3′→5′方向的母鏈為模板時,復制合成出一條5′→3′方向的前導鏈(leadingstrand),前導鏈的前進方向與復制叉打開方向是一致的,因此前導鏈的合成是連續進行的,而另一條母鏈DNA是5′→3′方向,它作為模板時,復制合成許多條5′→3′方向的短鏈,叫做隨從鏈(lagging strand),隨從鏈的前進方向是與復制叉的打開方向相反的。隨從鏈只能先以片段的形式合成,這些片段就叫做崗崎片段(Okazaki fragments),原核生物崗崎片段含有1000-2000核苷酸,真核生物一般100?00核苷酸。最后再將多個崗崎片段連接成一條完整的鏈。由于前導鏈的合成是連續進行的,而隨從鏈的合成是不連續進行的,所以從總體上看DNA的復制是半不連續復制。
DNA復制的全部過程可以人為地分成三個階段,第一個階段為DNA復制的起始階段,這個階段包括起始點,復制方向以及引發體的形成,第二階段為DNA鏈的延長,包括前導鏈及隨從鏈的形成和切除RNA引物后填補空缺及連接崗崎片段。第三階段為DNA復制的終止階段。在DNA復制的整個過程中需要30多種酶及蛋白質分子參加,我們將在DNA復制的各個階段中著重介紹它們的作用。
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