分子生物學(xué)課件5.DNA復(fù)制分子生物學(xué)課件5.DNA復(fù)制分子生物學(xué)課件5.DNA復(fù)制DNAReplicationRNAProteinTranslationTranscriptionThisistheoriginalcentraldogma,itformsthebackboneofmoleculebiologyandispresentedbyseveralstages:Replication,transcription,processed(ineukaryoticcells,essentiallybysplicing)andtranslation.processedCentralDogmaReversetranscriptionRNAeditingRNAreplicationDNAReplicationRNAProteinTranslationTranscriptionThisistheoriginalcentraldogma,itformsthebackboneofmoleculebiologyandispresentedbyseveralstages:Replication,transcription,processed(ineukaryoticcells,essentiallybysplicing)andtranslation.processedCentralDogmaReversetranscriptionRNAeditingRNAreplication5.DNA復(fù)制

DNAReplication

（Duplication）DNA是生物遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，生物機(jī)體的遺傳信息以密碼的形式貯存在DNA分子，并通過(guò)DNA的復(fù)制由親代傳遞給子代，遺傳信息從DNA轉(zhuǎn)錄給RNA，然后再翻譯成特異的蛋白質(zhì)，以執(zhí)行各種生物功能。5.1DNA復(fù)制的特點(diǎn)

TheCharacteristicsof

DNAReplication5-1DNA復(fù)制的半保留性DNA復(fù)制的半不連續(xù)性復(fù)制起點(diǎn)(ori區(qū)，序列十分保守)RNA引物思考：DNA通過(guò)自身復(fù)制，怎樣維持遺傳的穩(wěn)定，即DNA復(fù)制的高度忠實(shí)性是怎樣實(shí)現(xiàn)的？5.2參與DNA復(fù)制的酶體系

Enzymesandrelative

proteinsinDNAreplication雙螺旋DNA的復(fù)制是DNA聚合酶催化的酶促反應(yīng)過(guò)程。實(shí)際上，在復(fù)制叉進(jìn)行復(fù)雜的DNA復(fù)制過(guò)程中，還需要其他許多相關(guān)的酶和蛋白因子的參與，如DNA解旋酶、DNA旋轉(zhuǎn)酶、DNA單鏈結(jié)合蛋白、引發(fā)酶、連接酶、去除RNA引物的酶等。5.2.1DNA聚合酶及其功能

DNApolymerase(pol)

anditsfunctionDNA聚合酶(DNApolymerase)是指以脫氧核苷三磷酸為底物催化合成新DNA鏈的一類酶。原核和真核生物中都包含有多種DNA聚合酶的活動(dòng)。只有它們中的一部分是真正參與了復(fù)制的；有的時(shí)候這些酶叫做DNA復(fù)制酶。其它的一些扮演了復(fù)制過(guò)程中的輔助角色并且或者參與了替換被破壞的序列的DNA合成的修復(fù)工作。研究最清楚的是大腸桿菌中的DNA聚合酶，已鑒定了5種不同的DNA聚合酶，分別為DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ。

所有的原核和真核生物的聚合酶都具有同樣的合成行為的基本類型。每一個(gè)都可以通過(guò)在3‘-OH端一次加入一個(gè)核苷延伸DNA鏈，加入鏈中的核苷是通過(guò)和模版DNA的堿基配對(duì)來(lái)選擇的。DNA聚合酶催化的反應(yīng)

Thecatalysisreaction

以dNTP為底物，釋放PPi獲得能量Mg2+反應(yīng)受模板指導(dǎo)在鏈的3’-OH端延伸延伸方向是5’→3’新DNA與模版鏈互補(bǔ)5-23’-OH自由端的作用DNA聚合酶需要3’-OH自由端來(lái)初始DNA的合成。提供3’-OH自由端的途徑一個(gè)RNA序列在模版上被合成，RNA鏈（RNA引物）的3’-OH自由端會(huì)被DNA聚合酶延伸。這種方法通常在復(fù)制細(xì)胞DNA時(shí)被使用，也被一些病毒使用。一個(gè)事先形成的RNA和模版配對(duì)，允許它的3’-OH端被用來(lái)引導(dǎo)DNA的合成。這種機(jī)制在反轉(zhuǎn)錄病毒中被用來(lái)引導(dǎo)RNA的反轉(zhuǎn)錄。一個(gè)引導(dǎo)點(diǎn)在雙鏈DNA中產(chǎn)生。最常見(jiàn)的機(jī)制是通過(guò)引入一個(gè)切口，如同在初始滾環(huán)復(fù)制，在這種情況下，事先形成的鏈由新生成的鏈替代。

一個(gè)蛋白質(zhì)（C-OH）可以直接引導(dǎo)反應(yīng)，它可以直接向DNA聚合酶提供一個(gè)核苷。這種反應(yīng)有若干病毒采用。DNA聚合酶Ⅰ

DNAPolⅠ1955年，Kornberg在E.Coli中發(fā)現(xiàn)DNApolⅠ。分子質(zhì)量為10.3萬(wàn)道爾頓，單一肽鏈組成，多肽鏈中含一個(gè)Zn。DNApolⅠ可被水解為一大一小兩個(gè)片段。大片段：68000U，又稱Klenow片段；具有5’→3’聚合酶活性和3’→5’外切酶活性（有校正功能）。小片段：35000U，具有5’→3’外切酶活性，切除小片段DNA/RNA，如切除RNA引物。Klenow片段的結(jié)構(gòu)（右手形狀）手掌手指拇指復(fù)制忠實(shí)性

ReplicatefidelityDNA復(fù)制過(guò)程中堿基配對(duì)受到雙重核對(duì)：聚合酶的選擇作用3’→5’外切核酸酶的作用正確堿基配對(duì)錯(cuò)誤堿基配對(duì)SlowornoDNAsynthesis（幾乎沒(méi)有DNA合成）外切核酸酶作用位點(diǎn)Exonucleaseactivesite錯(cuò)配堿基Mispairedlastbasepairb.Removalofmismatchednucleotides（切除錯(cuò)配堿基）c.ResumeDNAsynthesis（修復(fù)DNA合成）DNA聚合酶Ⅲ

DNApolⅢ1970-1971年，Korn.berg和Gefter先后分離出了DNA聚合酶Ⅱ和Ⅲ。DNA聚合酶Ⅲ是由多個(gè)亞基組成的蛋白質(zhì)，亞基很容易解離。全酶由10個(gè)亞基構(gòu)成，含有Zn原子。亞基數(shù)目基因功能αεθτγδδ’χψβ2222211114ploC(dnaE)dnaQ(mutD)holEdnaXdnaX*holAholBholCholDdnaN聚合酶活性3’→5’外切酶校對(duì)功能核心酶組建核心酶核心酶二聚化依賴DNA的ATP酶,形成γ復(fù)合物可與β亞基結(jié)合，形成γ復(fù)合物形成γ復(fù)合物形成γ復(fù)合物形成γ復(fù)合物兩個(gè)β形成滑動(dòng)夾子提高酶持續(xù)合成能力夾子裝置器DNA聚合酶Ⅲ全酶的亞基組成(βdimer,滑動(dòng)夾子)(α,ε和θ)(2γ,δ,δ’,χ和ψ,夾子裝置器)DNA聚合酶全酶β亞基二聚體構(gòu)成一個(gè)滑動(dòng)的夾子，夾住DNA分子相對(duì)滑動(dòng)，使聚合酶在完成復(fù)制前不脫離模板DNA而持續(xù)聚合。DNApolⅢ復(fù)雜的亞基結(jié)構(gòu)使它具有更高的保真性(fidelity)、協(xié)同性(cooperativity)和持續(xù)性(processivity)。長(zhǎng)號(hào)模型（Trombonemodel）5.2.3DNA連接酶

DNAligaseDNA聚合酶只能催化多核苷酸的延長(zhǎng)反應(yīng)，不能使鏈的兩個(gè)末端間共價(jià)連接。1976年不同實(shí)驗(yàn)室同時(shí)發(fā)現(xiàn)了DNA連接酶。這個(gè)酶催化雙鏈DNA切口處的5’-磷酸基和3’-OH生成磷酸二酯鍵，反應(yīng)需要能量。DNA連接酶的催化反應(yīng)DNAligase+NAD+/ATP↓酶-AMP復(fù)合物↓+DNAAMP-DNA↓相鄰3’-OH對(duì)活化的磷原子發(fā)生親核攻擊↓→AMP3’,5’-磷酸二酯鍵5.2.4引物合成酶

Primase

引物合成酶（Primase）又稱為引發(fā)酶，基因dnaG的產(chǎn)物（inE.Coli），是一種特殊的RNA聚合酶，以單鏈DNA為模板合成互補(bǔ)于DNA鏈的RNA引物，合成方向是5’→3’。不需要特異的DNA序列。引物的長(zhǎng)度通常為幾個(gè)核苷酸至10個(gè)核苷酸。5.2.5RNA消化酶

RNase在DNA復(fù)制完成時(shí)，必須去除RNA引物。這個(gè)過(guò)程需要RNase（或DNA聚合酶Ⅰ的5’→3’外切酶活性）去除RNA引物，DNA聚合酶填補(bǔ)缺口，DNA連接酶縫合切口。

缺口：失去一段單鏈稱為缺口(gap)。切口：失去一個(gè)磷酸二酯鍵稱為切口(nick)。5.2.6拓?fù)洚悩?gòu)酶

Topoisomerase天然環(huán)狀DNA分子一般以負(fù)超螺旋構(gòu)象存在，易于解鏈。DNA復(fù)制、重組、轉(zhuǎn)錄等過(guò)程都需將兩條鏈解開(kāi)，并且生物學(xué)過(guò)程需要各不相同的負(fù)超螺旋程度，可以通過(guò)DNA的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)其功能。DNA拓?fù)洚悩?gòu)體之間的轉(zhuǎn)變是通過(guò)拓?fù)洚悩?gòu)酶來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Topoisomerase共有兩種類型：TOPⅠ：使雙鏈超螺旋DNA轉(zhuǎn)變?yōu)樗沙谛铜h(huán)狀DNA。TOPⅠ在復(fù)制叉前一段DNA斷開(kāi)一個(gè)磷酸二酯鍵，使DNA鏈斷開(kāi)，使得斷開(kāi)的DNA鏈可繞著另一條完整的DNA鏈自由轉(zhuǎn)動(dòng)，最后再由TOPI重新連上磷酸二酯鍵。影響轉(zhuǎn)錄活性。TOPⅡ：使松弛型環(huán)狀DNA轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)超螺旋DNA，又稱促旋酶。TOPⅡ同時(shí)斷開(kāi)DNA的雙鏈，形成暫時(shí)的斷裂，然后再與一個(gè)雙鏈DNA結(jié)合封上斷口,在復(fù)制叉處消除由于DNA解螺旋而產(chǎn)生的超螺旋。與復(fù)制有關(guān)。大腸桿菌中的DNA旋轉(zhuǎn)酶(gyrase)又稱拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ(TopoisomeraseⅡ)，由四個(gè)亞基組成四聚體α2β2，而真核生物的呈αβ二聚體。5.2.7解旋酶和單鏈結(jié)合蛋白

Helicase&SSB由拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ引入的負(fù)超螺旋，削弱了復(fù)制叉前進(jìn)產(chǎn)生的扭曲張力，協(xié)助DNA解旋酶(DNAhelicase)促進(jìn)解鏈，單鏈結(jié)合蛋白(single-strandDNAbindingproteins,SSB)結(jié)合產(chǎn)生的單鏈DNA(singlestrandDNA,ssDNA)上防止出現(xiàn)單鏈的鏈間或鏈內(nèi)局部退火，保證產(chǎn)生的單鏈DNA處于穩(wěn)定狀態(tài)。DNA解旋酶(DNAhelicase)的作用SSB結(jié)合ssDNA原核細(xì)胞中SSB同ssDNA的結(jié)合是一種協(xié)同結(jié)合，無(wú)序列專一性，是一種靜電作用。大腸桿菌的SSB蛋白有4個(gè)相同的亞基組成。5.3原核生物DNA復(fù)制（大腸桿菌為例）

theDNAreplicationinE.coliDNA合成的生長(zhǎng)點(diǎn)即復(fù)制叉上分布著各種各樣與復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白因子，他們構(gòu)成的復(fù)合物稱為復(fù)制體(replisome)。DNA復(fù)制的過(guò)程表現(xiàn)在其復(fù)制體結(jié)構(gòu)的變化上。大腸桿菌染色體DNA的復(fù)制過(guò)程分為三個(gè)階段：起始、延伸和終止。其間的反應(yīng)和參與作用的酶與輔助因子各有不同。5.3.1DNA復(fù)制的起始

InitiationofDNAreplication

所有的DNA復(fù)制通常是從雙螺旋的特定位置—復(fù)制起點(diǎn)開(kāi)始。DNA復(fù)制起點(diǎn)是DNA復(fù)制所必需的一段特殊的DNA序列，又稱復(fù)制原點(diǎn)(origin)。E.coli的Origin的識(shí)別特點(diǎn)：三個(gè)富含A-T的13bp序列和四個(gè)9bp重復(fù)序列（DnaA蛋白結(jié)合位點(diǎn)）。HUATP+DnaAHumakesDNAbendDnaB(helicase)DnaC(helicaseloader)13bp9bp復(fù)制起始分子機(jī)制（六個(gè)步驟）

DnaA(ATP)Hu識(shí)別、結(jié)合9bp重復(fù)序列；Hu使DNA雙鏈彎曲；DnaB/DnaC蛋白復(fù)合體結(jié)合解鏈區(qū)；SSB結(jié)合單鏈DNA；DnaB打開(kāi)DNA雙螺旋；DNAprimase/DnaGDNApolⅢ滑動(dòng)夾子復(fù)制起始酶體系：

OriC處的復(fù)制起始從一個(gè)需要起碼6種蛋白質(zhì)（DnaA，DnaB，DnaC，HU，DnaG，SSB等）的復(fù)合物的形成開(kāi)始。

DnaG合成RNA引物；DNApol結(jié)合DNA。DnaB和DnaC蛋白形成一個(gè)復(fù)合物，其中6個(gè)DnaC單體與每一個(gè)DnaB六聚體結(jié)合。這行成了一個(gè)480KD的蛋白復(fù)合體，相當(dāng)于一個(gè)半徑6nm的球。在oriC處形成的復(fù)合物以一個(gè)可見(jiàn)的大蛋白顆粒形式被發(fā)現(xiàn).利用電鏡可探測(cè)到復(fù)制原點(diǎn)C處的蛋白復(fù)合體。兩個(gè)可見(jiàn)的復(fù)合體都是采用DnaB蛋白抗體標(biāo)記顯示的。蛋白質(zhì)功能DnaADnaBDnaCHU引物合成酶(DnaG)SSBRNA聚合酶DNA旋轉(zhuǎn)酶(TopⅡ)Dam甲基化酶識(shí)別起點(diǎn)序列，解開(kāi)雙鏈解開(kāi)DNA雙鏈幫助DnaB結(jié)合于起點(diǎn)類組蛋白，促進(jìn)起始合成RNA引物結(jié)合單鏈DNA促進(jìn)DnaA活性釋放DNA解鏈產(chǎn)生的扭曲張力使起點(diǎn)GATC序列的腺嘌呤甲基化大腸桿菌起點(diǎn)與復(fù)制起始有關(guān)的酶與輔助因子5.3.2DNA復(fù)制的延伸

ElongationofDNAreplication復(fù)制的延伸階段同時(shí)進(jìn)行著前導(dǎo)鏈和滯后鏈的合成。前者持續(xù)合成，后者分段合成。協(xié)調(diào)滯后鏈和前導(dǎo)鏈的合成前導(dǎo)鏈和滯后鏈上的DNA聚合酶在同一位點(diǎn)起始滯后鏈前導(dǎo)鏈DNA聚合酶以相反方向移動(dòng)并在岡崎片斷合成后分開(kāi)滯后鏈上的DNA聚合酶相對(duì)于DNA有一個(gè)位移核心聚合酶和β夾板在岡崎片段合成結(jié)束時(shí)脫落，并且在起始點(diǎn)重新結(jié)合。當(dāng)一個(gè)PolⅢ全酶遇到一個(gè)DNA切口時(shí)，核心復(fù)合物和夾板會(huì)從β滑動(dòng)夾板上脫落。核心可以在別的地方和一個(gè)新的β子基重新結(jié)合。

5.3.3DNA復(fù)制的終止

TerminationofDNAreplication細(xì)菌環(huán)狀染色體的兩個(gè)復(fù)制叉不斷向前推移，最后在終止區(qū)相遇并停止，該區(qū)含有多個(gè)約22bp的終止子(terminator)位點(diǎn)。兩個(gè)復(fù)制叉在終止區(qū)相遇后停止復(fù)制，復(fù)制體解體，兩個(gè)環(huán)狀染色體互相纏繞，成為連鎖體。此連鎖體在細(xì)胞分裂前必須解開(kāi)，否則將導(dǎo)致細(xì)胞不能分裂而死亡。連鎖體終止解鏈旋轉(zhuǎn)合成解連鎖拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅳ變性修復(fù)合成連鎖體5.4真核生物DNA復(fù)制

DNAReplicationinEukaryotes

真核生物DNA復(fù)制研究較為詳細(xì)的主要有猿猴病毒(SV40)、酵母細(xì)胞和非洲爪蟾的卵細(xì)胞。5.4.1真核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)

theCharacteristic真核生物的DNA纏繞在組蛋白核心上，形成核小體真核生物染色體有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)5-氟脫氧尿苷是真核細(xì)胞DNA復(fù)制的強(qiáng)抑制劑復(fù)制速度較原核生物慢5.4.2真核生物DNA聚合酶

DNApolofEukaryotes真核生物有多種DNA聚合酶。在哺乳動(dòng)物中分離了5種：分別以α、β、γ、δ、ε來(lái)命名。DNApolαDNApolβDNApolγDNApolδDNApolε定位亞基數(shù)目外切酶活性引物合成酶活性持續(xù)合成能力抑制劑功能細(xì)胞核4無(wú)有中等蚜腸毒素引物合成細(xì)胞核1無(wú)無(wú)低雙脫氧TTP修復(fù)線粒體23’→5’外切酶無(wú)高雙脫氧TTP線粒體DNA合成3’→5’外切酶無(wú)蚜腸毒素核DNA合成3’→5’外切酶無(wú)蚜腸毒素修復(fù)5.4.3真核生物染色

體DNA復(fù)制

Eukaryoticchromosome

DNAreplication真核生物染色體DNA的復(fù)制嚴(yán)格遵循每個(gè)細(xì)胞周期DNA只復(fù)制一次的原則。并在復(fù)制起始前會(huì)形成一個(gè)前起始復(fù)合體(Pre-replicativecomplex,Pre-RC)。復(fù)制起點(diǎn)真核生物復(fù)制起點(diǎn)稱為自主復(fù)制序列（ARS），或復(fù)制基因（replicator）有一個(gè)蛋白復(fù)合體可結(jié)合其上，稱為起點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物（originrecognitioncomplex,ORC或initiator），激活復(fù)制的起始。前起始復(fù)合體的形成G1期時(shí)：ORC(Initiator)識(shí)別、結(jié)合replicator;多種蛋白共同參與在replicator處形成前起始復(fù)合體(Pre-replicativecomplex,Pre-RC)。pre-RC激活復(fù)制起始細(xì)胞進(jìn)入S期：pre-RC被Cdk

和Ddk

兩種蛋白激酶激活，形成有活性的起始復(fù)合體，開(kāi)始復(fù)制。細(xì)胞周期對(duì)CdK蛋白活性的調(diào)控及前起始復(fù)合體形成的調(diào)節(jié)5.4.4端粒復(fù)制

Telomerereplication端粒(telomere)真核生物染色體兩端具有的特殊結(jié)構(gòu)。真核生物線性染色體在復(fù)制后，不能像原核生物那樣填補(bǔ)5’端的空缺，從而會(huì)使5’端序列變短，而端粒酶(telomerase)可以外加重復(fù)單位到5’段上，維持端粒一定長(zhǎng)度。

端粒酶是RNA與蛋白組成的一種核糖核蛋白(RNP)復(fù)合體，是一種反轉(zhuǎn)錄酶，以其所含有的RNA為模板合成DNA端粒的結(jié)構(gòu)。它所含的RNA約長(zhǎng)150bp，并約含1-5拷貝的CyAx重復(fù)序列，是合成端粒TyGx的模板。5-35.5DNA復(fù)制調(diào)控

DNAReplicationControlDNA的復(fù)制是受調(diào)控的。復(fù)制的調(diào)控發(fā)生在起始階段，從復(fù)制原點(diǎn)起始一輪DNA復(fù)制，特異蛋白質(zhì)因子對(duì)原點(diǎn)的識(shí)別和結(jié)合是關(guān)鍵的一步。生物體中所有的細(xì)胞都是將基因組復(fù)制與細(xì)胞周期相互協(xié)調(diào)，一個(gè)細(xì)胞周期中DNA復(fù)制一次，以阻止DNA的丟失或過(guò)剩。5.5.1大腸桿菌中DNA復(fù)制調(diào)控

DNAReplicationcontrolinE.colil

染色體的復(fù)制與細(xì)胞分裂一般是同步的，但不直接相偶聯(lián)；l

大腸桿菌的復(fù)制起點(diǎn)由oriC和oriH兩種；DNA復(fù)制的調(diào)節(jié)主要發(fā)生在起始階段，一旦開(kāi)始復(fù)制，如無(wú)意外受阻，就一直復(fù)制到完成；復(fù)制子（Replicon）

基因組中一個(gè)能被獨(dú)立復(fù)制的DNA片段單位，其中含有復(fù)制起駛點(diǎn)。在細(xì)菌和質(zhì)粒DNA中只含有一個(gè)復(fù)制子。復(fù)制子的復(fù)制方式取決于發(fā)生在起始階段的內(nèi)部作用的實(shí)質(zhì)，普遍原則是復(fù)制在起始階段被控制，一旦復(fù)制開(kāi)始，它就會(huì)持續(xù)下去直到整個(gè)基因組被復(fù)制，起始率是由調(diào)節(jié)蛋白與結(jié)合位點(diǎn)的內(nèi)部作用來(lái)控制的。甲基化對(duì)復(fù)制的調(diào)控細(xì)菌(或質(zhì)粒)復(fù)制原點(diǎn)的什么特征保證了它在每一循環(huán)只起始復(fù)制一次呢？起始是與一些改變相連，這些改變?cè)趶?fù)制原點(diǎn)作標(biāo)記，所以已復(fù)制的復(fù)制原點(diǎn)與未復(fù)制的復(fù)制原點(diǎn)能夠加以區(qū)別嗎？

E.Coli中主要是通過(guò)對(duì)模板鏈的甲基化來(lái)區(qū)分新合成的DNA鏈。模板DNA的oriC

包含GATCCTAG

這一序列的11個(gè)拷貝，它是甲基化的靶序列，Dam甲基化酶使腺嘌呤A的N6位置被甲基化。甲基化的DNA復(fù)制產(chǎn)生半甲基化DNA，直至Dam甲基化酶將其全甲基化。

一個(gè)半甲基化的復(fù)制原點(diǎn)不能被用來(lái)起始一個(gè)復(fù)制循環(huán)，完全甲基化的復(fù)制原點(diǎn)可起始復(fù)制，半甲基化的子代復(fù)制原點(diǎn)只有恢復(fù)完全甲基化狀態(tài)之后才可被繼續(xù)利用。多復(fù)制子

真核生物DNA復(fù)制的調(diào)節(jié)比原核生物更為復(fù)雜。真核生物細(xì)胞有多條染色體，每一條染色體上有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，是多復(fù)制子的復(fù)制。在一個(gè)分裂周期，每一個(gè)復(fù)制子的復(fù)制起點(diǎn)都只被激活一次。它們通常是只在復(fù)制起點(diǎn)作用一次或者通過(guò)一個(gè)抑制物阻止已經(jīng)被使用過(guò)的復(fù)制起點(diǎn)的再次復(fù)制。5.5.2真核生物DNA復(fù)制調(diào)控

ReplicationControl

inEukaryotes系統(tǒng)如何認(rèn)定任何一個(gè)特殊的復(fù)制起點(diǎn)是否已經(jīng)被復(fù)制過(guò)了，哪些蛋白質(zhì)元素與此相關(guān)？非洲爪蟾（Xenopus）卵細(xì)胞具有所有的復(fù)制DNA所需要的成分-在孵化開(kāi)始的幾個(gè)小時(shí)里它們會(huì)經(jīng)歷11個(gè)分裂周期而沒(méi)有新的基因表達(dá)-它們還可以復(fù)制注入卵內(nèi)的DNA。執(zhí)照因子(Licensingfactor)它在復(fù)制前存在于細(xì)胞核內(nèi)，復(fù)制一次后這種蛋白或者失效或者完全被破壞；除非再提供這種因子，否則就不能進(jìn)行下一輪的復(fù)制。在細(xì)胞質(zhì)中的因子只有在下一個(gè)有絲分裂時(shí)，當(dāng)核膜破裂時(shí)才能有機(jī)會(huì)進(jìn)入核內(nèi)。這個(gè)調(diào)控系統(tǒng)達(dá)到了兩個(gè)目的。通過(guò)在復(fù)制之后去除一個(gè)必要的成分，阻止了一周期內(nèi)的多次復(fù)制；而且它提供了反饋循環(huán)，使得復(fù)制的初始化依賴于細(xì)胞分裂的發(fā)生。執(zhí)照因子/特許因子

(Licensingfactor)它在復(fù)制前存在于細(xì)胞核內(nèi)，復(fù)制一次后這種蛋白或者失效或者完全被破壞；除非再提供這種因子，否則就不能進(jìn)行下一輪的復(fù)制。在細(xì)胞質(zhì)中的因子只有在下一個(gè)有絲分裂時(shí)，當(dāng)核膜破裂時(shí)才能有機(jī)會(huì)進(jìn)入核內(nèi)。復(fù)制由時(shí)間控制，并非所有起點(diǎn)都在同一時(shí)間被激活，而是有先后。通?；钚詤^(qū)先復(fù)制，異染色質(zhì)區(qū)晚復(fù)制。真核生物沒(méi)有復(fù)制終止子。真核細(xì)胞DNA復(fù)制有三個(gè)水平的調(diào)控：細(xì)胞生活周期水平的調(diào)控—決定細(xì)胞停留在G1期還是進(jìn)入S期。染色體水平復(fù)制調(diào)控—決定復(fù)制子按一定順序在S期起始復(fù)制。復(fù)制子水平調(diào)控—決定復(fù)制起始與否。Summary

DNA是生物遺傳的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，生物機(jī)體的遺傳信息以密碼的形式貯存在DNA分子，并通過(guò)DNA的復(fù)制由親代傳遞給子代，遺傳信息從DNA轉(zhuǎn)錄給RNA，然后再翻譯成特異的蛋白質(zhì)，以執(zhí)行各種生物功能。DNA復(fù)制的特點(diǎn)：DNA復(fù)制的半保留性、DNA復(fù)制的半不連續(xù)性、復(fù)制起點(diǎn)、RNA引物、雙螺旋DNA的復(fù)制是DNA聚合酶催化的酶促反應(yīng)過(guò)程。DNA聚合酶不能夠從自由的核苷開(kāi)始初始化DNA鏈的合成，總是需要一個(gè)引物提供一個(gè)自由的3’-OH端，才可以加入新的核苷。可以通過(guò)多種途徑位DNA聚合酶催化地反應(yīng)提供自由的