DNA复制过程

3'
5' 解链方向3'
5'
3'
5'
随从链 (lagging strand)
复制方向与解链方向相反，须等解开 足够长度的模板链才能继续复制，得到 的子链由不连续的片段所组成。
3'
5' 解链方向 3'
3'
5'
3'5'
5' 3'
5'
三、复制的终止
去除RNA引物 补充空缺
连接
DNA聚合酶Ⅰ的小片段 5’ 3’外切酶
两条链均按5’到3’方向合成，一条链3’末端的方向朝着复制叉前进的方向， 可连续合成，称前导链（leading strand）。另一条链5’末端朝着复制叉， 合成是不连续的，形成冈崎片段，此链称后随链(lagging strand)。
4. RNA引物的水解
引物的去除通过两个步骤，首先由RNase H降解RNA引物，留下单个核糖核苷酸连接到 冈崎片段上。然后，由側翼内切核酸酶 （flap endonucleae 1,FEN1） 除去最后一 个核苷酸。FEN1也能除去由于DNA聚合酶δ产 生的某些错误的碱基。
DNA复制过程
（一）原核生物DNA复制过程 1.复制的起始
DNA复制的起始就是要解开双链和生成引物。 (1)DNA解成单链
由拓扑异构酶松弛超螺旋，解螺旋酶 解开双链，SSB结合到单链上使其稳定。
复制起始的解链需要多种蛋白质参与。 这些蛋白质与复制起始点的特有序列结合， 促使其邻近的DNA解链。
5．DNA大分子的形成
DNA连接酶将相邻的两个DNA片段连接起 来，形成大分子Leabharlann BaiduNA链。
由于DNA聚合酶具有校正功能，即通 过它的核酶外切酶的功能，能及时切除错 配的碱基，使DNA复制具有高度的保真性， 保证遗传信息的稳定性。
PRA：复制蛋白A
2．RNA引物的合成
DNA聚合酶α能识别起始位点，并且以 核糖核苷三磷酸为底物（NTP），以解开的一 段DNA为模板，合成一个短链RNA（8～10个核 苷酸）引物。然后从引发酶的活性转变为DNA 聚合酶α的活性，RNA引物的3’-OH末端为合成 新的DNA单链的起点，以dNTP为原料，延长引 物大约15-30个脱氧核苷酸。
相匹配的周期蛋白 作用点 Cyclin D1, D2, D3 G1期
CDK3和CDK4
Cyclin E Cyclin A Cyclin D1, D2, D3
G1→S期 S期 G2期
CDK1（CDC2）
Cyclin A, B
G2→M期
哺乳类动物细胞内还发现天然抑制CDK的蛋白 质，例如锚蛋白(ankynin)是CDK4的特异性抑制物， P21蛋白能抑制多种CDK。锚蛋白和P21蛋白的抑制 /活化可使细胞周期开放/关闭，因此被形容为细 胞周期的检查点蛋白。
(2)引物合成 引发体引导引物酶到达适当的位置合成
引物。
参与原核生物复制起始的主要成分
DnaA蛋白 DnaB蛋白(解螺旋酶) DnaC蛋白 DnaG蛋白(引物酶) SSB 拓朴异构酶 oriC
辨认起始点 解开DNA双链 协助DnaB蛋白 催化形成RNA引物 稳定解开的单链DNA 理顺DNA链 大肠杆菌的复制起始点
首先起始复合体（DnaA-ATP）与4×9bp重 复序列结合，3×13bp(富含AT)重复序列在Ⅱ 型拓扑异构酶的作用下，使3×13bp重复序列 区域松弛，再在DNA解旋酶(DnaB蛋白）的作用 下，3×13bp区域发生解链；复制泡被单链结 合蛋白(SSB蛋白)覆盖，以免断裂和再复性； 引物酶结合到模板DNA上并合成一段短的RNA， 作为合成DNA的引物，引发第一个复制叉的先 导链的复制，接下来是双向复制。
3.DNA链的延伸
合成的方向仍然为5’→3’。一旦冈崎片段 达到一定长度，DNA聚合酶α便从DNA上解离下 来。RFC结合到这一延长的引物上，并组装到 PCNA滑动夹上，然后DNA聚合酶δ（polδ）结 合到PCNA上并完成冈崎片段的最终长度130200bp.当它遇到原先已形成的冈崎片段5`末端 时，polδ/PCNA复合物从DNA上释放下来
1．DNA复制起始过程
真 核 生 物 有 多 个 复 制 起 始 点 (ori) 。 复 制 起 始 点有特殊的序列。起点辩认复合物（ORC）组装在起 始部位上，形成复制叉。ORC在起始点上的组装还不 足以开始起动，另一种复合物称小染色体维系蛋白 （MCM）必须参与。MCM有较弱的解旋酶的活性。此 外，还需拓扑异构酶、复制因子(RF)、增值细胞核 抗原（PCNA）的参与。此外需要DNA-pol α（引物 酶活性）和pol δ（解螺旋酶活性）参与。
DNA聚合酶Ⅰ的大片段 3’ 5’外切酶 5’ 3’聚合酶
DNA连接酶
（二）真核生物DNA的复制特点 酵母的复制起始点称为
ARS(autonomously replicating sequences,自主复制序列 )，长约15Obp左 右，包括数个复制起始必需的保守区，其 核心序列富含AT。真核生物DNA复制的起始 需要起点辨认复合物(ORC)参与。真核生物 DNA复制叉的移动速度比原核生物慢得多 （大约只有5Obp/s，还不到大肠杆菌的 1/20）。
细胞能否分裂，决定于进入S期及M期 这两个关键点。G1→S及G2→M的调节，与 蛋白激酶活性有关。蛋白激酶通过磷酸化 激活或抑制各种复制因子而实施调控作用。 相关的激酶都有调节亚基即细胞周期蛋白 (cyclin)，和催化亚基即细胞周期蛋白依
赖激酶(CDK)。
哺乳类动物的周期蛋白和CDK
CDK CDK2
RF有多种如RFA、RFB、RFC等，是调节 细胞DNA复制的重要蛋白质。在蛋白激酶的 作用下被磷酸化，激活或抑制RF的活性。 而蛋白激酶包括调节亚基（又称细胞周期 蛋白）和催化亚基（又称细胞周期蛋白依 赖激酶，CDK），且各有多种。从而对DNA 复制起始进行精确及多样化控制,使多位点 复制呈时序性而非同步性。
2.复制的延长
1）在DNA聚合酶Ⅲ的作用下 2）前导链合成1000-2000个核苷酸后 3）随从链开始合成，岗崎片段的长度
为1000-2000个（大肠杆菌）
4）PolⅢ为不对称二聚体， 一个作用于前导链，
另一个作用于随从链(loop)。
5′ 3′
领头链 (leading strand)
顺着解链方向生成的子链，其复制是 连续进行的，得到一条连续的子链。