DNA拓扑异构酶
DNA复制的酶学DNA复制的体系底物dNTPdATPdGTP
复制相关蛋白的基因：dna A、dna B、 dna C… …dna X
相应的表达产物蛋白质：Dna A、Dna B、
Dna C … …Dna X
Dna A：辨认复制起始位点
Dna B：解螺旋酶
Dna C：辅助解螺旋酶使其在起始点上
结 合并打开双链。
(二) 单链DNA结合蛋白 (SSB) :
拓扑：是指物体或图像作弹性移位而又保 持物体不变的性质。 拓扑异构酶：是一类可改变DNA拓扑性质 的酶。对DNA分子的作用是既能水解、又
能连接磷酸二酯键。可松弛DNA超螺旋，
有利于DNA解链。
拓扑异构酶I（topo I）: • 在原核生物曾被称为－蛋白。
• 主要作用是切开DNA双链中的一股，使
第二节
DNA复制的酶学
DNA复制的体系
底物：dNTP (dATP、dGTP 、 dCTP 、dTTP) ；
聚合酶(polymerase)：依赖DNA的DNA聚合酶，
简写为DNA-pol或DDDP；
模板(template)：解开成单链的DNA母链；
引物(primer)：提供3´-OH末端的寡核苷酸；
解开并理顺DNA双链，维持DNA
处于单链状态。主要有解螺旋酶、 DNA拓扑异构酶和单链DNA结合蛋白。
(一) 解螺旋酶 (helicase) :
模板对复制的指导作用在于碱基的准确 配对，而碱基却埋在双螺旋的内部。只有把
DNA解开成单链，它才能起模板作用。
解螺旋酶是最早发现的与复制有关的蛋
白质，当时称为rep蛋白。作用是利用ATP供
5'
(二) DNA聚合酶的种类
1. 原核生物的DNA聚合酶
pol-I pol-II pol-III
DNA复制的酶学DNA复制的体系底物dNTPdATPdGTP-2022年学习资料
拓扑异构酶Itopo I:-·在原核生物曾被称为0一蛋白。-·主要作用是切开DNA双链中的一股，使-DNA 链旋转中不打结，DNA变为松弛-状态再封闭切口。
拓扑异构酶IⅡ（topoⅡ：-。-在原核生物又叫旋转酶gyrase。-·能切断DNA双链，使螺旋松弛。在A P参-与下，松弛的DNA进入负超螺旋，再连接-断端。
二DNA聚合酶的种类-1.原核生物的DNA聚合酶-pol-I-pol-II-pol-IⅢ-5→3聚合酶活性 +-3→5外切酶活性-5°→3外切酶活性-一-切除引物-功-能-填补空隙-不清-复制的-主要酶-修复合成
DNA-pol I:-。单一肽链的大分子-曾被称为复制酶replicase-·含量最多-·可被水解成两个片 --小片段N端：具有5′→3'外切酶活性；--大片段C端：具有聚合活性和3'5”-外切酶活性，也称为Kle ow片段，是常-用的工具酶。
三复制的保真性fidelity-至少依赖三种机制：-1.遵守严格的碱基配对规律；-2.聚合酶在复制延长中对 基的选择功能；-3.复制中的即时校读功能。
二、解旋解链酶类-解开并理顺DNA双链，维持DNA-处于单链状态。主要有解螺旋酶、-DNA拓扑异构酶和单链 NA结合蛋白。
一解螺旋酶helicase:-模板对复制的指导作用在于碱基的准确-配对，而碱基却埋在双螺旋的内部。只有把NA解开成单链，它才能起模板作用。-解螺旋酶是最早发现的与复制有关的蛋-白质，当时称为rep蛋白。作用是利 ATP供-能，解开DNA双链。
引发体primosome:-·是由DnaB、DnaA、DnaC以及其他复制-因子一起形成复合体，再结合引物 形成-较大的聚合体，结合到模板DNA上。-·复制开始时，在引发体的下游解开双链，-再由引物酶催化引物的合成
拓扑异构酶功能-概述说明以及解释
拓扑异构酶功能-概述说明以及解释1.引言1.1 概述拓扑异构酶是一类具有重要生物功能的酶。
拓扑异构酶的功能主要涉及DNA的拓扑结构调控，它们以调节DNA的旋转、环化和切割等方式对DNA分子进行拓扑学的调整和重排。
通过这些拓扑结构的调控，拓扑异构酶在维持DNA的结构完整性、保证DNA复制和转录等关键生物过程的进行中起着重要作用。
拓扑异构酶的重要性可以从多个方面来说明。
首先，它们参与了DNA 复制、转录和重组等基本生物学过程，在维持基因组的稳定性和一致性方面具有关键作用。
其次，拓扑异构酶还参与了细胞的调控和应激响应等生命活动，对于细胞的正常生理状态至关重要。
此外，一些拓扑异构酶还在细胞凋亡、肿瘤发生等疾病过程中发挥了重要作用，因此对拓扑异构酶的研究也具有重要的临床意义。
在最新的研究中，拓扑异构酶的调控机制和作用方式也得到了深入的研究和探索。
通过对拓扑异构酶的结构和功能的分析，科学家们发现了多种拓扑异构酶的亚型和亚基，揭示了它们在结构、催化机制和调节路径中的差异和相似之处。
这些发现不仅拓宽了我们对拓扑异构酶的认识，也为相关疾病的诊断和治疗提供了新的思路。
综上所述，拓扑异构酶作为一类具有重要生物功能的酶，在生物学和医学研究领域具有重要的地位和广阔的应用前景。
对于拓扑异构酶的进一步研究和理解，将有助于我们深入了解基因组的结构和功能，并为相关疾病的治疗提供新的策略和方法。
1.2 文章结构1.3 目的本文的目的是探讨拓扑异构酶的功能以及其在细胞生物学和生物化学领域中的重要作用。
通过对拓扑异构酶的定义、分类和作用机制的详细介绍，我们希望能够帮助读者深入了解这一特殊类酶的独特性质。
首先，我们将提供关于拓扑异构酶的概述，介绍其与其他酶的区别，以及其在生物体内的普遍存在。
通过这一部分的内容，读者将对这一领域有一个整体的认识。
接下来，我们将详细探讨拓扑异构酶的功能。
我将介绍拓扑异构酶在DNA拓扑结构的调控中扮演的角色，包括在DNA重组、染色质重塑、DNA复制和DNA修复过程中的作用。
分子生物学名词解释沈阳农业大学
分子生物学名词解释松弛（relaxed）状态：DNA在水溶液中, 构型偏B型状态。
DNA以10.5 bp/helix为最稳定构型。
正超螺旋：小于10.5bp/helix，则其二级结构处于紧缩状态，由此产生的超螺旋为正超螺旋。
负超螺旋：大于10.5bp/helix，则其二级结构处于松缠状态，由此产生的超螺旋为负超螺旋。
DNA的拓扑异构现象(topoisome):即在保持DNA一级和二级结构不变的情况下，两条单链可以相互缠绕，形成不同的空间构型。
拓扑异构体(topoisomer)：具有不同连接数的同一种DNA分子称为DNA拓扑异构体。
拓扑异构酶(topoisomerase) 细胞内存在着一类能催化DNA拓扑异构体相互转化的酶，称为拓扑异构酶。
或者说，能改变DNA拓扑联系数的酶就叫拓扑异构酶。
基因: 产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列，在遗传学上也称顺反子（cistron）。
基因组：指DNA分子所携带遗传信息总和，即指一个细胞所有基因和基因间DNA的总和，称基因组。
遗传学定义为：一个物种的单倍体的染色体的数目为该物种的基因组。
C值：在真核生物中，每种生物的单倍体基因组的DNA总量是恒定的，称之为C值。
着丝点（centromere）：端粒（telomere）：是真核细胞染色体的物理末端,即染色体两端的染色粒。
端粒通常由富含鸟嘌呤核苷酸(G)的短串联重复序列组成,伸展到染色体的3′端。
反向重复序列（Inverted repetitive sequence）：又称回文序列（Palindrome）,易形成发夹结构，在DNA双链中可能形成十字形结构。
断裂基因（split gene）：指在真核生物中，大多数编码蛋白质的基因是不连续的，即基因的编码序列之间插入了不编码的序列，称为断裂基因。
基因家族：真核生物基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这样一组基因称为基因家族。
内含子：真核生物体基因内的一种DNA片段,能转录成mRNA,但在翻译前这段mRNA被剪除和降解,一个基因内可有几个长度不等的内含子分隔着外显子(exon),组成断裂基因。
拓扑异构酶I和拓扑异构酶II（攻略）
一、DNA的化学组成DNA的组成单位是脱氧核苷酸（nucleotide）。
核苷酸有三个组成成分：一个磷酸基团(phosphate)，一个2’-脱氧核糖（2’-deoxyribose）和一个碱基(base)。
之所以叫做2’-脱氧核糖是因为戊糖的第二位碳原子没有羟基，而是两个氢。
为了区别于碱基上原子的位臵，核糖上原子的位臵在右上角都标以“ ’ ”。
第一节DNA的结构构成DNA的碱基可以分为两类，嘌呤（purine）和嘧啶（pyrimidine）。
嘌呤为双环结构(Bicyclic)，包括腺嘌呤(adenine)和鸟嘌呤(guanine)，这两种嘌呤有着相同的基本结构，只是附着的基团不同。
而嘧啶为单环结构(monocyclic)，包括胞嘧啶(cytosine)和胸腺嘧啶(thymine)，它们同样有着相同的基本结构。
我们可以用数字表示嘌呤和嘧啶环上的原子位臵。
1、碱基嘌呤的N9和嘧啶的N1通过糖苷键与脱氧核糖结合形成核苷，分别称为2’－脱氧腺苷，2’－脱氧胸苷等。
2、脱氧核苷(deoxynucleosides)磷酸基团通过酯键(ester)与2’－脱氧核糖的5’－碳原子相连形成脱氧核糖核苷酸。
3、脱氧核苷酸(Nucleotides)核苷中戊糖C2、C3、C5羟基被磷酸酯化。
Deoxynucleotides(containing deoxyribose)Ribonucleotides(containing ribose)Phosphate ester bonds核苷酸依次以磷酸二酯键相连形成多核苷酸链(polynucleotide)，即一个核苷酸的脱氧核糖上的3’－羟基与另一核苷酸上的5’－磷酸基形成磷酸二酯键(phosphodiester)。
也就是一个核苷的3’－羟基和另一核苷的5’－羟基与同一个磷酸分子形成两个酯键。
核苷酸链的一个末端有一个游离的5’基团，另一端的核苷酸有一游离的3’基团。
人们习惯于从5’→3’方向书写核苷酸系列，即从左侧的5’端到右侧的3’端书写二、DNA double helix生物化学家Erwin Chargaff用纸层析技术分析了DNA的核苷酸组成。
现代分子生物学复习题
一名词解释1缺口（gap）：DNA分子中，一条链上失去一段单链，称为gap。
切口（nick）：DNA分子中，一条链上失去一个磷酸二酯键称为nick。
DNA hellicase (DNA解链酶)：也叫DNA解螺旋酶，其通过水解ATP获得能量来解开双链DNA，每解开一对碱基，需水解2分子A TP→ADP+Pi(磷酸盐)拓扑异构酶：细胞内一类催化DNA拓扑异构体（topoisomerase）相互转化的酶，其为topoisomerase，其与DNA双条链形成共价结合的Pr-DNA中间体，在DNA双链骨架的3’，5’-磷酸二酯键处造成暂时的切口，使DNA的多聚核苷酸链得以穿越，通过改变DNA的连接数，而改变的分子拓扑结构。
3 无义突变(nonsense mutation)：DNA序列三联体密码子发生突变，导致AA密码子变为终止密码子，称为无义突变，其导致翻译提前结束而常使产物失活错义突变（missense mutation）：DNA序列三联体密码子发生突变导致pr中原来的AA被另一种AA取代。
4 转座子：是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。
DNA的转座：或称移位，是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
5转录单位：RNA链的转录起始于DNA模板的一个特定起点（启动子），并在一终点处（终止子）终止，此转录区域称为转录单位。
一个转录单位可是一个基因，也可是多个基因。
转录因子：RNA聚合酶起始转录需要的辅助因子称为转录因子。
其作用或是认别DNA的顺式作用位点，或是识别其他因子，或是识别RNA聚合酶。
6 复制子：DNA的复制单位。
终止子（Terminator）：模板DNA上提供转录停止信号得DNA序列。
7. 单顺反子mRNA：编码1条多肽链的mRNARNA编辑：是某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，其改变RNA的序列，而导致DNA所编辑的遗传信息改变。
8 起始tRNA：有一类能特异的识别MRNA摸板上起始密码子的tRNA多顺反子mRNA：编码多条多肽链的mRNA。
dna拓扑异构酶名词解释
dna拓扑异构酶名词解释
《
DNA拓扑异构酶（Topoisomerase）是一类蛋白质，有着特殊的拓扑结构，能够在DNA链上形成临时的分子连接，调节DNA拓扑结构。
这类蛋白质在许多DNA生物过程中起着至关重要的作用，包括DNA复制、调节转录和翻译等。
DNA拓扑异构酶的作用是通过临时的分子连接在DNA链上形成临时的拓扑结构，从而调节DNA的拓扑（topology）结构。
拓扑结构类似于DNA丝的缠绕，这就是DNA的结构的一个重要方面。
如果没有DNA拓扑异构酶，DNA丝将不能够正确缠绕，而这将会妨碍这些生物过程的进行。
因此，DNA拓扑异构酶是一种在调节DNA拓扑结构方面非常重要的蛋白质。
生物化学名词解释DNA
➢中心法则：DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物体的表型。
DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则（DNA处于生命活动的中心）。
➢反中心法则：在RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA分子中，遗传信息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代，通过反转录将遗传信息传递给DNA，再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质。
➢复制：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，使亲代DNA遗传信息准确传给子代DNA。
➢转录：以DNA某段碱基顺序（基因）为模板，合成互补的RNA分子的过程，信息从DNA传到RNA。
➢逆转录：以RNA为模板，通过逆转录酶催化合成DNA的过程，遗传信息的传递方向与转录过程相反。
➢翻译：以mRNA为模板，指导合成蛋白质的过程。
➢基因的表达：DNA分子中基因的遗传信息通过转录和翻译，合成有蛋白质的过程。
➢半保留复制（semiconservative replication）：DNA复制时，每一条DNA链在新链合成中充当模板，按碱基配对方式形成两个新的DNA分子，每个分子都含有一条新链和一条旧链。
➢起点（origin，ori）：复制起始部位的一段核酸序列，控制复制的起始。
➢终点（terminus）：终止DNA复制的一段核酸序列。
➢复制子（replicon）：基因组中能独立进行复制的单位（复制起点到终点的核酸片段）。
原核生物只有一个复制子；真核生物含多个复制子，多个起点和终点，形成多个“复制眼”或“复制泡”。
➢复制叉（replication fork）：复制开始后由于DNA双链解开，在两股单链上进行复制，形成在显微镜下可看到的叉状结构。
➢DNA双链复制时，一条链是连续合成的（前导链或领头链，leading strand），另一条链是不连续合成的（后随链或滞后链，lagging strand）。
➢DNA的半不连续复制（semidiscontinuous replication）：前导链的连续复制和后随链的不连续复制方式。
刘潇-拓扑异构酶I抑制剂研究进展
[接受日期] 20092042093通讯作者: 李志裕,副教授;研究方向: 药物化学与合成工艺研究;Tel:025*********; E 2ma il:zhiyuli@doi:10.3969/j .issn .1001-5094.2009.07.004拓扑异构酶I 抑制剂研究进展刘 潇, 王汝冰, 符 伟, 李志裕3(中国药科大学药物化学教研室,江苏南京210009)[摘要] 综述近年来拓扑异构酶I 抑制剂的研究进展,分类介绍其抗肿瘤活性以及构效关系,并分析讨论其与靶酶结合作用的特点,旨在为设计、合成与筛选新型拓扑异构酶I 抑制剂候选化合物提供一定参考。
DNA 拓扑异构酶I 是抗肿瘤药的重要靶点,随着对酶的构象及其抑制剂的深入研究,多种高效低毒的化合物被相继发现并进入临床研究阶段,为肿瘤患者带来了希望。
[关键词] 拓扑异构酶I 抑制剂;抗肿瘤药;喜树碱;吲哚并咔唑;茚并异喹啉酮[中图分类号] R 97911;R 91412 [文献标识码] A [文章编号]1001-5094(2009)07-0311-10Advances i n the Researches on Topo iso m era se I I nh i b itorsL I U Xiao, WANG Ru 2bing, F U W ei, L I Zhi 2yu(D epart m ent of M ed icina l Che m istry,China Phar m aceutical U niversity,N anjing 210009,China )[Abstract] The advances in researches on t opois o merase I (t opo I )inhibit ors were intr oduced,and the s pecies,anticancer activities and their structure 2activity relati onshi p s (S AR s )were summarized .W e als o analyzed the correlativity bet w een the crystal structure of the ternary comp lex and their S AR s,in order t o offer reference for designing,synthesizing and screening ne w t opo I inhitibor candidates .The t opo I has become a useful therapeutic target against cancer,and with the incessant discovery int o the conf or mati on of t opois omerase and the related inhitibors,many kinds of compounds with high 2efficiency and l ow t oxicity were discovered .Moreover,s ome compounds have already entered int o the clinical research successfully,which has br ought hope for cancer patients .[Key words] t opois omerase I inhibit or;anticancer agents;ca mp t othecins;indol ocarbaz oles;indenois o 2quinol ones DNA 拓扑异构酶(DNA t opois omerase,Topo )是一种重要的核酶,可通过催化DNA 链的断裂和结合控制其拓扑结构。
DNA拓扑异构酶概述
DNA拓扑异构酶综述摘要：DNA拓扑异构酶为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称，是一种见于真核细胞和原核细胞中的重要生物酶，其对DNA转录、复制、染色体分离及基因表达等过程中的DNA 拓扑结构起着重要的调控作用。
研究发现，与正常细胞不同，DNA 拓扑异构酶在肿瘤细胞中表现出不受其他因素影响的高水平表达，而许多抗肿瘤药物的作用机制也与DNA拓扑异构酶密切相关，因此它作为抗肿瘤药物的重要靶点引起了研究者的广泛关注。
此外，科学家们还发现拓扑异构酶在神经发育调节上也起着一定的作用，虽然机制还需要进一步研究，但这一发现就有着重要意义。
本文对DNA拓扑异构酶的反应、结构、分类及生物功能进行了简要的归纳，介绍了DNA拓扑异构酶抑制剂的研究及分类，并对拓扑异构酶在其他方面上的进展进行了简单的介绍。
关键词：DNA拓扑异构酶拓扑异构酶抑制剂抗肿瘤药物生物功能DNA拓扑异构酶（topoisomerase）调控DNA超螺旋状态，它是存在于细胞核内的一类酶，参与DNA复制、重组、转录、修复等核内关键作用，它们能够催化DNA链的断裂和结合，从而影响DNA的拓扑状态。
真核细胞的拓扑结构由两种关键拓扑异构酶拓扑异构酶I和拓扑异构酶II调节，拓扑异构酶I通过形成短暂的单链裂解-结合循环，催化DNA复制的拓扑异构状态的变化；相反，拓扑异构酶II通过引起瞬间双链酶桥的断裂，然后打通和再封闭，以改变DNA的拓扑状态。
哺乳动物中，拓扑异构酶II又可以分为αII型和βII型。
拓扑异构酶的应用也很广泛，如现已知这些酶是很多抗肿瘤药物的细胞内靶酶，在肿瘤细胞中，拓扑异构酶的含量高于正常细胞，所以以其为靶点的抑制具有一定特异性，因此对它的研究也越来越重视。
1、DNA拓扑异构酶 I拓扑异构酶I催化DNA链的断裂和重新连接，每次只作用于一条链，即催化瞬时的单链的断裂和连接，它们不需要能量辅因子如ATP或NAD。
E.coliDNA拓扑异构酶I又称ω蛋白，大白鼠肝DNA拓扑异构酶I又称切刻-封闭酶(nicking-closing enzyme )。
真核细胞DNA复制中的酶和蛋白质
分类
原核生物的引物酶为RNA 聚合酶，真核生物的引物 酶包括Primase和PrimPol 等类型。
结构
引物酶通常由多个亚基组 成，具有RNA聚合酶活性 和引物合成的活性中心。
DNA连接酶
功能
将两个DNA片段连接起来，形成 完整的DNA分子。
分类
原核生物的DNA连接酶为T4 DNA 连接酶，真核生物的DNA连接酶 包括T1、T2、T3和T4等类型。
功能
负责DNA链的延伸，将脱氧核糖 核苷酸按照碱基互补配对原则添
加到DNA链的3'-OH末端。
分类
原核生物DNA聚合酶包括α、β、 γ、δ等类型，真核生物DNA聚 合酶包括α、β、γ、δ、ε等类型。
结构
DNA聚合酶通常由多个亚基组成， 具有多个活性中心和结合位点， 以确保复制的高效性和准确性。
解旋酶
详细描述
DNA复制是生物体生长、发育和繁殖的基础，是遗传信息的传递和保持的关键 过程。在DNA复制过程中，酶和蛋白质等生物大分子发挥着至关重要的作用。
DNA复制的过程
总结词
DNA复制过程包括起始、延伸和终止三个阶段，需要多种酶和蛋白质的参与。
详细描述
在起始阶段，DNA聚合酶结合到DNA模板上，形成复制起始复合物；在延伸阶段，DNA聚合酶催化脱氧核糖核 苷酸按照碱基互补配对原则，添加到新链上，合成出与模板链互补的新链；在终止阶段，复制完成，DNA聚合酶 从DNA上解离下来。
06
DNA复制的研究前景
DNA复制与基因治疗的关系
基因治疗是一种利用基因工程技术来 修复或替换异常基因，以达到治疗疾 病目的的方法。DNA复制是基因治 疗中的关键步骤之一，对确保基因的 准确传递和表达具有重要意义。
拓扑异构酶作用机制
拓扑异构酶作用机制引言拓扑异构酶是一类在生物体内广泛存在的酶，其作用机制是通过改变DNA或RNA的拓扑结构来调节基因表达和维持基因组的稳定性。
拓扑异构酶在生物体内起着重要的作用，并且在许多生物过程中发挥关键的调控作用。
本文将深入探讨拓扑异构酶的作用机制。
拓扑异构酶的分类拓扑异构酶可以分为两大类：DNA拓扑异构酶和RNA拓扑异构酶。
DNA拓扑异构酶主要包括DNA拓扑异构酶Ⅰ、DNA拓扑异构酶Ⅱ和DNA拓扑异构酶Ⅳ，而RNA拓扑异构酶主要包括RNA拓扑异构酶Ⅰ和RNA拓扑异构酶Ⅱ。
DNA拓扑异构酶1.DNA拓扑异构酶Ⅰ：DNA拓扑异构酶Ⅰ是一类能够改变DNA超螺旋结构的酶，其主要作用是通过剪切DNA链的一条链，然后通过旋转DNA链来改变DNA的拓扑结构。
DNA拓扑异构酶Ⅰ在DNA复制、转录和重组等生物过程中起着重要的作用。
2.DNA拓扑异构酶Ⅱ：DNA拓扑异构酶Ⅱ是一类能够剪切并重新连接DNA链的酶，其主要作用是通过将DNA链剪切成两段，然后重新连接起来，从而改变DNA的拓扑结构。
DNA拓扑异构酶Ⅱ在DNA重组和染色质结构调节等生物过程中发挥关键的作用。
3.DNA拓扑异构酶Ⅳ：DNA拓扑异构酶Ⅳ是一类能够解开DNA链的酶，其主要作用是通过切割DNA链上的连接点，从而解开DNA的拓扑结构。
DNA拓扑异构酶Ⅳ在DNA复制和转录等生物过程中起着重要的作用。
RNA拓扑异构酶1.RNA拓扑异构酶Ⅰ：RNA拓扑异构酶Ⅰ是一类能够改变RNA拓扑结构的酶，其主要作用是通过剪切RNA链的一条链，然后通过旋转RNA链来改变RNA的拓扑结构。
RNA拓扑异构酶Ⅰ在RNA转录和RNA剪接等生物过程中发挥关键的作用。
2.RNA拓扑异构酶Ⅱ：RNA拓扑异构酶Ⅱ是一类能够剪切并重新连接RNA链的酶，其主要作用是通过将RNA链剪切成两段，然后重新连接起来，从而改变RNA的拓扑结构。
RNA拓扑异构酶Ⅱ在RNA剪接和RNA修饰等生物过程中起着重要的作用。
分子生物学笔记
老九笔记之分子生物学上篇来源：唐骋的日志DNA的复制DNA Polymerize：DNA的复制、修复原核生物DNA Pol I：DNA校对、修复、切除RNA引物DNA Pol II：没啥用DNA Pol III：DNA复制主力DNA Pol IV：DNA修复DNA Pol V：SOS！！！真核生物DNA Polα：细胞核DNA复制起始DNA Polβ：细胞核DNA修复DNA Polγ：线粒体DNA复制和修复DNA Polδ：细胞核DNA复制DNA Polε：细胞核DNA复制和修复DNA解链酶：结合DNA、结合NTP、水解NTP，5’ →3’解链，沿着解链方向移动原核生物：DnaB、Rep、UvrD等SSB：与DNA单链解和，防止其复性。
DNA拓扑异构酶（DNA topoisomerase，TOP）：I型（I和III）：断开单链/II型（II和I V）：断开双链，主要DNA引发酶（primase）：合成RNA引物的RNA Polymerize其它：DNA连接酶（Ligase）、RNase（原核，切除RNA引物）、[RNase1/FEN1 or FEN1 /Dna2]（真核，切除RNA引物）、解旋酶（Helicase）、尿嘧啶-DNA-糖苷酶（Ung-ase，切除打酱油的尿嘧啶）、端粒酶（TTT，“滑动”机制）复制机制原核生物，酶与主要蛋白：DNA解旋酶（HDP）：一种II型DNA topoisomerase，开路先锋DnaA：复制起始因子，识别OriC序列DnaB：DNA解链酶DnaC：召唤DnaB到复制叉DnaG：PrimaseDnaT：辅助DnaCHU：结合DNA使之弯曲PriA：将SSB装配到单链DNA上PriB 、PriC：引发体的装配，具体功能不明Ligase：缝合冈崎片段DNA topoisomerase IV：分离子代DNARep：DNA解链酶Tus：复制终止DNA Pol I、DNA Pol I I、SSB、TOP IV：见上原核生物染色体DNA复制历程:OriC序列：复制起始区IHF：整合宿主因子，辅助DnaA复制复合体（replisome）：TOPI、TOPII、DnaB、DnaC、PriA、DNA Pol I、DNA Pol III、ligase、HDP、Ung-ase引发体（Primosome）：priA、PriB、PriC、、DnaB、DnaC、DnaT、（DnaG）Ter位点：终止区——TerF,TerB,TerC / TerA,TerD,TerETus蛋白：抑制DnaB的解链活性，阻止复制叉前进TOP IV & XerCD：识别终止区的dif位点，分开子代和亲代DNA原核生物滚环复制（RC复制，噬菌体、质粒，真核生物中用来迅速增加拷贝数）：RF-DNA：复制型双链DNAA蛋白：识别RF-DNA的特殊序列，切开正链，开始滚环复制。
DNA的拓扑结构与调控
DNA的拓扑结构与调控DNA是生命体中一个重要的分子，在维持生命的过程中扮演着重要的角色。
DNA分子不仅拥有特定的序列，还具有特定的构象，其拓扑结构对于DNA的结构和功能是至关重要的。
DNA的拓扑结构是指DNA双链的旋转、弯曲和缠绕等状态，这些状态是由DNA分子内部的运动状态所引起的。
DNA分子的拓扑结构可以影响其在DNA合成、DNA修复和基因转录等生理过程中的功能。
DNA的拓扑结构和DNA的结构有很大的联系。
DNA分子通常是以螺旋的方式组成的，这是由于DNA两股链之间的氢键强力作用所导致的。
因此，DNA分子通常是呈现出左右交替排列的结构。
当DNA分子在生理过程中发生加工和复制时，其拓扑结构就会发生变化。
例如，在DNA复制的过程中，DNA双链会被解开，不同的相互作用会发生变化，这些都会对DNA的拓扑结构产生影响。
DNA形成的环状结构和化学修饰对DNA拓扑结构的影响也非常重要。
例如，DNA环状分子的拓扑结构通常会影响DNA合成过程中的催化反应，这会影响DNA分子的构象和合成速率。
此外，DNA化学修饰通常会改变DNA的拓扑结构，影响DNA分子的生物活性和功能。
例如，在人类细胞中，DNA的化学修饰通常由DNA修复酶和特定酶完成，这些酶通常能够识别和修复DNA中的复杂损伤，对于维护基因组的稳定性起到了重要的作用。
解决DNA拓扑问题的方法主要是拓扑异构酶。
在细胞中，拓扑异构酶通常起到解决DNA拓扑障碍的作用。
例如，当DNA分子在生物过程中出现超拧缠绕时，拓扑异构酶会使DNA分子断裂并重新连接，修复并调整DNA分子的拓扑结构。
此外，拓扑异构酶还可以对DNA分子进行改变拓扑的操作，例如将DNA分子断为单股链或做一个大规模的自酶化。
在生物学中，DNA的拓扑结构是非常重要的，因为它会影响DNA的结构和功能。
同时，在生物学研究中，DNA的拓扑结构也是一个热门的研究方向。
对DNA拓扑结构的研究有助于理解DNA分子在生理过程中的生物学机制。
拓扑异构酶i和ii名词解释
拓扑异构酶i和ii名词解释拓扑异构酶I和II名词解释导论在人类体内，存在着一种重要的酶类物质，被称为拓扑异构酶，它在维持DNA的结构和功能中起着至关重要的作用。
本文将对拓扑异构酶I和II进行详细解释，并分析它们在细胞中的功能和影响。
一、拓扑异构酶I的定义和特点1.1 定义拓扑异构酶I（Topoisomerase I）是一种能够介导DNA断裂和连接的酶，它能够调节DNA的拓扑结构，维持DNA的超螺旋状态。
该酶通过在DNA链上切割，松弛或整合 DNA 的连结，帮助细胞进行染色体复制、转录和重组。
1.2 功能拓扑异构酶I具有以下几个主要功能：（1）解旋：在DNA复制和转录过程中，DNA链的双螺旋结构需要解开，以使DNA聚合酶获得访问基因序列的机会。
拓扑异构酶I能够切割一个DNA链未配对部分的DNA，减小其超螺旋的紧张程度，从而实现DNA的解旋。
（2）断链：拓扑异构酶I能够切割DNA链中的磷酸二酯键，从而在DNA链上产生一个短暂的断裂。
这对于染色体重组和机械性拓扑学变化等过程至关重要。
（3）连接：拓扑异构酶I不仅能够断裂DNA链，还能够在适当的时间和位置上重新连接它们，以确保DNA链的完整性。
1.3 影响拓扑异构酶I的功能异常或缺陷可能导致多种疾病的发生和发展。
在肿瘤细胞中，拓扑异构酶I的活性增强可能导致DNA拓扑结构的不稳定，从而促进染色体异常和癌症的发生。
一些抗肿瘤药物，如喜树碱，通过抑制拓扑异构酶I的活性，阻碍了肿瘤细胞的DNA复制和修复，进而抑制了肿瘤细胞的生长和扩散。
二、拓扑异构酶II的定义和特点2.1 定义拓扑异构酶II（Topoisomerase II）是一种双链DNA分子的切割和连接酶，它在DNA复制和细胞分裂中发挥着关键作用。
拓扑异构酶II 可以解开DNA双链，对染色体进行结构改变，并帮助维持染色体的拓扑构型。
2.2 功能拓扑异构酶II的功能主要包括：（1）DNA切割：拓扑异构酶II能够切割DNA的两个链，并且在需要的时候重新连接这些链。
DNA复制过程中参与的酶类
DNA复制与修复DNA复制过程参与的酶类复制过程中各酶和蛋白质因子的作用拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA 聚合酶引物酶及引发体DNA 连接酶引物领头链随从链冈崎片段5′5′3′3′聚合机制DNA聚合酶具有5′至3′的聚合活性（5′→ 3′ ）需要引物链的存在DAN 聚合酶（DNA polymerase ）分类与功能1、聚合酶I 用于切除引物RNA,并填补留下的空隙——常用的工具酶◼有从5’——3’ 延伸多核苷酸链的聚合酶的活性；◼有从3’——5’ 外切酶的活性，以切除可能错配的核苷酸；◼有从5’——3’ 外切酶的活性，其作用是切除引物2、聚合酶II 活性弱,作用与聚合酶III 相似◼有从5’——3’延伸多核苷酸链的聚合酶活性；◼有从3’——5’ 外切酶的活性3、聚合酶III ——主要的复制酶，兼有校读、纠错的功能（真正起复制作用的酶，对温度敏感）◼有从5’——3’延伸多核苷酸链的聚合酶活性，有模板依赖性，其延伸的方式是依据碱基互补配对的原则，将原料dNTP 与末端核苷酸游离的3’OH 以3’,5’磷酸二酯键连接，同时释出一个PPi 。
DNA 聚合酶延伸多核苷酸链的方向总是5’——3’◼有从3’——5’外切酶的活性，以切除可能错配的核苷酸大肠杆菌DNA 聚合酶Ⅲ全酶的结构和功能DNA 聚合酶Ⅲ 两个β亚基夹住DNADNA 聚合酶Ⅲ异二聚体βγγδιθθαε延长因子核心酶校对引物的结合和识别促使核心酶二聚化DNA 聚合酶具有核酸外切酶活性①3′→5′外切酶活性②5′→3′外切酶活性5335′′′′3′→5′外切酶活性5′→3′外切酶活性353´-5´核酸外切酶水解位点错配碱基DNA 聚合酶5´-3´外切酶活性5´-3´核酸外切酶水解位点单链缺口5´思考：DNA聚合酶作用过程中为什么需要引物链的存在？DNA 连接酶（ligase ）催化两段DNA 之间的连接+′′′′′′′′AMP+PPiNMN ATP NAD DNA ligase PHO35353553PPiγβα--PP O OO P HO O-O OO P HO O ligaseDNA′′′′′35+3355PHO P有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）应用:1.岗崎片段之间的连接2.DNA损伤修复中的连接3.一种重要的工具酶:限制性内切酶切割后形成的粘性末端或平头末端的连接复制中的解链和DNA 分子的拓扑学变化解螺旋酶–领头链rep 蛋白Dna B–随从链解链酶Ⅱ35rep 蛋白解链酶Ⅱ5′35′′′3′′SSB领头链随从链DNA拓扑异构酶(topoisomerase)➢拓扑异构酶Ⅰ 可使DNA双链中的一条链切断，松开双螺旋后再将DNA链连接起来，从而避免出现链的缠绕。
基因与分子生物学第二章复习题
基因与分子生物学第二章复习题一、名词解释1.核小体：指由DNA链缠绕一个组蛋白核构成的念珠状结构，是用于包装染色体的结构单位。
2.DNA的高级机构：DNA双螺旋结构进一步扭曲盘绕形成的超螺旋结构。
3.DNA拓扑异构酶：通过改变DNA互绕值引起拓扑异构反应的酶。
4.启动子：能被RNA聚合酶识别，结合并启动基因转录的一段DNA序列。
5.复制叉：双链DNA在复制起点解开成两股链，分别进行复制。
这时在复制起点呈现叉子的形式，被称为复制叉。
6.半不连续复制：前导链的连续复制和后随链不连续复制的DNA复制现象。
7.C值：一种生物单倍体基因组DNA的总量值称为C值。
8.冈崎片段：DNA合成过程中，后随链的合成是不连续进行的，先合成许多片段，最后各段再连接成为一条长链。
这些小的片段叫做冈崎片段。
9.DNA二级结构：两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成的双螺旋结构。
10.半保留复制：由亲代DNA生成子代DNA时，每个新形成的子代DNA中，一条链来自亲代DNA，而另一条链则是新合成的，这种复制方式称半保留复制。
11C值矛盾：C值指一种生物单倍体基因组DNA的总量。
一种生物单倍体的基因组DNA的总量与其种族进化的复杂程度不一致的现象称为C值矛盾。
12复制子：DNA复制从起点开始双向进行直到终点为止，每一个这样的DNA单位称为复制子或复制单元。
13重叠基因：指两个或两个以上的基因共有一段DNA序列，或是指一段DNA序列为两个或两个以上基因的组成部分。
14.染色体:由核蛋白组成、能用碱性染料染色、有结构的线状体，是DNA的主要载体15.DNA的修复:是细胞对DNA受损伤后的一种反应，这种反应可能使DNA结构恢复原样，重新能执行它原来的功能\或\使细胞能够耐受DNA的损伤而能继续生存16.DNA的一级结构：就是指4种核苷酸的连接及排列顺序，表示了该DNA分子的化学结构。
17.基因：一段有功能的DNA序列。
18.基因组：特定生物体的整套（单倍体）遗传物质的总和19.组蛋白：是指所有真核生物的核中，与DNA结合存在的碱性蛋白质的总称。
拓扑异构酶
拓扑异构酶2006_01译者：高丽华（农科院生物所）每个人的细胞里都包含有约2 米长的DNA 分子，并且折叠起来储存在比自己小一百万倍的细胞核里。
你可能会质疑，如此又长又细的DNA 分子怎么可能就这么容易地缠绕拥挤在细胞核里。
更让人疑惑不解的是，DNA 是一个双链超螺旋结构，它必须解链成松散状态才能获得遗传信息。
如果你曾经试图解开拧成一根绳子的两个单独的纤维，那么你就会明白这个棘手的问题，你的细胞里有几种不同类型的拓扑异构酶用来解开松弛的DNA 单链。
释放DNAI 型拓扑异构酶用来解决DNA 螺旋缠绕和释放过程中造成的张力，具体例子请看la36。
该酶缠绕在DNA 链上，切开一条DNA 链。
之后，缠绕受损的位点，该酶迫使螺旋旋转，释放每一个正超螺旋或负超螺旋。
一旦DNA 变得松弛，DNA 拓扑异构酶将重新连接断开的链，恢复DNA 的双螺旋结构。
解开DNAⅡ型拓扑异构酶展示于下一页，专门断裂核内DNA。
例如，当细胞进行分裂时，它需要将每个染色体的两个拷贝分离开。
在这个过程中，两个姊妹染色单体的一部分会相互可能缠绕在一起，但是他们是独立存在的。
II 型拓扑异构酶通过允许一个DNA 螺旋穿过另一个螺旋解决了这个问题。
它切断DNA 双螺旋两条链，牢牢缠绕着两条断链。
然后，它通过断链见的间隙，通过其他DNA。
最后，重新连接断头，恢复的DNA 的超螺旋结构。
毒素和治疗DNA 松弛和解旋过程是DNA 进行正确的维护所不可缺少的，所以拓扑异构酶对毒素非常敏感。
如果拓扑异构酶被阻断，细胞将在DNA 转录和细胞分裂过程中遇到问题。
癌症化疗利用了这一点，使用药物，使拓扑异构酶失活，杀死快速分裂的癌细胞。
例如，广泛使用的蒽环类药物，如阿霉素和柔红霉素，可以攻击II 型拓扑异构酶，以及植物毒素喜树碱块类阻止I 型拓扑异构酶对DNA 的松弛作用。
II 型拓扑异构酶II 型拓扑异构酶具有断裂DNA 双螺旋结构的功能，通过一个间隙穿过另一个螺旋，并释放其后面的DNA 双螺旋结构。
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调控DNA的拓扑状态和催化拓扑异构体相互转换的一类酶，这些反应包括超螺旋性的变化和形成结及环链式结构。
所有DNA的拓扑性相互转换均需DNA链暂时断裂和再连接。
分为Ⅰ型和Ⅱ型。
为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。
催化DNA链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状DNA为底物。
在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。
切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（top- oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅡ）。
属于Ⅰ型的拓扑异构酶，有大肠杆菌的ω蛋白（ω-protein，由分子量11万的单个多肽链所成）及各种真核细胞中存在的切断-结合酶（nicking-closing enzyme，分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的）。
Ⅱ型拓扑异构酶，有存在于细菌中的DNA促旋酶、噬菌体T4的拓扑异构酶Ⅱ以及真核细胞中依赖ATP的拓扑异构酶Ⅱ等。
另外，噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φX174的基因A的产物等也具有切断—结合酶的活性，可认为是拓扑异构酶之一种。
Ⅰ型拓扑异构酶不需要ATP的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5′-OH末端扣3′-磷酸末端与酶形成共价键，而真核生物是3′-OH末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。
此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起着作用。
Ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种：使超螺旋DNA 在每一切断—结合反应中，使L数（参见DNA拓扑学异构体）发生一种变化，即松弛（relaxation）（图1）。
将互补的单链环状DNA转变成具有螺旋结构的双链环状DNA （图2），使单链DNA打结（topological knot）或解结（图3）。
另外在二个环状双链DNA一个分子的一个链切断时，形成链环状二聚体的分子（ca-tenane）。
在Ⅱ型拓扑异构酶中，DNA促旋酶可单独催化闭环状DNA产生超螺旋，这是独特的。
其它二个型的酶，除可使超螺旋松弛也需要ATP的能量外，还可催化促旋酶的催化反应。
真核细胞的拓扑异构酶Ⅰ，参与核小体的形成，细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。
促旋酶和T4拓扑异构酶Ⅱ参与DNA的复制和转录过程。