半不连续复制的综述

Question

如题所述

Answer 1

问题的提出
DNA两条链反向平行，一条链走向为5‘→3‘，另一条链为3‘→5‘，但所有DNA聚合酶合成方向都是在引物3‘-OH上合成，使链从5‘→3‘延长，那么5‘→3‘链是如何同时作为模板复制呢？
1968年冈崎提出DNA不连续复制模型（P418图34-18），认为新合成的3‘→5‘走向的DNA链实际上是有许多5‘→3‘方向合成的DNA片断连接起来的。
DNA半不连续复制
DNA复制时，以3‘→5‘走向为模板的一条链合成方向为5‘→3‘，与复制叉方向一致，称为前导链；另一条以5‘→3‘走向为模板链的合成链走向与复制叉移动的方向相反，称为滞后链，其合成是不连续的，先形成许多不连续的片断（冈崎片断），最后连成一条完整的DNA链。
DNA合成由RNA引物引发
DNA聚合酶不能发动新链的合成，只能催化已有链的延长；RNA聚合酶则不同，只要有模板存在，不需引物，就可以合成新RNA链。因此在体内先由RNA聚合酶合成RNA引物，DNA聚合酶再从RNA引物的3‘-OH端开始合成新的DNA链。催化RNA引物合成的酶称为引物合成酶。
引物长度通常只有几个~10多个核苷酸，冈崎片断合成也需要引物。RNA引物的消除和缺口填补是由DNA聚合酶Ⅰ完成的，最后由DNA连接酶连接。
DNA复制的复杂性保证了复制的高度忠实性
E.coli复制时，每个碱基对错配频率为10-9~10-10，是高保真系统。
新DNA链合成时需引物，引物后又要切除，再以DNA链取代，DNA聚合酶在合成时还有校对功能，每引入一个核苷酸都要复查一次，未核实则不能继续进行聚合反应。
在复制过程中还有许多辅助蛋白，E.coli就至少有15种。复制叉的复杂结构进一步提高复制准确性。
DNA复制还存在正调控和负调控，调控分子可以是蛋白质，也可以是RNA。