原核生物与真核生物DNA复制过程及异同点.pdf

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1、原 核 生 物 与 真 核 生 物 复 制 的 过 程 及 其 异 同 点。原核生物与真核生物复制的过程大体上均分为复制的起始、DNA 链的延伸和复制的终止三个过程。原核生物 DNA 的复制过程（以大肠杆菌为例）：复制起始：OriC 起始位点由四个 9 个核苷酸（9-mer）的重复序列和三个 13 个核苷酸（13-mer）的重复序列组成。DnaA 蛋白结合到 9-mer结构上，使 DNA 形成一个环。结果，双链 DNA 在富含 A-T 碱基的13-mer 区域分开成为单链。随后，DnaB-DnaC 复合体结合到复制起始点上，形成预引发复合物。然后，DnaB 利用其解旋酶的活性使解链部分延长，并

2、激发 DnaG 引发酶，进而形成一段 RNA 引物，起始DNA 的复制（DNA 聚合酶只能从 3羟基端起始复制）。DNA 链的延伸：DNA 链一般形成两个复制叉进行双向复制。DNA链的复制是半不连续复制，以 3-5方向 DNA 链为模板合成的子链为前导链，另一条为后随链，后随链的合成以合成冈崎片段的方式进行。延伸过程主要依靠 DNA 聚合酶 III（核心酶由、构成），DNA 聚合酶 III 靠其 夹钳牢固地结合在 DNA 链上并延 DNA 链移动。冈崎片段一端的引物由 DNA 聚合酶 I 以切口平移的方式去除，然后由 DNA 连接酶连接为一体。复制叉前进时由解旋酶依靠水解ATP 的能量（一个

3、ATP 一个碱基）打开双链，单链与 SSB 结合并保持稳定。DNA 拓扑异构酶去除正超螺旋。复制的终止：复制叉前行，当遇到 22 个碱基组成的重复性终止子序列（Ter）时，Ter-Tus 复合物使 DnaB 停止解链，复制叉前移停止，等相反方向复制叉到达后，由修复方式填补两个复制叉间的空缺。随后，在 DNA 拓扑异构酶 IV 的作用下复制叉解体，释放子链DNA。真核生物 DNA 的复制：真核生物 DNA 的复制过程与原核生物 DNA 的复制过程大体相同。复制的起始：真核生物 DNA 复制从成百上千个起始位点上开始，形成多个复制叉。真核生物 DNA 复制只发生在 S 期。真核生物复制起始位点难以

4、确定，酵母中称为自主复制序列（ARS）。起点识别复合体（ORC）与 ARS 结合后又与前复制复合体（pre-RC）结合，进而吸引 Cdc6 和 Cdt1 两个蛋白以及解旋蛋白 Mcm2-7 形成完整的复合体。pre-RC 只在 G1 期合成，在 S 期时 Cdc45 结合到复合体上，激活Mcm2-7，在 DNA 聚合酶作用下使 pre-RC 启动复制。DNA 聚合酶合成由 10bpRNA 和 20-30bpDNA 构成的引物（iDNA）。DNA 链的延伸：前导链由 DNA 聚合酶 合成，DNA 聚合酶 是有高度前进能力的酶，其前进能力来自于 RF-C 蛋白和 PCNA 蛋白的相互作用，两者分别

5、相当于大肠杆菌中 夹钳装载机和 前进亚基的作用。DNA 聚合酶 的前进能力是由 PCNA 维持的。后随链的冈崎片段由 DNA 聚合酶 或 DNA 聚合酶 合成。冈崎片段之间的引物由核算外切酶 MF1 去除，之间的缺口由 DNA 连接酶 I 连接。复制的终止：随着复制，各复制叉相互接到一起。5 端的空缺由端粒酶补齐。端粒酶中含有一段 RNA 序列，可以作为模板合成互补的DNA 序列以补齐空缺。原核生物与真核生物 DNA 复制共同的特点：1 分为起始、延伸、终止三个过程；2 必须有提供 3 羟基末端的引物；3 亲代 DNA 分子为模板，四种脱氧三磷酸核苷(dNTP)为底物，多种酶及蛋白质：DNA

6、拓扑异构酶、DNA 解链酶、单链结合蛋白、引物酶、DNA 聚合酶、RNA 酶以及 DNA 连接酶等。4 一般为双向复制、半保留复制、半不连续复制。原核生物与真核生物 DNA 复制不同的特点：1 真核生物为线性 DNA,具有多个复制起始位点，形成多个复制叉，DNA 聚合酶的移动速度较原核生物慢。原核生物为一般为环形DNA，具有单一复制起始位点。2 真核生物 DNA 复制只发生在细胞周期的 S 期，一次复制开始后在完成前不再进行复制，原核生物多重复制同时进行。3 真核生物复制子大小不一且并不同步。4 原核生物有 9-mer 和13-mer 的重复序列构成的复制起始位点，而真核生物的复制起始位点无固

7、定形式。5 真核生物有五种 DNA 聚合酶，需要 Mg+。主要复制酶为 DNA 聚合酶（），引物由 DNA 聚合酶 合成。原核生物只有三种，主要复制酶为 DNA 聚合酶 III。6 真核生物末端靠端粒酶补齐，而原核生物以多联体的形式补齐。7 真核生物冈崎片段间的 RNA 引物由核酸外切酶 MF1 去除，而原核生物冈崎片段由 DNA 聚合酶 I 去除。8 真核生物 DNA 聚合酶 负责线粒体 DNA 合成。9 真核生物 DNA 聚合酶 的高前进能力来自于 RF-C 蛋白与 PCNA蛋白的互相作用。原核生物DNA聚合酶III的前进能力来自与 复合体（夹钳装载机）与 亚基二聚体（夹钳）的相互作用。所谓的复制转录激活还是个问题，不知道有没有这一步？