DNA的復制是指以親代DNA分子的兩條鏈為模板合成各自的互補鏈,形成兩個子代DNA分子的過程。dna復制的過程是半保留模式和不連續的。DNA的復制是由一系列酶和蛋白質參與的。
復制開始時,親代雙螺旋DNA鏈首先必須解開螺旋,成為兩條獨立的單鏈分子,以作模板之用,催化完成這步反應的主要是解螺旋酶,Rep蛋白幫助解開雙螺旋。解開的兩條單鏈隨即被單鏈結合蛋白所覆蓋,作用是阻止單鏈本身折疊配對形成雙鏈DNA,并保護單鏈部分不被核酸酶降解。DNA的復制過程中擔任DNA合成的酶是DNA聚合酶,只能從 5′→3′的方向逐個連入核苷酸。因此只能利用3′→5′方向的模板鏈合成子鏈,合成方向為 5′→3′,稱為前導鏈。由于親代DNA雙鏈中只有一條鏈的方向為3′→5′,故另一條鏈(5′→3′)的復制只能先合成多個小片段DNA(稱為岡崎片段),然后連接成長的鏈,稱為滯后鏈。合成岡崎片段之前需由引物合成酶先合成一小段RNA引物。在此引物3′-OH端由DNA聚合酶III沿5′→3′的方向催化合成小的岡崎片段。之后由DNA聚合酶I切除RNA引物,并填補修復缺口。最后由DNA連接酶將多個小片段DNA連接成長鏈。而3′→5′方向的模板鏈可以在一個引物上連續進行5′→3′方向的鏈合成。而模板鏈可以在一個引物上連續進行5′→3′方向的鏈合成。
DNA復制過程的簡單描述(總結)
生物個體成長需要經歷細胞分裂,當細胞進行分裂時,必須將自身基因組中的DNA復制,才能使子細胞擁有和親代相同的遺傳訊息。DNA的雙股結構可供DNA復制機制進行,在此復制過程中,兩條長鏈會先分離,之后一種稱為DNA聚合酶的酵素,會分別以兩條長鏈為依據,合成出互補的DNA序列。酵素可找出正確的外來互補堿基,并將其結合到模板長鏈上,進而制造出新的互補長鏈。由于DNA聚合酶只能以5到3的方向合成DNA鏈,因此雙螺旋中平行但方向相反的兩股,具有不同的合成機制。舊長鏈上的堿基序列決定了新長鏈上的堿基序列,使細胞得以獲得完整的DNA復制品。
DNA的復制過程所需的酶和蛋白質
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酶和蛋白質 |
作用 |
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拓撲異構酶 |
幫助解開復制叉前后的超螺旋結構 |
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DNA解螺旋酶 |
解開超螺旋 |
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Rep蛋白 |
幫助解開雙螺旋 |
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引物合成酶 |
合成RNA引物 |
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單鏈結合蛋白 |
穩定單連區 |
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DNA聚事酶III |
合成DNA |
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DNA聚合酶I |
消除引物,填滿裂隙 |
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DNA連接酶 |
連接DNA末端 |

