DNA的复制机制

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DNA复制的主要机制

DNA复制的主要机制

DNA复制的主要机制DNA复制是生物体细胞分裂过程中的一个重要环节,也是遗传信息传递的基础。

DNA复制的主要机制包括DNA双螺旋的解旋、DNA链的合成和DNA复制的准确性保证。

下面将详细介绍DNA复制的主要机制。

DNA复制的第一步是DNA双螺旋的解旋。

在细胞分裂过程中,DNA 双螺旋结构需要被解开,以便进行复制。

这一过程由酶类蛋白质协同完成,其中最重要的酶是DNA解旋酶。

DNA解旋酶能够识别DNA双螺旋的结构,并在双链DNA的两条链之间切开氢键,使得DNA双链得以解开。

解旋后的DNA形成了两条单链,为下一步的合成提供了模板。

接下来是DNA链的合成。

DNA链的合成是在DNA模板的指导下进行的,由DNA聚合酶完成。

DNA聚合酶能够识别DNA模板上的碱基序列,并在新合成的DNA链上逐一加入互补碱基,形成新的DNA链。

DNA聚合酶在合成DNA链的过程中,需要依赖于引物和DNA模板,确保合成的DNA链与模板DNA链互补配对。

这一过程是半保守复制,即每条新合成的DNA链中包含一条原始DNA链和一条新合成的DNA链。

最后是DNA复制的准确性保证。

DNA复制是一个高度精确的过程,为了确保复制的准确性,细胞中还有一系列的修复酶参与其中。

在DNA 复制过程中,可能会出现碱基配对错误或者DNA链断裂等情况,这时修复酶就会介入修复DNA,保证复制的准确性。

修复酶包括核苷酸切除修复酶、错配修复酶等,它们能够识别DNA链上的错误碱基或者损伤部位,并进行修复。

通过修复酶的作用,DNA复制的准确性得以保证,避免了遗传信息的丢失或突变。

综上所述,DNA复制的主要机制包括DNA双螺旋的解旋、DNA链的合成和DNA复制的准确性保证。

这一过程是细胞分裂不可或缺的环节,也是遗传信息传递的基础。

通过精确的调控和协同作用,DNA复制能够高效地进行,确保细胞遗传信息的传递和稳定性。

DNA复制的研究不仅有助于理解生命的起源和演化,也为疾病的治疗和基因工程技术的发展提供了重要参考。

DNA复制的机制和原理

DNA复制的机制和原理

DNA复制的机制和原理在人类的身体中,每个细胞都拥有相同的基因,这些基因是由DNA分子组成的。

当一个细胞需要分裂时,它必须先复制自身的DNA,然后将这些DNA分配给两个新的细胞。

这就是DNA复制的过程,是细胞分裂的关键步骤。

本文将会详细介绍DNA复制的机制和原理。

DNA的结构DNA是由四种碱基组成的螺旋状双链分子。

这四种碱基分别是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)。

在DNA双链上,这四种碱基两两配对,形成了A-T和G-C的碱基对。

每个DNA单链由许多这样的碱基对组成,它们通过磷酸骨架相连。

DNA的复制需求当细胞分裂时,它需要复制自身的DNA,以保证每一个新细胞都能拥有和原来细胞相同的基因。

DNA复制需要一些必要条件,包括一个模板DNA分子、DNA聚合酶(一个酶,用于将新的碱基添加到DNA链上)、四种碱基以及适当的离子和酸碱度。

DNA的复制机制DNA的复制过程可以分为以下三个阶段:解旋、复制和连结。

解旋:DNA复制开始时,DNA双链被酶类解旋,形成两条互不干扰的单链。

复制:DNA聚合酶从单链上的自由3'末端开始,向5'末端移动。

聚合酶首先识别模板DNA上的每个碱基对,并在新的DNA链上添加一个与其互补的碱基对。

例如,如果给出模板DNA链上的一个T,新的DNA链将会被添加一个A。

该过程一直进行,直到整个模板链都被复制完毕。

连结:最后,新的DNA链和模板DNA链紧密地连接在一起,形成完整的DNA分子。

当DNA复制完毕时,每一条新的DNA链都是由一个模板链和一个新合成的链组成的。

DNA复制的精度和错误修复DNA复制的过程非常准确。

在此过程中,DNA聚合酶能够准确地添加新碱基到新DNA链上,以与模板链上的碱基配对。

但是,在某些情况下,DNA复制可能会发生错误。

例如,当DNA聚合酶遇到损伤的DNA时,它可能添加错误的碱基或跳过一些碱基。

在这种情况下,细胞必须使用错误修复机制来修复DNA。

高中生物必修二dna的复制

高中生物必修二dna的复制

高中生物必修二dna的复制
DNA复制是指在细胞分裂过程中,DNA分子复制成两条完全相同的DNA分子的过程。

这个过程是非常重要的,因为它确保了新细胞和旧细胞具有相同的遗传信息。

DNA复制的过程可以分为三个步骤:解旋、配对、连接。

第一步:解旋。

DNA双链被一个酶叫做螺旋酶解开,使得双链分开形成两个单链,形成两个模板链。

这个过程称为DNA解旋。

第二步:配对。

每个单链上的碱基与其它碱基配对。

这个过程由另外一种酶叫做聚合酶完成,它沿着单链移动,在模板链上读取碱基,然后把适当的碱基加入到新的单链上。

A碱基总是和T碱基配对,C 碱基总是和G碱基配对。

这个过程被称为DNA复制的配对。

第三步:连接。

新的碱基被添加到单链上之后,会形成一个新的DNA分子。

在每个碱基被加入到新的单链上之后,这个新的单链就会和原来的单链缠绕在一起,形成一个新的DNA双链。

这个过程由另外一种酶叫做连接酶完成,它把新的碱基与模板链上的碱基连接起来,形成一个新的DNA分子。

在这个过程中,每一个新的DNA分子都包含了一个原来的DNA分子的完整拷贝。

这就是DNA复制的过程。

只有当DNA分子被正确地复制时,细胞才能够分裂并产生新的细胞。

DNA的复制

DNA的复制

(2)端粒的复制
真核DNA末端的复制是由端粒酶催化的, 一种由蛋白质和 RNA 组成的核糖核蛋白 ,可特异地识别并结合在 DNA 末端,对 端粒具有保护作用。
研究发现,生殖细胞具端粒酶活性,端粒长度维持恒 定细胞能进行持续分裂; 体细胞内端粒酶处于抑制状态,随着分裂次数增加端粒逐 渐缩短,缩短到一定长度后,细胞不再分裂,在形态上和 功能上都表现衰老; 肿瘤细胞内端粒酶被激活,端粒长度保持不变,肿瘤细胞 持续分裂。通过对端粒酶激活途径的研究,设计抗衰老和 抗肿瘤的新策略
(1)端粒结构
• • • • 端粒DNA的序列具有一定的取向特征,即在 双链DNA末端,富含G的一端总是由 5´向3´末端延伸,并比互补的富含C链长 12-16个核苷酸
在正常生理条件下,可通过G-G 间非标准配对,形成分子内 G - 四联 体,或者由两个 DNA 分子或染色体 彼此连接成局部的分子间四联体
DNA复制的条件
A
T G T T G
DNA DNA 平 复 面 制 模 过 程 式 图
C A A C
G
A
C
T
G
C
A 游离的 脱氧核苷酸 C A A A C
T G T T G T G
G
注意,此处 氢键将被打开! C
G
A
C
T
C
与复制 T 有关的酶
G
C
A C A A A C
T G T T G T G
边解旋边复制
碱基互补配对原则(AT配对,GC配对)
半保留复制
半不连续性复制
边解旋边复制
碱基互补配对原则: AT配对,GC配对
参与DNA复制的物质及作用
物质
DNA母链
作用

dna的复制基本原理

dna的复制基本原理

dna的复制基本原理DNA的复制基本原理是通过DNA聚合酶酶对DNA进行复制。

复制过程中,DNA的双链被解旋,并且每条链作为模板用于合成新的互补链。

简单来说,复制的步骤包括以下几个方面:1. 解旋:DNA的双链被酶解旋,形成两个单链DNA。

2. 模板配对:每个单链DNA作为模板,与游离的核苷酸以互补碱基配对的方式进行配对。

腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)配对。

3. 合成:DNA聚合酶酶沿着单链DNA移动,根据模板上的配对,合成互补链。

酶将游离的核苷酸连接起来,形成新的DNA链。

4. 结束:最终形成两个完全相同的DNA分子,每个分子都包含一个原始链和一个新合成的链。

DNA复制的基本原理使得每次细胞分裂时,新形成的细胞可以得到完整的遗传信息。

这一过程对于维持生命的连续性和遗传信息的传递至关重要。

继续回答您的问题,DNA的复制是一个复杂的过程,涉及到多个酶和蛋白质的参与。

1. DNA解旋酶:DNA复制开始时,DNA解旋酶作用于DNA双链,将其解开并分离成两条单链。

2. DNA聚合酶:DNA聚合酶是主要的复制酶,它能够在模板DNA上合成新的DNA链。

DNA聚合酶连接到已解旋的DNA单链的3'端,并通过模板特异性,将互补的碱基加入到新合成的链上。

DNA聚合酶能够识别对应的配对碱基,并将适当的核苷酸加入到新合成链的3'端。

3. DNA引物:DNA引物是RNA分子的短链,作为DNA聚合酶的起始序列。

DNA聚合酶不能够自发合成DNA链的起始碱基,因此需要一个起始点。

DNA引物通过互补配对与DNA模板结合,并提供一个起始点供DNA聚合酶合成新的DNA链。

4. DNA连接酶:每当DNA复制过程中遇到DNA分子的末端时,DNA连接酶会将这些断裂的片段连接起来,形成完整的DNA链。

这样,DNA复制就能够进行到下一步,直到整个DNA分子被复制完整。

总的来说,DNA复制过程中,DNA解旋酶解开DNA双链,DNA聚合酶沿着模板DNA合成新的互补链,DNA引物提供起始点,而DNA连接酶连接断裂的片段。

DNA复制机制

DNA复制机制

DNA复制机制DNA复制是生物体进行细胞分裂和遗传信息传递的基本过程之一。

它是指在细胞分裂过程中,DNA分子通过特定的机制产生一个完全相同的副本。

在这篇文章中,我们将讨论DNA复制的机制,从DNA的结构到复制过程中的各个关键步骤。

一、DNA的结构DNA是由核苷酸组成的双链螺旋结构。

每个核苷酸由一个磷酸基团、一个五碳糖(脱氧核糖或脱氧核苷糖)和一个氮碱基组成。

氮碱基有腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)和胞嘧啶(C)四种,通过氢键形成配对(A与T,G与C)。

二、DNA复制的基本步骤DNA复制是一个高度精确的过程,它包括DNA双链的解旋、合成亲体链和合成新生链三个主要步骤。

1. 解旋DNA复制开始时,双链螺旋结构会被酶酶解,形成两个单链模板。

这一步骤主要由解旋酶负责,它会解开氢键以使DNA分子解开。

2. 合成亲体链在单链模板上,新的DNA链通过DNA聚合酶进行合成。

DNA聚合酶能够识别模板链上的氮碱基序列,并在合成亲体链的过程中按照互补原则配对新的氮碱基。

3. 合成新生链亲体链的合成结束后,DNA聚合酶会进一步合成新的DNA链。

这些新的DNA链与亲体链相互平行,形成两个完全相同的DNA分子。

三、DNA复制的机制DNA复制的机制主要涉及一系列复制酶的作用。

这些复制酶可以分为两类:主要复制酶和辅助复制酶。

1. 主要复制酶DNA复制的主要复制酶是DNA聚合酶。

在DNA复制过程中,有多种类型的DNA聚合酶参与,包括DNA聚合酶α、β、γ、δ和ε。

它们在DNA的不同区域发挥作用,如DNA聚合酶α负责启动复制,DNA聚合酶δ和ε负责扩展亲体链,DNA聚合酶γ负责线粒体DNA 的复制。

2. 辅助复制酶除了主要复制酶外,DNA复制还需要一些辅助复制酶的帮助。

例如,DNA旋转酶可以通过调节DNA的超螺旋结构来协助解旋。

DNA 连接酶可以在DNA复制过程中连接断裂的DNA链。

此外,还有许多其他酶在DNA复制中发挥重要作用。

DNA的复制机制

DNA的复制机制

DNA的复制机制DNA复制是指在细胞分裂或修复过程中,DNA分子通过复制机制产生两条完全相同的新DNA分子的过程。

DNA复制是生命的基础,因为它保证了基因的传递和遗传信息的稳定性。

本文将详细介绍DNA复制的机制。

DNA复制的过程可以分为三个主要步骤:解旋、复制和连接。

第一步是解旋。

DNA分子是由两个相对应的链组成的,这两个链通过氢键连接在一起。

在复制过程中,酶类会解开DNA分子中的氢键,将两个链分开形成单链。

第二步是复制。

DNA复制过程中,使用的主要酶是DNA聚合酶。

DNA 聚合酶能够“阅读”DNA模板链,并在该链上合成一个新的互补链。

在开始复制之前,DNA合成酶会在DNA链上找到一个起始点,称为起始点。

此外,还有其他辅助酶,在复制过程中协助DNA聚合酶的工作。

在复制开始后,DNA聚合酶会延伸模板链,以生成一个新的互补链。

具体来说,DNA聚合酶会将新合成的DNA链与模板链配对,使用与原始链上碱基互补的碱基。

例如,对于DNA模板链上的腺嘌呤(A)碱基,DNA 聚合酶会在新合成的链上添加胸腺嘧啶(T)碱基。

C和G碱基也会以相同的方式配对。

DNA复制是一个半保存的过程,意味着每一条新合成的DNA链都包含一个原始的模板链和一个新合成的链。

这是因为DNA聚合酶在合成新链时只能朝一个方向移动。

在合成链的一个末端,DNA聚合酶可以与模板链配对合成新链,但不能向反方向移动。

因此,每一次DNA复制都会产生两个DNA分子,每个分子都包含一个模板链和一个新合成的链。

第三步是连接。

在复制产生两个完整的DNA分子后,这两个分子的单链段(即复制过程中产生的短碎片)需要进行连接。

这一过程由连接酶完成。

连接酶能够将DNA分子的单链段连接成完整的双链DNA分子。

连接之后,每个新产生的DNA分子就与原来的DNA完全相同。

DNA复制是一个精确的过程,酶和蛋白质在其中起到重要的作用。

在复制过程中,有一系列辅助蛋白质协助DNA聚合酶工作,确保复制的高效进行。

DNA复制的机制

DNA复制的机制

DNA复制的机制DNA复制是细胞分裂的重要过程,通过复制可以保证基因信息的传递和遗传。

DNA复制的机制从起始、进行到终止,涉及到多个酶和蛋白质的调控。

本文将详细介绍DNA复制的机制。

1. DNA复制的起始DNA复制的起始需要一个特殊的起始序列,称为起始点或复制起点。

在原核生物中,起始点通常为富含胸腺嘧啶(Thymine)和腺嘌呤(Adenine)的序列,记作TA富集区。

在真核生物中,起始点通常为富含AT碱基的序列。

起始点附近有个特殊的酶,叫做DNA聚合酶(DNA polymerase)。

DNA聚合酶是DNA复制的重要参与者,可将新的DNA链合成已有的DNA模板链。

DNA聚合酶需要原始DNA链上先有一个辅助酶,叫DNA引物(primer)。

DNA引物由离子的金属组成,帮助DNA聚合酶定位。

在DNA复制的过程中,DNA聚合酶将引物的位置作为起点,在DNA模板链上依次进行DNA链合成。

2. DNA复制的进行在DNA复制的进行中,原始的DNA双链被酶麦考利(helicase)酶解开,形成两个单链的DNA模板链。

麦考利酶通过打开双链,分离双链的两个DNA链,以便DNA聚合酶能够以这两个链为模板进行合成。

接下来,DNA聚合酶在每个单链的模板上开始合成新的DNA链。

DNA聚合酶根据模板上的碱基配对规则,将适当的碱基加到新合成的DNA链上。

DNA聚合酶从5'端向3'端进行合成,合成速度约为每分钟20个核苷酸。

新合成的DNA链与模板链呈反平行排列,即一个链从5'端向3'端合成,另一个链则从3'端向5'端合成。

3. DNA复制的终止DNA复制的终止由一个特殊的序列控制,称为终止子。

当DNA复制到终止子时,复制过程会停止。

在原核生物中,终止子通常包含一段富含GC碱基的序列。

在真核生物中,终止子比较复杂,通常需要多个蛋白质的参与。

终止子的作用是吸引终止因子,终止因子可以阻止DNA聚合酶的进一步合成,从而停止复制过程。

DNA复制的机制及其调控

DNA复制的机制及其调控

DNA复制的机制及其调控DNA复制是生物体维持遗传稳定性的基础过程,它确保了每个新细胞都能获得准确的遗传信息。

本文将介绍DNA复制的机制以及该过程是如何被调控的。

一、DNA复制的机制DNA复制是通过半保留复制方式进行的,即将DNA的两条链分离,每条链作为模板合成新的互补链。

整个过程可以分为以下几个步骤:1. 解旋:DNA复制起始于解旋,该过程由解旋酶协助完成。

解旋酶将DNA的双螺旋结构解开,形成复制起点。

2. 建垒:在解旋的基础上,DNA聚合酶结合到复制起点,开始合成新的DNA链。

DNA聚合酶具有高度选择性,只能在5'到3'方向进行链延伸。

3. 插入碱基:DNA聚合酶能够识别模板链上的碱基序列,并在新合成链上插入互补碱基,以在复制时保持碱基配对规则。

4. 连接:当一个DNA分子的两条链被复制后,需要通过连接酶将它们重新连接在一起,形成两个完整的DNA分子。

二、DNA复制的调控DNA复制的调控是为了确保正确、高效地进行复制,避免错误和损害的积累。

调控主要通过以下两种方式实现:1. 复制起点选择:在细胞中,有多个复制起点可以进行DNA复制。

这些起点的选择是被特定蛋白质调控的。

调控蛋白能够在特定的复制起点上结合,并启动复制过程。

这种选择性起点的调控可以确保整个基因组的复制能够有序进行,避免冲突和交叉。

2. 复制速率调节:细胞能够通过调节DNA聚合酶的活性来控制复制速率。

一些蛋白质能够与DNA聚合酶相互作用,增强或抑制其催化活性。

这种调节可以根据细胞的需要,控制DNA的复制速率,保证合适的复制时间。

此外,还有其他一些机制参与DNA复制的调控,例如DNA损伤修复系统、染色质结构调节等。

这些机制共同作用于DNA复制过程,确保其准确性和高效性。

总结:DNA复制是一个复杂而关键的细胞过程,它确保了细胞的遗传信息的稳定传递。

了解DNA复制的机制及其调控对于理解生物体的遗传机制具有重要意义。

通过解析DNA复制的准确机制,并探究其调控方式,有助于我们更好地理解细胞的遗传机制和相关疾病的发生机理。

生物学中DNA复制的机制

生物学中DNA复制的机制

生物学中DNA复制的机制DNA复制是生物学中一个非常重要的过程,它是生物体进行遗传信息传递的基础。

本文将详细介绍DNA复制的机制,包括复制起始、复制酶、复制过程和复制终止等方面。

一、复制起始DNA复制起始是指在DNA双链的某个特定区域开始复制的过程。

在人类细胞中,复制起始位点通常由一段特殊的DNA序列组成,这些序列被称为起始子。

起始子的特征是具有高度保存性,能够与特定的复制蛋白结合。

二、复制酶DNA复制过程中起到关键作用的是DNA聚合酶。

在真核生物中,主要有三种类型的DNA聚合酶参与DNA复制:DNA聚合酶α,DNA 聚合酶δ和DNA聚合酶ε。

DNA聚合酶α主要负责在复制起始处合成一小段RNA链(即RNA引物),DNA聚合酶δ和DNA聚合酶ε则负责主链合成。

三、复制过程DNA复制的过程可以分为三个主要步骤:解旋、合成和连接。

1. 解旋:DNA双链在复制起始点被酶解旋,形成一个复制泡。

该泡中的DNA被解旋成两条单链。

2. 合成:由DNA聚合酶α合成的RNA引物与DNA单链互补匹配,形成一个短片段的DNA-RNA杂交态。

然后,DNA聚合酶δ和DNA聚合酶ε负责以RNA引物为起点,沿DNA模板链合成新的DNA链,而另一条DNA链则通过DNA聚合酶ε以DNA-RNA杂交态作为起点合成。

3. 连接:在DNA链合成过程中,RNA引物被核酸内切酶消化,然后由DNA聚合酶δ和DNA聚合酶ε负责合成DNA链的最后一段。

最后,DNA连接酶将新合成的DNA链与旧DNA链连接在一起,形成完整的DNA双链。

四、复制终止DNA复制的终止是指复制酶停止合成DNA链的过程。

在真核生物细胞中,复制终止通常发生在复制起始点附近的特定序列上。

复制酶在这种序列上遇到困难,无法继续进行合成,从而导致复制终止。

总结:DNA复制的机制包括复制起始、复制酶、复制过程和复制终止等方面。

在整个复制过程中,DNA聚合酶的合成、解旋、合成和连接是关键步骤。

DNA复制的机制与影响因素

DNA复制的机制与影响因素

DNA复制的机制与影响因素DNA是构成生物体的遗传物质,其在细胞分裂过程中进行复制,保证遗传信息的传递。

DNA复制是一种随着生物体增长和繁殖必不可少的过程,而理解其机制和影响因素对于研究遗传学、生物学等学科有着重要的作用。

DNA复制的机制DNA分子包含两条互补的链,每条链都由磷酸、脱氧核糖和碱基组成。

在DNA的复制过程中,原先的一条DNA链被作为模板,新合成的DNA链与其互补配对。

DNA复制过程分为三个步骤,包括:1. 开放双链:DNA双链被螺旋酶切开,从而断裂成两条单链。

2. 配对新增:在模板链上,加入所需的新碱基,对应与互补的新合成链。

3. 添加磷酸键:将新合成链上的碱基组合成完整的双链分子。

在这个过程中,需要多种酶的协助来完成复制,如DNA聚合酶、引物、螺旋酶和连接酶等。

DNA聚合酶是最为重要的酶之一,有多种类型和功能。

同时,DNA复制还受到了细胞周期的调控,根据细胞的需求来启动和停止复制过程,从而保证正常的细胞生长和繁殖。

影响DNA复制的因素DNA复制的机制和过程受到多种内外因素的影响,其中最为重要的几个因素包括:1. DNA序列复杂性:复杂的DNA序列增加了复制出错的概率,特别是在重复序列和基因拷贝区,很容易引起复制错误和错配。

2. 有害物质和暴露环境:许多物质和环境因素都可以使DNA发生变异和损伤,比如辐射、致癌物质、化学物质等。

这些物质和环境的暴露可以引起复制错误和DNA序列的改变,从而产生许多疾病和病变。

3. DNA修复机制:细胞具有多种检测和修复DNA的机制,包括核苷酸修补、直接修复和错配矫正等。

这些机制能够有效地保护DNA免受物理和化学损伤,避免复制错误和DNA变异发生。

4. 遗传基因:基因序列的变异和突变可以影响DNA复制的过程和结果。

遗传基因的变异可能引起病理性变化,导致先天性疾病和遗传病患。

结语DNA复制是一种既复杂又精密的过程,其机制和影响因素对于细胞生长和繁殖、遗传学、生物学等研究有着至关重要的作用。

DNA是如何被复制的

DNA是如何被复制的

DNA是如何被复制的在介绍DNA复制相关内容之前,我们先来回顾一下什么是DNA。

DNA是一种双螺旋状高度有序大分子,其中包含了细胞及基因等生命特性的模式代码。

在DNA复制中,DNA 将模式代码用于生物体生长发育以及它们遗传特性等,是一个万物之先的关键步骤。

那么,这一关键技术是如何实现的呢?一、DNA复制分子机制DNA复制有多种方式,不同种类各有不同,但都包含以下几个步骤:核苷酸对的切割、引物酶的活化和复制,以及终止子和合成酶的结合。

1. 核苷酸对的切割首先,双螺旋DNA结构中的双链被分割成两条单链,这种切割需要聚磷酸酶依次把双螺旋核苷酸链中的碱基对切割断开。

2. 引物酶的活化和复制然后,引物酶就会活化,在未切割的另一条单链的反向链上产生一个引物。

活化的引物酶对对链只有一个引物,然后开始复制另一条单链,复制过程从引物的3'端开始,由一个小的复制机器以5' → 3'的方向复制DNA反向链。

3. 终止子和合成酶的结合最后,终止子会停止复制,破坏引物链生成两条完全复制链,再由合成酶把双链复原,最终完成DNA复制。

二、DNA复制对生物体的重要性1. 保持生物体结构DNA复制过程可以使得细胞在不断分裂进而保持生物体的结构。

DNA 的复制可以有效的帮助细胞在进行分裂的同时,将原来的遗传信息复制下来,使繁殖后的细胞继承它的遗传信息,这样细胞就能继续适应世界,以及促进生物体的成长。

2. 促进基因进化DNA复制过程也可以创造出进化所需要的突变。

突变是DNA复制过程中细胞突变发生变异而影响生物体行为习性的一种结果。

在历史长河中,突变是推动生物进化发展的一种重要手段,而DNA复制过程正是突变的源头。

三、DNA复制的难点1. 从单链复制获取信息量大的效率低传统的DNA复制过程,从单链复制多螺旋双链DNA所花费的时间较长,不仅费时,而且DNA的复制信息量相当大,复杂度程度也很大。

因此,复制的效率被大大地降低,同时DNA复制本身也可能出错,从而影响细胞的繁殖。

DNA复制机制

DNA复制机制

DNA复制机制DNA(脱氧核糖核酸)复制是指一种细胞过程,通过这种过程,DNA分子能够复制自身。

DNA复制是生物界的所有生命形式进行遗传的基础。

它使得每个细胞都能获得一个完整的和准确的基因组,确保遗传信息的传递。

DNA复制的机制相当复杂,涉及多个步骤和参与的酶。

下面将详细介绍DNA复制的机制。

DNA复制的机制通常包括三个主要步骤:解旋、复制和连接。

首先,在DNA复制过程中,DNA分子的双链结构需要解旋。

解旋是由一个解旋酶来完成的。

解旋酶能够解开DNA双链的氢键,使DNA的两个链分开,并形成一个复制起点,这个起点在新DNA链的复制中具有重要的作用。

接下来是复制的过程。

复制是由DNA聚合酶酶催化的,它能够将与母DNA链配对的核苷酸加到新合成的链中。

这种配对基础于碱基互补配对规则:腺嘌呤(A)配对胸腺嘧啶(T),胞嘧啶(C)配对鸟嘌呤(G)。

在DNA复制过程中,两个DNA链有不同的方向性。

一个链被称为“连续链”,另一个被称为“不连续链”。

连续链的复制是直接进行的,从复制起点开始,便一直向外延伸。

而不连续链的复制是逆行的,因为它无法像连续链一样从复制起点一直向外延伸。

不连续链的复制是通过在DNA链上生成一系列称为“Okazaki碎片”的短段来完成的。

DNA聚合酶通过连续地添加核苷酸到Okazaki碎片上,然后另一种酶,即DNA连接酶,将这些碎片连接在一起,形成一个完整的新链。

最后是连接的过程。

连接酶的主要功能是将两个不连续链连接在一起,使得它们形成一个完整的DNA双链。

连接酶的存在是为了填补DNA复制后留下的“缝隙”。

一旦连接完成,整个DNA分子便被复制成两条完全一样的DNA分子。

DNA复制是一个复杂的过程,它涉及到多个参与的酶和辅助蛋白质。

除了DNA聚合酶和解旋酶,还有一些其他酶在复制过程中起着重要的作用。

例如,泛素连接酶修复复制期断裂的DNA链,核苷酸修复酶修复DNA上的碱基错误,DNA连接酶连接断裂片段,DNA聚合酶用于碱基错误检查和修复,等等。

分子生物学的DNA复制机制

分子生物学的DNA复制机制

分子生物学的DNA复制机制DNA复制是生物体中一项至关重要的生物学过程,它是维持遗传信息传递的基础。

DNA复制的机制在分子生物学领域中一直备受研究者们的关注。

本文将介绍DNA复制的基本过程以及其中涉及的分子机制。

DNA复制的基本过程可以分为三个主要步骤:解旋、复制和连接。

首先,DNA双链被酶解旋,形成两个单链。

这一步骤由酶类蛋白质协同完成,其中最重要的是DNA解旋酶。

DNA解旋酶能够结合在DNA双链上,并将其解开,形成两个暴露的单链。

解旋后,每个单链上的DNA碱基可以被复制。

在复制过程中,DNA的碱基被一个酶类蛋白质称为DNA聚合酶复制。

DNA聚合酶能够识别并匹配DNA单链上的碱基,然后将新的碱基加到正在复制的DNA链上。

这个过程是高度精确的,因为每个碱基只能与特定的配对碱基匹配。

例如,腺嘌呤只能与胸腺嘧啶配对,而胸腺嘧啶只能与腺嘌呤配对。

这种精确的配对保证了DNA复制的准确性。

DNA聚合酶复制的过程是一个连续的过程,即在复制过程中,新的碱基被不断地加到正在复制的DNA链上。

然而,DNA的双链结构使得复制过程并不完全连续。

在DNA双链上,有一个链被称为主链,另一个链被称为滞后链。

主链上的复制是连续的,但滞后链上的复制是不连续的。

这是因为滞后链上的DNA碱基只能以片段的形式被复制。

滞后链上的DNA复制是通过一个称为DNA聚合酶的酶类蛋白质完成的。

DNA聚合酶能够识别并复制滞后链上的DNA片段。

一旦一个片段复制完成,它将与主链上的DNA片段连接起来,形成一个连续的DNA链。

这个过程被称为连接,它由连接酶完成。

DNA复制的机制在细胞中起着至关重要的作用。

它不仅能够确保细胞的遗传信息传递准确无误,还能够维持细胞的正常功能。

然而,DNA复制并不是一个完美的过程。

在复制过程中,有时会发生错误,导致DNA序列的改变。

这些错误称为突变,它们可能会对细胞的正常功能产生不良影响。

为了减少突变的发生,细胞中有一系列修复机制来修复复制过程中的错误。

DNA复制的机制及意义

DNA复制的机制及意义

DNA复制的机制及意义DNA复制是生物体重要的基本生命过程之一,它确保了遗传信息的传递和维持了细胞的完整性。

在细胞分裂过程中,准确地复制DNA 是关键步骤之一,它保证了每个新生细胞都能拥有与母细胞相同的遗传信息。

本文将介绍DNA复制的机制,并探讨其在生物体中的重要意义。

一、DNA复制的机制DNA复制过程发生在细胞核的S期,它由一系列复杂而协调的步骤组成。

1. 解旋:DNA复制开始时,酶类蛋白(如螺旋酶)会结合到DNA 的起始点,并解开双螺旋结构,形成两个单链模板。

2. 建模板链:在每个单链模板上,合成酶会识别互补的核苷酸,并从细胞质浓度较高的dNTP(脱氧核苷三磷酸)中选择合适的核苷酸,通过磷酸二酯键连接到新合成的链上。

3. 连接:同步进行的两个建模板链会按照互补配对原则,通过氢键相互连接。

这个过程由DNA连接酶催化。

4. 结束:在整个DNA链的复制过程中,还有很多酶类和蛋白质辅助这一过程,确保完整的复制,并最终完成DNA合成。

二、DNA复制的意义DNA复制对于生物体的生存和繁衍至关重要。

它具有以下几个重要意义:1. 遗传信息的传递:DNA复制是生物体遗传信息传递的基础。

每个DNA分子上都承载着生物体的遗传信息,包括各种基因和表达调控元素。

通过复制DNA,这些遗传信息能够传递给下一代细胞,确保后代与父代具有相似的基因组,继承和传递有益基因。

2. 细胞分裂的基础:DNA复制是细胞有丝分裂和无丝分裂过程的基础。

在有丝分裂中,DNA复制确保每个子细胞都能得到完整的染色体组。

而在无丝分裂中,DNA复制则负责维持细胞内DNA的稳定性,保证每个新生细胞都具有与母细胞相近的遗传信息。

3. 基因表达的调控:DNA复制与基因表达之间密切相关。

通过复制DNA,细胞可以复制并传递基因信息。

这使得细胞能够根据内外环境的变化,将特定的基因信息从DNA转录为RNA,并进一步转化为蛋白质,从而调控各种生物过程的进行。

4. 修复和再生:DNA复制是细胞修复和再生的基础。

DNA复制的机制及其应用技术

DNA复制的机制及其应用技术

DNA复制的机制及其应用技术DNA复制是指一条DNA分子在细胞分裂过程中被复制成两条完全相同的DNA分子。

这个过程是生命的基础,因为它通过复制遗传信息,确保所有细胞都具有相同的基因组,并能通过后代传递基因。

本文将介绍DNA复制的机制及其应用技术。

1. DNA复制的机制DNA复制是一种复杂的过程,需要多重酶和蛋白质的协作。

它基本上是一个三步走的过程:(1)解旋。

解旋是指DNA螺旋结构的分离,使两条单链DNA暴露在外。

这需要一类酶,叫做解旋酶。

它们酶切DNA双链,从而形成一个称为复制起点的“开放”区域,准备接下来的操作。

(2)复制。

复制是指在复制起点上进行DNA合成,依靠核苷酸互补对的规则,生成一个新的DNA链。

这需要另一组酶,叫做DNA聚合酶。

DNA聚合酶将新的核苷酸分子添加到复制起点的单链DNA上,以形成一个完整的甲基化DNA双链。

(3)拼接。

拼接是指将两个合成的DNA分子恢复成一个甲基化DNA双链分子。

这需要一组酶,叫做DNA连接酶。

它们通过将新的DNA片段与原始DNA分子的残余部分连接起来,形成一个新的甲基化DNA分子。

DNA复制的核心机制是互补配对规则。

分别由两种碱基(腺嘌啶和鸟嘌呤)组成的核苷酸可以互相配对:腺嘌啶与胸腺嘧啶互补,鸟嘌呤与胞嘧啶互补。

这个规则使得在一个DNA单链上进行复制时,可以根据模板链的碱基顺序,在新链上逐个形成互补碱基。

2. DNA复制的应用技术DNA复制是一种基础的生物学过程,但它已经成为许多生物技术领域的基础。

以下是几个利用DNA复制的应用技术:(1)PCR扩增。

PCR(聚合酶链反应)是一种利用DNA聚合酶进行DNA扩增的技术。

它基于DNA复制的原理,通过反复周而复始地重复加热和冷却的步骤,将DNA扩增至数百万倍的数量。

PCR常用于DNA检测、DNA序列分析和研究遗传学等领域。

(2)克隆。

DNA克隆是指将一个DNA分子插入到另一个细胞或组织中,以制造大量特定蛋白质。

DNA复制的机制及其重要性

DNA复制的机制及其重要性

DNA复制的机制及其重要性DNA复制是生物体中一种重要的生物过程,它是指DNA分子在细胞分裂过程中准确地复制并传递给下一代细胞的过程。

本文将详细探讨DNA复制的机制及其重要性。

一、DNA复制的机制DNA复制是一个复杂而精确的过程,它遵循一套特定的机制,其中包括以下几个关键步骤。

1. 解旋:DNA双链首先被酶解开,形成两条单链,其中每条单链作为模板用于合成新的DNA链。

这个过程由解旋酶催化完成。

2. 复制起始点的建立:DNA复制起始点是一个特定的序列,它标记了DNA复制的开始位置。

在这个区域,一个特殊的酶被招募,形成DNA复制起始复合物。

3. DNA复制酶的作用:DNA复制酶是关键的酶类,在DNA复制过程中起着重要的作用。

其中,主要的酶类包括DNA聚合酶和DNA 连接酶。

DNA聚合酶通过读取模板链的碱基序列,在新合成链上添加互补的碱基,从而逐渐合成新的DNA链。

而DNA连接酶则在DNA链的断裂点上催化磷酸二酯键的形成,使DNA碱基序列相连。

4. 复制末端的处理:在DNA复制过程中,由于DNA链是由DNA 聚合酶从5'到3'的方向合成的,所以存在一个复制末端的问题。

在每次DNA复制后,复制末端会减少一个碱基序列。

为了保持DNA末端序列的完整性,一种特殊的酶称为端粒酶被招募,它能在每次复制末端的减少后将复制末端序列恢复到初始状态。

二、DNA复制的重要性DNA复制在生物体中起着至关重要的作用,具有以下几个方面的重要性:1. 遗传信息的传递:DNA复制保证了遗传信息的稳定传递。

每当一个细胞分裂并产生两个子细胞时,DNA必须复制,以确保每个子细胞都能获得完整的遗传信息。

只有通过准确的DNA复制,生物体才能保持遗传信息的稳定传递,从而使下一代细胞或个体具有与前代相似的性状。

2. 细胞增殖与生长:DNA复制是细胞增殖与生长的基础。

细胞增殖是生物体生长和发育的基础过程。

DNA复制是细胞增殖的前提和保障,只有通过准确的DNA复制,细胞才能分裂产生两个完整的子细胞。

DNA复制的机制及其意义

DNA复制的机制及其意义

DNA复制的机制及其意义DNA复制是生物体中一种基本的遗传过程,它能够确保基因的稳定传递,并为生命的演化提供了基础。

本文将探讨DNA复制的机制,以及它对生物体的意义。

一、DNA复制的机制DNA复制是指在细胞分裂或有性生殖过程中,将一个DNA分子复制成两个完全相同的DNA分子的过程。

它是一种半保留复制过程,即每个复制的DNA分子包含一个原DNA链和一个新合成的DNA链。

1. 首先,DNA双链被酶解开,形成两个单链。

2. 接着,在单链DNA上,酶复制起始点处形成一个起始复制泡。

3. 每个复制泡的两个单链上开始合成新的DNA链,被称为合成链。

合成链的合成是在DNA聚合酶的作用下进行的。

4. DNA聚合酶以DNA模板为基础,逐个加入互补碱基,形成合成链。

5. 复制泡移动,并合并成两个完整的DNA分子。

二、DNA复制的意义DNA复制在生物进化和分子遗传学中起着重要的作用。

它具有以下意义:1. 保证遗传信息的稳定传递:DNA复制是细胞分裂过程中基因的传递和维持的重要保证。

在细胞分裂中,每个细胞都需要遗传与母细胞相同的遗传信息,以保持细胞的正常功能。

DNA复制能够确保这种遗传信息的稳定传递,从而维持生物的正常生长和发育。

2. 为遗传变异提供基础:DNA复制是遗传变异的基础。

在DNA复制过程中,由于DNA聚合酶的特定性不高,可能会出现碱基替代、插入或缺失等错误。

这些错误可能导致新DNA分子与原DNA分子出现差异,从而产生遗传变异。

这种遗传变异为进化提供了基础,并且能够避免整个种群被同一环境因素所消灭。

3. 为基因重组提供条件:DNA复制还为基因重组提供了条件。

基因重组是指DNA分子之间的交换、重组和重排。

通过DNA复制,DNA分子得以复制成两个完全相同的DNA分子,而这两个DNA分子之间可以通过重组发生部分交换,进而形成新的基因组合。

基因重组为生物体的遗传多样性提供了基础。

4. 为分子诊断和疾病治疗提供依据:DNA复制的机制对分子诊断和疾病治疗也具有重要意义。

DNA复制的机制和影响因素

DNA复制的机制和影响因素

DNA复制的机制和影响因素DNA复制是遗传信息的传递过程中的一个重要环节,也是生命形成和保持的必要条件。

DNA复制的机制是在遗传学上具有重要意义的话题,它的研究不仅与生物学相关,还与治疗人类疾病,制备人工DNA以及申请生物专利等应用有重要联系。

本文将从DNA复制机制及其影响因素两个方面进行探讨。

一、DNA复制的机制DNA是双螺旋结构,在DNA复制时,每根DNA双链绕中心轴旋转一圈,便完全复制一次,并且每一分子都变成两个相同的分子。

DNA在复制时需要解开双链结构,使得DNA单链上的碱基能够与另一条DNA单链上的互补碱基配对,形成新的双链结构。

这个过程中,复制酶是至关重要的。

复制酶能够沿着DNA的单链向前行进,读取模板链上的碱基信息,并将其复制到新链上。

复制酶在DNA复制时不仅负责读取和复制碱基序列,还能够自我修复,纠正复制错误等。

以E.coli为例,E.coli具有一个环状的DNA分子,称为染色体。

DNA复制的起点是由一个复制起点来导致的。

先在起点附近产生一个复制起点(oriC),这个复制起点是一个短的序列,其能于一些复制启动蛋白相互作用促使DNA双链分离。

双链分离以后,形成一个复制泡,两个复制引起蛋白如λ蛋白会将足够的酶复合合成一个新的核苷酸链。

二、影响DNA复制的因素1. 突变DNA复制过程中,错误的复制会导致DNA序列发生突变,导致DNA信息的丢失或改变,甚至可能导致蛋白质产生异常。

其中一种常见的突变是点突变,即在DNA序列中有一对碱基发生改变。

点突变可以进一步分为同义突变、错义突变和无义突变。

同义突变是指在DNA序列中有一对碱基发生改变,但这两个碱基对应的氨基酸并没有改变,不会对蛋白质的功能产生影响;错义突变是指在DNA序列中有一对碱基发生改变,但这两个碱基对应的氨基酸被替换为了不同的氨基酸,可能会对蛋白质的功能产生影响;无义突变是指在DNA序列中有一对碱基发生改变,但这两个碱基对应的氨基酸被替换为了终止密码子,会导致蛋白质合成中断。

DNA复制的机制及其探究方法

DNA复制的机制及其探究方法

DNA复制的机制及其探究方法DNA (Deoxyribonucleic acid,脱氧核糖核酸) 是指包含生物遗传信息的分子,生物个体的遗传特征完全由 DNA 决定。

DNA 复制是指将一个 DNA 分子复制成两份完全相同的分子的过程。

在细胞分裂中,复制是第一步,然后 DNA 的两份将分布到不同的新的细胞中,保证了细胞遗传信息的传递和传承。

DNA 复制的机制DNA 复制是由一种特殊的酶,DNA 聚合酶完成的。

它能将DNA 的单链反向复制成一个新的 DNA 分子。

复制的过程是依靠这个酶在 DNA 双链上移动,并根据模板链的顺序找到合适的核苷酸进行拼接的。

在 DNA 分子复制的过程中,DNA 双链首先被融解,也就是通过一定的酶解开双链的氢键连接,形成了两条单链。

接着,DNA 聚合酶开始沿着一个单链移动,在合适的情况下添加新的核苷酸到新的合成链上,形成一个新的双链 DNA 分子。

这个新的 DNA 分子内的原有单链作为模板,保持了对原来 DNA 的精确复制。

DNA 分子复制过程的起始点通常被称作“起始位点”,这个地方包含了一个特定的序列,刺激 DNA 聚合酶的结合。

每一个 DNA 分子都有多个起始点,这是为了在短时间内完成复制。

DNA 复制的探究方法在 20 世纪 50 年代,科学家们利用放射性示踪剂的方法研究DNA 的复制过程。

以同位素氢($^3H$-H)为核心的示踪剂,被注入到实验中的细胞中,以便在已知的时间段内跟踪其行踪。

细胞中使用 $^3H$-H 色素作为细胞的 DNA 材料,同时给予草酸材料,使得氢原子被标记在新合成的 DNA 分子中,实验室的科学家们通过探究已经合成的 DNA 分子来分析复制的过程。

这种方法从根本上限制了研究的范围,但是提供了一个从基础角度分析 DNA 机制的突破口。

在 20 世纪 90 年代,随着生物技术的发展,利用聚合酶链式反应(PCR)技术,我们已经可以快速地扩增 DNA 分子。

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当新来的三磷酸脱氧核糖核苷和DNA模板发生错配时,如果DNA聚合酶不做什么特殊的事,这个错误的核苷酸就会被包含在新DNA链中,产生频繁的变异。DNA复制的高保真度不仅依靠互补配对,还依靠几种校对机制顺序执行以修正任何可能已经出现的初始错配。
第一个校对步骤,由DNA聚合酶在新核苷酸被加在增长链上之前执行。首先正确的核苷酸比不正确的核苷酸对移动的聚合酶有更高的亲和力,因为只有正确的核苷酸睬可和模板正确配对。此外,核苷酸键联之后,共价地添加到增长链上之前,DNA聚合酶必须进行一次构象改变。一个不正确的核苷酸比正确的核苷酸更有可能在这一步脱离。这一步因此让聚合酶在催化添加核苷酸之前两次检查准确的碱基配对几何。
(A)如图所示,DNA聚合酶催化一个脱氧核糖核苷酸向一条多聚核苷酸链(引物链,已和另一模板链配对)的3‘-OH端的逐步添加。新合成的DNA链因此是以5‘-3’的方向聚合的,正如前一幅图所示。因为每个新来的三磷酸脱氧核糖核苷必须和模板链配对以被DNA聚合酶识别,模板链决定了哪种脱氧核糖核苷酸(A,T,C,或者G)将被添加。焦磷酸盐的释放及其后续水解为两个无机磷酸盐分子导致巨大的有利的自由能改变,驱动了脱氧核苷酸的添加反应。(B)一个由X-线晶体学确定的大肠杆菌DNA聚合酶分子结构。通俗的讲,它就像一只右手,手掌手指和大拇指握住DNA。该图示例的是一个在DNA修复时起作用的DNA聚合酶,但是复制DNA的酶有相似的特征。
DNA复制叉非对称
在细胞内DNA复制期间,每条旧DNA链都作为形成一条完整新链的模板。因为一个分裂细胞的两个子细胞都遗传了包含旧链和新链的新DNA双螺旋(Figure 5-5),该DNA双螺旋据说是被DNA聚合酶半保留复制。这一任务是如何完成的呢?
Figure 5-5 DNA复制的半保留性质
在一轮复制中,DNA的每条链都用左形成互补链的模Hale Waihona Puke 。原始链因此经历很多代而完好无损。
Figure 5-8 DNA复制叉结构。 因为两条DNA子链都以5‘-3’方向聚合,后随链上的DNA合成开始时必须被做成一系列短的DNA分子,称为冈崎片段。
DNA复制的高保真要求几种校对机制
正如本章开始所述,复制期间拷贝DNA的保真度为每109个拷贝的核苷酸中大约有1个错误。基于碱基互补配对的准确度,这一保真度比预期要高得多。标准的互补碱基配对对并非唯一的互补配对形式,比如,在螺旋几何中一些小的变化,DNA中G和T之间即可形成两个氢键。另外,四种DNA碱基会短暂出现稀少的互变异构体形式,比例为1比104或105.这些互变异构形式不改变螺旋几何即可发生错配:例如,C稀少的互变异构形式与A相配,而不是和G。
1960年代早期对完全复制的染色体进行的分析发现,一个局部的复制区域沿母DNA双螺旋向前移动。因其Y形结构该活跃区域被称为复制叉(Figure5-6)在复制叉处,两条新的子链被一个包含DNA聚合酶在内的多酶复合物合成。
Figure 5-6在一个环形染色体上两个复制叉朝相反方向移动。
一个活跃的DNA复制区域沿正在复制的DNA分子向前移动,形成一个Y形DNA结构即复制叉:Y的两条臂是两个子DNA分子,Y的茎是母DNA螺旋。图中,母链为橙色;新合成的链为红色。
Figure 5-3 DNA的合成化学
一个脱氧核糖核苷酸被加到一条多聚核苷酸链(引物链)的3‘端是DNA合成的基础反应。如图所示,一个新来的三磷酸脱氧核糖核苷和一条存在的DNA链(模板链)进行碱基配对,引导新DNA链的形成,并且使之有一条互补核苷酸序列。
Figure 5-4 由DNA聚合酶催化的DNA合成
DNA合成中不存在3‘-5’的DNA聚合,只有5‘-3’。
Figure5-7 一种不正确的DNA复制模型。虽然看起来像是最简单的DNA复制模型,这里所示例的机制并非细胞使用的。在这个方案中,两条子DNA链都连续增长,利用两个末端磷酸(图中发红光黄圈所示)水解的能量在每条链上添加下一个核苷酸。这就要求链既以5‘-3’方向增长也以3‘-5’方向增长。催化3‘-5’方向的核苷酸聚合的酶尚未发现。
那么,3‘-5’方向的总体链增长是如何实现的呢?答案是冈崎片段——复制叉处短暂存在的1000-2000个核苷酸长度的DNA碎片(真核生物中也有相似的复制中介,长度只有100-200个核苷酸)。冈崎片段只以5‘-3’链方向被聚合而成,合成以后被连接在一起形成连续的长DNA链。
复制叉因此具有一个不对成的结构(Figure 5-8). 被连续合成的子链叫前导链,其合成稍微领先于另一条非连续的合成子链,即后随链。后随链的核苷酸聚合方向和DNA链的总体增长方向相反。后随链合成之所以要延迟,是因为必须等待前导链将合成冈崎片段的模板链暴露出来。后随链通过一种不连续的“后缝”机制合成意味着DNA复制只需要5‘-3’类型的DNA聚合酶。
DNA的复制机制
所有的生物体在每个细胞分裂之前必须以非同寻常的准确度复制其DNA。在这一部分,我们将探索生物体内一个精巧的“复制机器”在以1000个核苷酸每秒的速度复制DNA的同时,是如何达到这一准确度的。
碱基配对是DNA复制和DNA修复的基础
第一章已经简单讨论过,DNA模板化是一条DNA链(或选定的部分)的核苷酸序列通过碱基互补配对(A与T,G与C)被拷贝出一条互补的DNA序列(Figure 5-2)。该过程需要DNA模板链中每个核苷酸被一个自由的(未聚合的)互补核苷酸识别,而且要求DNA螺旋的两条链被分开。这一分开,使得每个DNA碱基上的氢键的供体或受体基团暴露出来,以便和进来的合适的自由核苷酸配对,为其酶催化聚合为一条新DNA链校准。
Figure 5-2 DNA双螺旋作为自身复制的模板。 因为核苷酸A只能和T成功配对,G之和C,所以DNA的每条链都作为一个模板通过碱基配对来指定其互补链的核苷酸序列。这样,一个双螺旋DNA分子可被精确复制。
第一个聚合核苷酸的酶,DNA聚合酶发现与1957年。作为该酶底物的自由核苷酸是三磷酸脱氧核糖核苷,它们聚合为DNA要求一个单链模板。这一反应的逐步机制在Figures5-3和5-4中说明。
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