DNA的复制方向为什么是5’

来自:    更新日期:早些时候
DNA复制时子链延伸方向为什么是5’到3’?~

  DNA复制的最主要特点是半保留复制,另外,它还是半不连续复制(Semi-ondisctinuous replication)。DNA双螺旋的两条链是反向平行的,因此,在复制起点处两条DNA链解开成单链时,一条是5'→3'方向,另一条是3'→5'方向。
  以这两条链为模板时,新生链延伸方向一条为3'→5',另一条为5'→3'。但生物细胞内所有催化DNA聚合酶都只能催化5'→3'延伸,这是一个矛盾。冈崎片段(Okaxaki fragments)的发现使这个矛盾得以解决。在复制起点两条链解开形成复制泡(replication bubbles),DNA向两侧复制形成两个复制叉(replication forks)。
  以复制叉移动的方向为基准,一条模板链是3'→5',以此为模板而进行的新生DNA链的合成沿5'→3'方向连续进行,这条链称为前导链(leading strand)。另一条模板链的方向为5'→'3',以此为模板的DNA合成也是沿5'→3'方向进行,但与复制叉前进的方向相反,而且是分段,不连续合成的,这条链称为滞后链(lagging strand),合成的片段即为冈崎片段。这些冈崎片段以后由DNA连接酶连成完整的DNA链。
  这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物是普遍存在的,称为DNA合成的半不连续复制。

DNA分子的复制只能沿特定方向复制是正确的,下面材料仅供参考;复制过程
(1)单链DNA结合蛋白(single-stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白)
ssbDNA蛋白是较牢固的结合在单链DNA上的蛋白质。原核生物ssbDNA蛋白与DNA结合时表现出协同效应:若第1个ssbDNA蛋白结合到DNA上去能力为1,第2个的结合能力可高达103;真核生物细胞中的ssbDNA蛋白与单链DNA结合时则不表现上述效应。ssbDNA蛋白的作用是保证解旋酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构,它以四聚体的形式存在于复制叉处,待单链复制后才脱下来,重新循环。所以,ssbDNA蛋白只保持单链的存在,不起解旋作用。
(2)DNA解链酶(DNA helicase)
DNA解链酶能通过水解ATP获得能量以解开双链DNA。这种解链酶分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在。如果双链DNA中有单链末端或切口,则 DNA解链酶可以首先结合在这一部分,然后逐步向双链方向移动。复制时,大部分DNA解旋酶可沿滞后模板的5’-〉3’方向并随着复制叉的前进而移动,只有个别解旋酶(Rep蛋白)是沿着3’-〉5’方向移动的。故推测Rep蛋白和特定DNA解链酶是分别在DNA的两条母链上协同作用以解开双链DNA。
(3)DNA解链过程
DNA在复制前不仅是双螺旋而且处于超螺旋状态,而超螺旋状态的存在是解链前的必须结构状态,参与解链的除解链酶外还有一些特定蛋白质,如大肠杆菌中的 Dna蛋白等。一旦DNA局部双链解开,就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开的单链,保证此局部不会恢复成双链。两条单链DNA复制的引发过程有所差异,但是不论是前导链还是后随链,都需要一段RNA引物用于开始子链DNA的合成。因此前导链与后随链的差别在于前者从复制起始点开始按5’-3’持续的合成下去,不形成冈崎片段,后者则随着复制叉的出现,不断合成长约2-3kb的冈崎片段。
2.冈崎片段与半不连续复制
因DNA的两条链是反向平行的,故在复制叉附近解开的DNA链,一条是5’-〉3’方向,另一条是3’-〉5’方向,两个模板极性不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5’-〉3’方向,不是3’-〉5’方向,因而无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。为解释DNA两条链各自模板合成子链等速复制现象,日本学者冈崎(Okazaki)等人提出了DNA的半连续复制(semidiscontinuous replication)模型。1968年冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌,提取DNA,变性后用超离心方法得到了许多3H 标记的,被后人称作冈崎片段的DNA。延长标记时间后,冈崎片段可转变为成熟DNA链,因此这些片段必然是复制过程中的中间产物。另一个实验也证明DNA 复制过程中首先合成较小的片段,即用DNA连接酶温度敏感突变株进行试验,在连接酶不起作用的温度下,便有大量小DNA片段积累,表明DNA复制过程中至少有一条链首先合成较短的片段,然后再由连接酶链成大分子DNA。一般说,原核生物的冈崎片段比真核生物的长。深入研究还证明,前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界具有普遍性,故称为DNA双螺旋的半不连续复制。
3.复制的引发和终止
所有的DNA的复制都是从一个固定的起始点开始的,而DNA聚合酶只能延长已存在的DNA链,不能从头合成DNA链,新DNA的复制是如何形成的?经大量实验研究证明,DNA复制时,往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物,再由聚合酶从RNA引物3’端开始合成新的DNA链。对于前导链来说,这一引发过程比较简单,只要有一段RNA引物,DNA聚合酶就能以此为起点,一直合成下去。对于后随链,引发过程较为复杂,需要多种蛋白质和酶参与。后随链的引发过程由引发体来完成。引发体由6种蛋白质构成,预引体或引体前体把这6种蛋白质结合在一起并和引发酶或引物过程酶进一步组装形成引发体。引发体似火车头一样在后随链分叉的方向前进,并在模板上断断续续的引发生成滞后链的引物RNA短链,再由DNA聚合酶 III 作用合成DNA,直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。由RNA酶H降解RNA引物并由DNA聚合酶 I 将缺口补齐,再由DNA连接酶将每两个冈崎片段连在一起形成大分子DNA.。
(四)端粒和端粒酶
1941年美籍印度人麦克林托克(Mc Clintock)就提出了端粒(telomere)的假说,认为染色体末端必然存在一种特殊结构--端粒。现在已知染色体端粒的作用至少有二:① 保护染色体末端免受损伤,使染色体保持稳定;② 与核纤层相连,使染色体得以定位。
在弄清楚DNA复制过程之后,20世纪70年代科学家对DNA复制时新链5’端的RNA引物被切除后,空缺是如何被填补的提出了质疑。如不填补岂不是 DNA每复制一次就短一点。以后随链复制为例,当RNA引物被切除后,冈崎片段之间是由DNA聚合酶 I 催化合成的DNA填补之,然后再由DNA连接酶将它们连接成一条完整的链。但是DNA聚合酶 I 催化合成DNA时,需要自由3’-OH作为引物,最后余下子链的5’无法填补,于是染色体就短了一点。
在正常体细胞中普遍存在着染色体酶复制一次端粒就短一次的现象。人们推测,可能一旦端粒缩短到某一阈限长度一下时,他们就会发出一个警报,指令细胞进入衰老;或许是当细胞判断出它们的染色体已变得太短了,于是分裂也就停止了,造成正常体细胞寿命有一定界限。但是在癌细胞中染色体端粒却一直维持在一定长度上,这是为什么?这是因为DNA复制后,把染色体末端短缺部分补上需要端粒酶,这是一种含有RNA的酶,它既解决了模板,又解决了引物的问题。在生殖细胞和85%癌细胞中都测出了端粒酶具有活性,但是在正常体细胞中却无活性,20世纪90年代中期,Blackburn首次在原生动物中克隆出端粒酶基因。
端粒酶在癌细胞中具有活性,它不仅使癌细胞可以不断分裂增生,而且它为癌变前的细胞或已经是癌性的细胞提供了时间,以积累附加的突变,即等于增加它们复制,侵入和最终转移的能力。同时人们也由此萌生了开发以端粒为靶的药物,即通过抑制癌细胞中端粒酶活性而达到治疗癌症的目的。
至于真核细胞DNA末端的结构特点,早就在1978年Blackburn就以原生动物四膜出(一种纤毛虫)为例说明之:① 迥纹形式的发夹环;② 仅由C,A组成的简单序列大量重复(C4A2)20~70;③ 链上有许多缺口(nicks)。

更低陨渴争购醚泼


DNA的复制方向为什么是5’视频

相关评论:
  • 15121316601DNA复制时,什么叫做5'--3'方向复制啊?
    申朋蓓这与五碳糖的碳环标号有关,接碱基形成糖苷键的碳是1号,然后顺时针标号,5号接磷酸,这端称为5'端,3号接羟基的为3'端,复制从5'--3'方向复制。DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个相同DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。

  • 15121316601dna分子复制过程中为什么是“五撇到三撇”?
    申朋蓓DNA分子是通过3,5磷酸二脂键连接的,所以DNA的方向是根据DNA链上两端的基团来确定3'端带有-OH(羟基)基团,而5'端则是-P(磷酸)基团。以复制点一侧的DNA复制为例。在RNA引物的引导下,DNA聚合酶催化子链沿5’→3’方向延伸。在3’→5’模板链上,DNA新链按碱基互补原则沿5’→3’方向连续...

  • 15121316601DNA复制时子链延伸方向为什么是5’到3’
    申朋蓓DNA复制时子链延伸方向为什么是5’到3’DNA复制的最主要特点是半保留复制,另外,它还是半不连续复制(Semi-ondisctinuous replication)。DNA双螺旋的两条链是反向平行的,因此,在复制起点处两条DNA链解开成单链时,一条是5'→3'方向,另一条是3'→5'方向。以这两条链为模板时,新生链延伸方向一...

  • 15121316601为什么DNA复制时只能由5'到3'?
    申朋蓓这是生物长期进化的结果。所有已知的DNA聚合酶只能使新合成的DNA子链从5′→3′方向延伸,这种方向性是其在生物进化中保留的、深刻的、选择与适应性特征,有着深刻的化学及生物学功能的根源。DNA复制过程中,DNA双链解螺旋后,每一条链上所暴露出来的碱基各自与一个游离于核中的三磷酸脱氧核糖核苷酸(...

  • 15121316601DNA复制时,什么叫做5'--3'方向复制啊?
    申朋蓓这与五碳糖的碳环标号有关,接碱基形成糖苷键的碳是1号,然后顺时针标号,5号接磷酸.这端称为5'端,3号接羟基的为3'端,复制从5'--3'方向复制DNA复制(百度百科)DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结...

  • 15121316601DNA的复制方向为什么是5’-3’
    申朋蓓由于它复制的方向是由一个五碳糖的游离5号碳原子(只是没有和其他碳原子连在一起,不是化学上讲的游离)开始向另一端复制直到一个五碳糖的游离3号碳原子为止.也就是从5’端到3’端这是由DNA解旋酶决定的.

  • 15121316601DNA复制为什么要从5
    申朋蓓确实应该是从5‘到3’。这个和执行DNA复制的酶,也就是DNA聚合酶(DNA polymerase)的活性有关。因为DNA聚合酶只能把核酸加到3‘-OH末端(见下图, SciActivitiesPage )。因此DNA复制只能从5’到3‘(下图箭头方向,DNA replication),也就在复制过程中形成了先导链(leading strand,下图b)和滞后...

  • 15121316601DNA复制时,什么叫做5 amp 39 3 amp 39 方向复制啊?
    申朋蓓DNA复制时,5'→3'方向复制指的是DNA聚合酶在复制过程中,从DNA模板链的5'端开始,沿着模板链向3'端进行DNA链的合成。DNA复制是生物体内一项至关重要的过程,它确保了遗传信息的准确传递。在这个过程中,DNA双链会首先解旋,然后每条单链都会作为模板,通过DNA聚合酶的作用,合成出与其互补的新...

  • 15121316601dna复制时方向是怎样的?
    申朋蓓在合成的时候,方向都是5’到3’,而与它相互配对的,自然是3’到5’比如,DNA在复制时,新链的合成方向是5’到3’。而DNA聚合酶在模板链上的滑动方向为3’到5’,转录同理.mRNA翻译时,方向还是5’到3’,与其配对的tRNA方向相反.所以生物体内的核酸的复制、转录和翻译的方向都是5’到3’的。

  • 15121316601为什么DNA按5’-3’方向复制,限制酶的识别就有方向?
    申朋蓓DNA按5’-3’方向复制没错,这个是由DNA的结构和DNA聚合酶的性质决定的,DNA是多个核苷酸以3—5磷酸二酯键相连的,而DNA聚合酶只能把单核苷酸的5’磷酸加到上一个核苷酸的3’羟基上结合成键,这才决定了DNA复制的方向。你说的限制酶应该是限制性内切酶,你说它识别序列是GAATTC是不准确的,限制性...

  • 相关主题精彩

    版权声明:本网站为非赢利性站点,内容来自于网络投稿和网络,若有相关事宜,请联系管理员

    Copyright © 喜物网