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    D環(huán)復(fù)制起點(d環(huán)復(fù)制方式)

    發(fā)布時間:2023-05-22 03:20:28     稿源: 創(chuàng)意嶺    閱讀: 74        

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    滾環(huán)復(fù)制,如果不能再腦子里有一個正確的畫面的話,看文字真的會瘋掉,看二維圖也很難理解,怕自己理解的不對。
    雙鏈環(huán)形DNA:其中一個環(huán)剪開一個切口(外面的環(huán)),切口的兩端,一端為3'端,一段為5‘端;這個時候里面的環(huán)是完整的,外面的環(huán)是有一個缺口的。5‘端為解鏈端,3'端為新鏈合成延長端(注意,新鏈?zhǔn)沁B接在原來被剪開的那條不完整的鏈的3‘端,就是指在3’端延長)。這樣就以完整的環(huán)(里面那個環(huán))為模板,外面這個環(huán)5'端不斷解開,然后在3‘端不斷復(fù)制新的鏈,你可以理解為它可以一直復(fù)制下去,所以,它可以復(fù)制出的新鏈可以比原來的長很多倍。最后的形狀是,里面一個完整環(huán),外面一個有缺口的環(huán)(這個形狀其實就是復(fù)制前,外環(huán)剪開后的形狀,形狀是沒有變,但這個鏈其實已經(jīng)被新合成的鏈取代了),不同的是,由于復(fù)制了很長的新鏈,所以5'端解開了很長的鏈,外面的環(huán)上在5‘端連了一條長長的尾巴。

    DNA復(fù)制 這節(jié)我沒聽的懂,半保留,?是啥.看了書,還是不太懂.重點在哪呀dHO創(chuàng)意嶺 - 安心托付、值得信賴的品牌設(shè)計、營銷策劃公司

    DNA的復(fù)制(摘自華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 生物化學(xué)系 豐明乾 教授 的 生物化學(xué)筆記)
    生物體的遺傳信息儲存在DNA中,并通過DNA的復(fù)制由親代傳給子代。在子代的生長發(fā)育中遺傳信息自DNA轉(zhuǎn)錄給RNA,然后翻譯成蛋白質(zhì)以執(zhí)行各種生命功能,使后代表現(xiàn)出與親代相似的遺傳性狀。
    1958年,F(xiàn).Crick提出中心法則:
    (1)以原DNA分子為模板,合成出相同DNA分子的過程。
    (2)以某一段DNA分子為模板,合成出與其序列對應(yīng)的RNA分子的過程。
    (3)以mRNA為模板,根據(jù)三聯(lián)密碼規(guī)則,合成對應(yīng)蛋白質(zhì)的過程。
    中心法則揭示了生物體內(nèi)遺傳信息的傳遞方向。
    DNA生物合成有兩種方式:DNA復(fù)制和反轉(zhuǎn)錄
    DNA體內(nèi)復(fù)制涉及:原核、真核生物的染色體、細(xì)菌質(zhì)粒(環(huán)狀,雙鏈)、真核細(xì)胞器DNA(線粒體、葉綠體)、病毒(雙鏈,環(huán)狀)
    DNA的體外復(fù)制:分子克隆。
    第一節(jié) DNA的復(fù)制
    一、 DNA半保留復(fù)制
    1953年,Watson和Crick在提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時就推測DNA可能按照半保留機制進行自我復(fù)制。
    P321 圖191 Watson和Crick提出的DNA雙螺旋復(fù)制模型
    在復(fù)制過程中,首先親代雙鏈解開,然后每條鏈作為模板,在其上合成互補的子代鏈,結(jié)果新形成的兩個子代DNA與親代DNA分子的堿基順序完全一樣,而且每個子代DNA分子中有一條鏈完全來自親代DNA,另一條是新合成的。
    1958年,Meselson和Stahl用15N標(biāo)記E.coli. DNA,證明了DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制。
    P322 圖19-2 DNA的半保留復(fù)制。
    1963年,Cairns用放射自顯影法,在顯微鏡下首次觀察到完整的正在復(fù)制的E. coli. 染色體DNA。
    P323 圖 19-3
    3H-脫氧胸苷標(biāo)記E.coli. DNA ,經(jīng)過將近兩代時間,用溶菌酶消化細(xì)胞壁,將E.coli. DNA轉(zhuǎn)至膜上,干燥,壓感光膠片,3H放出β粒子,還原銀,在光學(xué)顯微鏡下觀察。用這種方法證明了大腸桿菌染色體DNA是一個環(huán)狀分子,并以半保留的形式進行復(fù)制。
    DNA的半保留復(fù)制可以說明DNA在代謝上的穩(wěn)定性。經(jīng)過多代復(fù)制,DNA的多核苷酸鏈仍可以保持完整,并存在于后代而不被分解掉。
    二、 復(fù)制起點、單位和方向
    DNA的復(fù)制是在起始階段進行控制的,一旦復(fù)制起始,它就會繼續(xù)下去直到整個復(fù)制子完成復(fù)制。
    1、 復(fù)制起點
    復(fù)制起點是以一條鏈為模板起始DNA合成的一段序列。有時,兩條鏈的復(fù)制起點并不總是在同一點上(如D環(huán)復(fù)制)。
    在一個完整的細(xì)胞周期中,每一個復(fù)制起點只使用一次,完成一次復(fù)制過程。
    多數(shù)生物的復(fù)制起點,都是DNA呼吸作用強烈(甲醛變性實驗)的區(qū)段,即經(jīng)常開放的區(qū)段,富含A.T。
    ★環(huán)狀DNA復(fù)制起點的確定方法
    P325 圖19-6
    ★復(fù)制起點的克隆和功能分析——重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化法
    大腸桿菌的復(fù)制起點oriC區(qū)1Kb的重組質(zhì)粒在轉(zhuǎn)化子中的復(fù)制行為與其染色體一樣,受到嚴(yán)密控制,每個細(xì)胞只有1-2個拷貝,用核酸外切酶縮短oriC克隆片段的大小,最后得到245bp的基本功能區(qū),攜帶它的質(zhì)粒依然能夠自我復(fù)制,拷貝數(shù)可以增加到20以上,這說明發(fā)動復(fù)制的序列在245bp的基本功能區(qū),而決定拷貝數(shù)的序列在基本功能區(qū)之外和1Kb之間。
    鼠傷寒沙門氏菌的起點位于一段296bp的DNA片段上,與大腸桿菌的復(fù)制起始區(qū)有86%同源性,而且有些親緣關(guān)系較遠的細(xì)菌,其復(fù)制起點在大腸桿菌中亦能起作用。因此,復(fù)制起始區(qū)的結(jié)構(gòu)可能是很保守的。
    起始序列含有一系列對稱的反向重復(fù)和某些短的成簇的保守序列。
    2、 復(fù)制單位
    復(fù)制子(Replicon):Genome能獨立進行復(fù)制的單位,每個復(fù)制子都含有一個復(fù)制起點。
    原核生物的染色體和質(zhì)粒、真核生物的細(xì)胞器DNA都是環(huán)狀雙鏈分子,它們都是單復(fù)制子,都在一個固定的起點開始復(fù)制,復(fù)制方向大多數(shù)是雙向的,少數(shù)是單向復(fù)制。多數(shù)是對稱復(fù)制,少數(shù)是不對稱復(fù)制(一條鏈復(fù)制后才進行另一條鏈的復(fù)制)。
    環(huán)狀DNA的復(fù)制眼象θ,稱θ形復(fù)制。
    真核生物的染色體DNA是線形雙鏈分子,含有許多復(fù)制起點,因此是多復(fù)制子,每個復(fù)制子約有100-200Kbp。人體細(xì)胞平均每個染色體含有1000個復(fù)制子。
    病毒DNA多種多樣,環(huán)狀或線形,雙鏈或單鏈,但都是單復(fù)制子。
    3、 復(fù)制方向
    定點起始,復(fù)制方向大多數(shù)是雙向的(等速進行或異速進行),形成兩個復(fù)制叉,少數(shù)是單向復(fù)制,形成一個復(fù)制叉。
    ★用放射自顯影實驗判斷DNA的復(fù)制方向及速度
    低放射性3H-脫氧胸苷
    高放射性3H-脫氧胸苷
    a. 單向
    b. 雙向等速 三種結(jié)果圖形
    c. 雙向異速
    E.coli.的一個溫度敏感株,在42℃時,能使DNA在完成復(fù)制后,不再開始新的復(fù)制過程,而在25℃時復(fù)制功又能能恢復(fù)。
    4、 DNA的幾種復(fù)制方式
    (1)、 直線雙向復(fù)制
    單點,雙向,T7
    多點,雙向,真核染色體DNA
    (2)、 θ型復(fù)制:環(huán)狀雙鏈DNA,單向或雙向(E .coli.)
    (3)、 滾環(huán)復(fù)制:環(huán)狀單鏈DNA,Φx174
    (4)、 D環(huán)復(fù)制:線粒體、葉綠體DNA
    (5)、 多復(fù)制叉復(fù)制:
    第一輪復(fù)制尚未完成,復(fù)制起點就開始第二輪的復(fù)制。
    在E.coli.富營養(yǎng)時,可采取多復(fù)制叉復(fù)制方式。E.coli. DNA的復(fù)制最快可達50Kb/min,完全復(fù)制需40min,富營養(yǎng)時,20min分裂。而真核染色體要6-8小時。
    三、 與DNA復(fù)制有關(guān)的酶及蛋白質(zhì)因子
    目前已發(fā)現(xiàn)30多種酶及蛋白質(zhì)因子參與DNA復(fù)制
    (一) DNA的聚合反應(yīng)和聚合酶
    DNA生物合成5,→3,,化學(xué)合成3,→5,
    1、 DNA聚合反應(yīng)必備的條件
    ⑴ DNA聚合酶
    ⑵ DNA模板(反轉(zhuǎn)錄時用RNA模板)
    ⑶引物 (DNA、RNA或蛋白質(zhì))
    ⑷ 4種dNTP
    ⑸ Mg2+
    2、 聚合反應(yīng)過程及特點
    總反應(yīng)式:
    n1dATP DNA pol . dAMP
    n2dGTP +DNA dGMP DNA+(n1+n2+n3+n4)PPi
    n3dCTP Mg2+ dCMP
    n4dTTP dTMP
    P329 圖19-10 P330圖19-11
    在鏈的延長過程中,鏈的游離3,-羥基,對進入的脫氧核糖核苷三磷酸α磷原子發(fā)生親核攻擊,生成3,.5,-磷酸二酯鍵,并脫下焦磷酸。
    DNA聚合酶的反應(yīng)特點:
    ⑴ 以4種dNTP為底物
    ⑵ 反應(yīng)需要接受模板的指導(dǎo),不能催化游離的dNTP的聚合。
    ⑶ 反應(yīng)需有引物3,-羥基存在
    ⑷ 鏈生長方向5, → 3,
    ⑸ 產(chǎn)物DNA的性質(zhì)與模板相同
    3、 由DNA聚合酶催化的幾種DNA聚合類型
    P331圖19-12
    (1) 發(fā)莢環(huán)結(jié)構(gòu):加入單鏈DNA作為模板和引物,3’羥基端回折成引物鏈。
    (2) 末端延伸聚合:加入雙鏈DNA作為模板和引物,3’末端突出作為模板。
    (3) 分枝型和切口平移型聚合:加入雙鏈DNA,聚合發(fā)生在切口或末端單鏈區(qū)。
    (4) 環(huán)形聚合:加入帶引物的環(huán)形DNA作為模板。
    4、 E.coli DNA聚合酶
    (1)、 E.coli. DNA pol.I(Kornberg酶,400 copy/cell)
    單體酶,分子量109Kd,含一個Zn2+,每個細(xì)胞中含400個DNA pol.Ⅰ
    催化活性:
    5, → 3, 聚合活性
    3, → 5, 外切活性
    5, → 3, 外切活性
    用蛋白水解酶將DNA pol.Ⅰ部分水解可得:
    大片段(Klenow),75Kd,活性:5, → 3,聚合活性、3, → 5,外切活性。
    小片段,36Kd,活性:5, → 3,外切活性(只作用于雙鏈DNA的堿基配對部分,切除修復(fù))。
    Klenow片段的用途:
    a 補齊DNA 3,隱縮未端
    b. 標(biāo)記DNA片段未端
    c.cDNA合成第二鏈
    d.d DNA測序
    (2)、 E.coli. DNA Pol.Ⅱ(100 copy/cell)
    單體酶,分子量120Kd
    催化活性:5,→ 3,聚合(活性很低)
    3,→ 5,外切
    可能在DNA的修復(fù)中起某中作用。
    (3)、 E.coli.DNA pol.Ⅲ(復(fù)制酶,10-20 copy/cell)
    寡聚酶,全酶由10種共22個亞基組成,α、ε和θ三種亞基組成核心酶。
    P334表10-3
    DNA pol.Ⅲ是合成新鏈DNA主要的酶,又稱復(fù)制酶(Replicase)
    Pol.Ⅲ的5,→3,外切酶活性只作用于單鏈DNA。
    P334 表19-2 E.coli三種DNA聚合酶的性質(zhì)比較
    ★DNA聚合酶有6個結(jié)合位點
    ⑴ 模板DNA結(jié)合位點
    ⑵ 引物結(jié)合位點
    ⑶ 引物3,-OH位點、反應(yīng)位點
    ⑷ 底物dNTP結(jié)合位點
    ⑸ 5, → 3, 外切位點(pol.Ⅱ沒有)
    ⑹ 3, → 5, 外切位點(校正)
    5、 真核生物DNA聚合酶
    P334 表19-4 真核生物DNA聚合酶
    真核DNA聚合酶一般不具備外切活力,可能由另外的酶在DNA復(fù)制中起校正功能。
    ⑴ DNA聚合酶α,多亞基,功能與E.coli. pol.Ⅲ類似,是真核DNA復(fù)制酶。
    ⑵ DNA聚合酶β,主要在DNA損傷的修復(fù)中起作用。
    ⑶ DNA聚合酶γ,從線粒體得到,可能與線粒體DNA的復(fù)制有關(guān)。
    ⑷ DNA聚合酶δ,特點:有3, → 5,外切活力。
    (二) 引物酶或RNA聚合酶(引發(fā)酶)
    細(xì)胞內(nèi),DNA的復(fù)制需要引物(DNA或RNA),引物酶或RNA聚合酶可合成6-10個堿基的RNA引物。
    ★DNA復(fù)制為什么要用RNA引物?(為什么DNA聚合酶要用引物,RNA聚合酶不需要引物?)
    P338
    ⑴從模板復(fù)制最初幾個核酸時,堿基堆集力和氫鍵都較弱,易發(fā)生錯配
    ⑵新復(fù)制的最初幾個核苷酸,沒有與模板形成穩(wěn)定雙鏈,DNA聚合酶的5,→3,校對功能難發(fā)揮作用。
    (三) 解螺旋酶
    大腸桿菌的解螺旋酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ與rep蛋白共同作用,將DNA兩條鏈解開。
    解螺旋酶I、II、III沿著模板鏈的5’→3’方向隨著復(fù)制叉的前進而移動,而rep蛋白則在另一條模板鏈上沿3’→5’方向移動。
    (四) DNA旋轉(zhuǎn)酶
    屬DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ,可引入負(fù)超螺旋,消除復(fù)制叉前進時帶來的扭曲張力。
    拓?fù)洚悩?gòu)酶分兩類:I和II,廣泛存在于原核生物和真核生物。
    拓?fù)洚悩?gòu)酶I使DNA的一條鏈發(fā)生斷裂和再連接,反應(yīng)無須供給能量,主要集中在活性轉(zhuǎn)錄區(qū),與轉(zhuǎn)錄有關(guān)。
    拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ使DNA的兩條鏈同時斷裂和再連接,當(dāng)它引入超螺旋時需要由ATP供給能量。分布在染色質(zhì)骨架蛋白和核基質(zhì)部,與復(fù)制有關(guān)。
    (五) 單鏈DNA結(jié)合蛋白(SSB)
    復(fù)制叉上的解螺旋酶,沿雙鏈DNA前進,產(chǎn)生單鏈區(qū),大量的單鏈DNA結(jié)合蛋白與單鏈區(qū)結(jié)合,阻止復(fù)性和保護單鏈DNA不被核酸酶降解。
    (六) DNA連接酶(ligase)
    連接雙鏈DNA上的切口。
    大腸桿菌連接酶只能在模板上連接DNA缺口。T4DNA ligase即可連接粘性末端的DNA,又可連接平齊末端的雙鏈DNA。
    E.coli.和其它細(xì)菌的DNA ligase以NAD為能源,動物細(xì)胞和噬菌體DNA ligase以ATP為能源。
    (七) DNA復(fù)制的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    P338-339
    四、 DNA的半不連續(xù)復(fù)制
    P336 圖19-15 DNA的半不連續(xù)復(fù)制
    DNA聚合酶催化的方向是5,→3,。
    前導(dǎo)鏈:
    滯后鏈:
    1968年,發(fā)現(xiàn)岡崎片段。長度:
    細(xì)菌:1Kb-2Kb,相當(dāng)于一個順反子的大小。
    真核:100-200bp,約等于一個核小體DNA的長度。
    五、 DNA復(fù)制過程(E.coli.)
    P342 圖19-17 大腸桿菌的復(fù)制體結(jié)構(gòu)示意圖
    1、 復(fù)制的起始
    引發(fā):當(dāng)DNA的雙螺旋解開后,合成RNA引物的過程。
    引發(fā)體:引物合成酶與各種蛋白質(zhì)因子(dnaB、dnaC、n、n’n’’I)構(gòu)成的復(fù)合體,負(fù)責(zé)RNA引物的合成。
    引發(fā)體沿著模板鏈5’→3’方向移動(與岡崎片段合成的方向正好相反,而與復(fù)制叉移動的方向相同),移到一定位置上即可引發(fā)RNA引物的合成。
    E.coli.DNA復(fù)制原點ori C,由245bp組成,三組13bp重復(fù)序列(近5,端處),四組9 bp重復(fù)序列(另一端處)。

    大腸桿菌復(fù)制原點起始復(fù)制所需蛋白質(zhì):
    DNaA 在原點處打開雙螺旋
    DNaB 使DNA解旋
    DNaC DNaB結(jié)合在原點所需
    Hu 刺激起始
    引物酶(DNaG) 合成RNA引物
    SSB 結(jié)合單鏈DNA
    RNA聚合酶 促進DNaA活性
    旋轉(zhuǎn)酶 松馳DNA扭曲應(yīng)力
    20個DnaA結(jié)合在四組9bp重復(fù)區(qū),形成起始復(fù)合物,DNA環(huán)繞此復(fù)合物。
    三組13bp重復(fù)區(qū)依次變性,產(chǎn)生開放型復(fù)合物。
    DnaB(在DnaC協(xié)助下)與開放復(fù)合物結(jié)合,進一步解鏈。
    2、 DNA鏈的延長反應(yīng)
    前導(dǎo)鏈只需要一個RNA引物,后隨鏈的每一個岡崎片段都需要一個RNA引物,鏈的延長反應(yīng)由DNA pol.Ⅲ催化。
    復(fù)制體:在DNA合成的生長點(既復(fù)制叉上)分布著許多與復(fù)制有關(guān)的酶和輔助因子,它們在DNA的模板鏈形成離散的復(fù)合物,彼此配合進行高度精確的復(fù)制,稱為復(fù)制體。
    復(fù)制體沿著復(fù)制叉方向前進就合成DNA。
    3、 RNA引物的切除及缺口補齊
    DNA polⅠ的5, → 3,外切活力,切除RNA引物。
    DNApolⅠ的5, → 3,合成活性補齊缺口。
    4、 DNA切口的連接
    DNA ligase,動物、真核由ATP供能,原核由NAD供能。
    5、 DNA合成的終止
    環(huán)狀DNA、線性DNA,復(fù)制叉相遇即終止。
     小結(jié):
    ⑴ DNA解螺旋酶解開雙鏈DNA。
    ⑵ SSB結(jié)合于DNA單鏈。
    ⑶ DNA旋轉(zhuǎn)酶引入負(fù)超螺旋,消除復(fù)制叉前進時帶來的扭曲張力。
    ⑷ DNA引物酶(在引發(fā)體中)合成RNA引物。
    ⑸ DNA pol.Ⅲ在兩條新生鏈上合成DNA。
    ⑹ DNA polⅠ切除RNA引物,并補上DNA。
    ⑺ DNA ligase連接一個岡崎片段。
    DNA復(fù)制過程中,聚合酶對dTTP和dUTP的分辨能力高,有少量dUTP摻入DNA鏈中,此時,U-糖苷酶、AP內(nèi)切酶、DNA polⅠ、DNA ligase共同作用,切除尿嘧啶,接上正確的堿基。
    六、 真核生物DNA的復(fù)制 P343
    1、 復(fù)制起點和單位
    真核生物染色體DNA是多復(fù)制子,有多個復(fù)制起點,可以多點起始,分段進行復(fù)制。每個復(fù)制子大多在100-200bp之間,比細(xì)菌染色體DNA(單復(fù)制子)小得多。
    ★試驗證據(jù):5-氟脫氧胞苷標(biāo)記
    真核生物DNA復(fù)制叉移動的速度此原核的慢,如哺乳動物復(fù)制叉移動的速度每分鐘1-3Kb,細(xì)菌每分鐘5Kb。
    真核生物染色體全部復(fù)制完成前,起點不再從新開始復(fù)制。而在快速生長的原核生物中,起點可以連續(xù)發(fā)動復(fù)制。真核生物在快速生長時,可采用更多的復(fù)制起點同時復(fù)制。如黑腹果蠅,早期胚胎細(xì)胞中相鄰復(fù)制起點的平均距離為7.9kb,而在培養(yǎng)的成體細(xì)胞中,平均距離為40kb,成體細(xì)胞只利用一部分復(fù)制起點。
    2、 復(fù)制過程中組蛋白的裝配
    核小體的結(jié)構(gòu)(200bp左右)
    在真核生物的復(fù)制子上,親代染色體的核小體被逐個打開,組蛋白以完整的八聚體形式直接轉(zhuǎn)移到子代DNA的前導(dǎo)鏈上,新合成的組蛋白與后隨鏈組裝成核小體。因此,DNA的復(fù)制是半保留的,而組蛋白則是全保留的。
    ★試驗證據(jù):環(huán)己酮亞胺抑制組蛋白合成,電子顯微鏡下觀察
    3、 真核生物DNA復(fù)制的終止
    端粒:一段DNA序列與蛋白質(zhì)形成的一種復(fù)合體,是真核細(xì)胞染色體末端所特有的結(jié)構(gòu)。
    功能:
    ⑴保證線性DNA的完整復(fù)制
    ⑵保護染色體末端
    ⑶決定細(xì)胞壽命,胚系細(xì)胞含端粒酶,體細(xì)胞不表達端粒酶。
    端粒(telomeres)分布于線性真核染色體未端。酵母端粒約100bp的重復(fù)序列,形式為:5,(TxGy)n3,(AxCy) n,x和y一般為1—4。
    端粒末端的重復(fù)序列,通過端粒酶(telomerase)將其加到染色體末端。
    端粒酶含有RNA和蛋白質(zhì)(起DNA聚合酶的作用)兩種組分,RNA分子約159b,含有多個CyAx重復(fù)序列,RNA分子用作端粒TxGy鏈合成的模板。端粒酶是一種反轉(zhuǎn)錄酶,它只合成與酶自身的RNA模板互補的DNA片段。
    人類體細(xì)胞的端粒長度,隨個體年齡增加而逐漸縮短。細(xì)胞每分裂一次,端??s短50-200bp,短至1-4Kbp時,細(xì)胞就停止分裂。若能重建端粒,則細(xì)胞可以永遠分裂。惡性腫瘤細(xì)胞端酶表達多。
    ⑴雜交

    ⑵聚合

    ⑶轉(zhuǎn)位再雜交

    ⑷進一步聚合

    ⑸非標(biāo)準(zhǔn)GG配對


    七、 DNA復(fù)制的調(diào)控
    八、 DNA復(fù)制的真實性
    《楊岐生》P144
    生物體DNA復(fù)制具有高度真實性,復(fù)制107-1011堿基對,只有一個錯誤堿基。
    堿基對的自由能通常在4-13KJ/mol,這樣的自由能相當(dāng)于平均參入100個核苷酸就可能出現(xiàn)一次錯配,僅靠Watson-Crick雙螺旋的堿基配對原則,突變率將高達10-2 。
    1、 DNA聚合酶對堿基的選擇作用
    酶的被動論:不同的核苷酸在聚合位點停留時間不同,正確的dNTP能長時間停留,而參與聚合。DNA聚合酶能依照模板的核苷酸,選擇正確的dNTP摻入引物末端。
    酶積極參與理論:DNA聚合酶對正確與錯誤的核苷酸,不僅親和性不同,而且將它們插入DNA引物端的速度也不同。
    動力學(xué)校正閱讀:在新的磷酸二酯鍵未形成時,dNTP結(jié)合在酶與模板—引物復(fù)合物的聚合位點上,DNA聚合酶能識別正確與錯誤的dNTP。
    DNA聚合酶對底物的識別作用,DNA聚合酶有兩種底物,一種是DNA模板—引物,另一種是dNTP。
    DNA聚合酶先識別DNA模板和引物的3,未端,再識別底物dNTP,是一種有序的識別過程。
    2、 3,→5,外切活性的校正閱讀
    E. coli. DNA pol.Ⅰ和pol.Ⅲ有3,→5,外切活性,可刪除錯誤插入的核苷酸。
    缺失3, →5,外切活性的E. coli. DNA pol.Ⅰ,催化DNA合成時,出現(xiàn)錯誤的幾率增高5-50倍。因此,3,→5,外切活性可以使DNA復(fù)制的真實性,提高1-2個數(shù)量級。

    3、 影響DNA合成真實性的因素
    ⑴高濃度NMP(如3,-AMP, 5,-GMP)
    NMP競爭酶的dNTP結(jié)合位點,抑制3,→5,外切活性。
    ⑵某一種dNTP濃度銀高,可使引物3,末端離開外切活性中心。
    ⑶dNTP 一般與二價陽離子結(jié)合成活化形式,Mg2+為主要的二價陽離子。當(dāng)用其它二價陽離子(如Mn2+)代替Mg2+時,會改變酶的主體結(jié)構(gòu),影響聚合活性和3,→3,外切活性。
    4、 為什么用RNA引物
    ⑴從模板復(fù)制最初幾個核酸時,堿基堆集力和氫鍵都較弱,易發(fā)生錯配
    ⑵新復(fù)制的最初幾個核苷酸,沒有與模板形成穩(wěn)定雙鏈,DNA聚合酶的5,→3,校對功能難發(fā)揮作用。

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    二者都是環(huán)狀雙鏈DNA的復(fù)制方式。
    θ型:大腸桿菌基因組的復(fù)制原點位于天冬酰胺合酶和ATP合酶操縱子之間,全長245bp,稱為OriC。它富含AT,并含有多個短的重復(fù)序列,能夠被復(fù)制起點結(jié)合蛋白識別。復(fù)制的起點涉及DNA雙鏈的解旋和松開,形成兩個方向相反的復(fù)制叉,前導(dǎo)鏈DNA開始復(fù)制前,復(fù)制原點的核酸序列被轉(zhuǎn)錄生成短RNA鏈,作為DNA復(fù)制的引物。
    D環(huán):是單向復(fù)制的一種特殊方式,首先在動物線粒體DNA復(fù)制中被發(fā)現(xiàn),雙鏈環(huán)在固定點解開進行復(fù)制,但是兩條鏈合成高度不對稱,最初僅以一條母鏈作為新鏈模板迅速合成互補鏈,另一條鏈游離成為單環(huán)鏈,單個D環(huán)結(jié)構(gòu)在哺乳動物線粒體中是一段開放的500-600堿基序列,維持D環(huán)結(jié)構(gòu)的短鏈?zhǔn)遣环€(wěn)定的,常被解鏈和重新合成以維持該位點的雙鏈開環(huán)結(jié)構(gòu),有些線粒體DNA擁有幾個D環(huán)結(jié)構(gòu),反映出細(xì)胞有多個起始點。葉綠體DNA也采用同樣的機制。高等植物葉綠體DNA有兩個D環(huán)結(jié)構(gòu)

    參考資料:現(xiàn)代分子生物學(xué)(第三版)高等教育出版社dHO創(chuàng)意嶺 - 安心托付、值得信賴的品牌設(shè)計、營銷策劃公司

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