DNA复制中,DNA片段TAGCAT的互补结构是( )。
临床执业医师考试要点解析:
☆☆☆☆☆考点3:DNA的复制合成;
1.复制的概念
DNA合成进行时,以两条亲代DNA链中的每一条链为模板,在DNA依赖的DNA聚合酶催化下,按A与T、G与C碱基配对原则合成子代DNA的过程称DNA的复制。由于复制合成的子代DNA两条脱氧核糖核苷酸链中有一条来自亲代DNA,另一条是以前者为模板新合成的子代DNA链,所以DNA的这种合成作用又称半保留复制。
参与复制的酶类有:①DNA聚合酶(依赖DNA的DNA聚合酶,简写为DNA pol)。原核生物的DNA聚合酶有DNA pol I,II,III,其中DNA pol III是真正起复制作用的酶,DNA pol I有校读、填补空隙、修复等功能。真核生物有DNA pol α、β、γ、δ、ε,其中DNA polα和δ是主要复制酶。②解链酶类,包括解螺旋酶(DnaB蛋白),消耗ATP解开DNA双链。单链DNA结合蛋白(SSB)维持模板单链状态及单链完整。③拓扑异构酶,有I型和II型两种。I型切断DNA单链,II型切断DNA双链,再松弛双螺旋后又重新连接切口(II型需消耗ATP能量),松解DNA的打结、缠绕、连环等现象,理顺DNA链以配合复制进程。④引物酶,参与组成引发体催化合成RNA引物,以延长DNA新链。⑤DNA连接酶,催化两段相邻的DNA链的3′-OH和5′-P形成磷酸二酯键而连接成完整链。
2.DNA复制过程
真核生物的DNA复制过程与原核基本相似,有些机制尚不十分清楚。根据目前认识,可将ECOHDNA复制过程(如下图)分为以下阶段。
(1)螺旋的松弛与解链:在复制起始点ori所在部位首先由DNA拓扑异构酶(Topo)和解链酶松弛DNA超螺旋结构,解开一段双链,并由单链DNA结合蛋白(SSB)和稳定DNA单链,形成复制点。这个复制点的形状像一个叉子,即复制叉,将模板展示出来。
(2)引物RNA的合成:当两股单链出足够数量的碱基对时,DNA复制即进入引发阶段,主要由引发酶和引发前体参与合成RNA引物。以3′→5′的亲代DNA链为模板进行合成的子链,称前导链;以5′→3′,的亲代DNA链为模板进行合成的子链,称随从链。前导链的引发较简单,在引发酶催化下合成一个短的RNA引物(10~60nt),继而从RNA引物的3′末端开始连续地沿着5′→3′方向进行DNA链的合成。随从链引物的合成则是在引发酶和引发前体,以及血础蛋白联合作用下合成的。继而在引物的3′→OH端进行冈崎片段的合成。
(3)DNA链的延长:DNA链的延长是在DNA聚合酶(DNA pol)催化下,以四种三磷酸脱氧核苷(dNTP)即dATP、dGTP、dCTP和dTTP为原料进行的聚合反应。反应体系中有DNA模板、引物及Mg2+.存在。聚合作用是自引物的3′→OH端上开始,从5′→3′方向逐个加入脱氧核背酸dNMP而脱下焦磷酸PPi,使DNA链得以延长。复制时DNA的两条链均可作为模板,分别合成两条子代DNA链。由于DNA的两条链是反平行的,即一条链是5′→3′,而另一条链是3′→5′,但是DNA pol催化DNA链的合成只能G着5′→3′方向进行,因此解开双链后在3′→5′的模板上可以顺利地按5′→3′方向合成新的DNA链,即前导链;而以5′→3′链为模板、仍然按5′→3′方向合成只能是不连续的短DNA片段(冈崎片段)。
(4)终止:DNA片段合成至一定长度后,链中的圃帖引物即被核酸酶水解而切掉。此时出现的缺口由DNA的继续延长而填补,然后由DNA连接酶将这些片段再连接起来,形成完整的DNA链。E coli DNA的复制叉复制过程如上图。
DNA复制完毕后,DNA Topo将DNA引入超螺旋结构,进行进一步的装配。真核生物DNA的复制特点是:多个起始点同时进行复制。复制基本过程与原核生物相似,但蛋白质体系更为复杂。DNA polα和δ是主要复制酶。真核生物染色体线性DNA复制后,最后复制的RNA引物水解后空隙的填补需要端粒酶的作用。端粒酶存在于真核染色体端区,为RNA核蛋白复合体,有反酶活性,可以自身RNA为模板反合成延长染色体端区重复序列的端粒DNA,维持染色体DNA信息的完整,防止缩短。
DNA复制中,DNA片段TAGCAT的互补结构是( )。
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