过程:DNA在复制的时候,在DNA解旋酶的作用下,双链首先解开,形成了复制叉,而复制叉的形成则是由多种蛋白质和酶参与的较复杂的复制过程。
特点:
1、半保留复制
全保留复制模型中,DNA分子解旋形成两条模板链,模板链复制形成子链,然后两条模扳链DNA彼此结合,恢复原状,新合成的两条子链彼此互补结合形成一条新的双链DNA分子。
半保留复制模型中,DNA分子解旋形成两条模板链,模板链复制形成子链,然后两条模板链分别与新合成的子链组成子代DNA分子。
最终,科学家证明DNA复制的方式为半保留复制。
2、半不连续复制
DNA双螺旋由两条方向相反的单链组成,复制开始时,双链打开形成一个复制叉。
两条单链分别作为模板,各自合成一条新的DNA链。
由于DNA分子中一条链的走向是5’→3’方向,另一条链的走向是3’→5’方向,而且生物体内的DNA聚合酶只能催化DNA从5’→3’的方向合成。
所以DNA复制时,其中一条链是连续合成的,另外一条链是不连续合成的。
DNA复制从起始序列开始单向或双向进行。
合成DNA双螺旋的两条链是反向平行排列的,其中一条链的起始端与另一条链的末尾端平行排列在一起,每一个复制叉只有一条链是按照从尾到头的正确方向指导新链从头到尾方向合成。
根据这条指导链,DNA复制持续向前合成复制叉。
DNA复制不能沿滞后链进行,也就是说,从头到尾的DNA链,直到已经复制了足够长度的DNA分子,否则DNA复制不会继续沿着模本链进行复制,DNA复制于是从新合成复制叉处分开。
DNA复制过程中必须暂停并等待更多的亲本DNA链片段,而此时整个长度只是沿着开始到结束方向前进了一小段距离。
DNA复制为边解旋边复制,原核生物一般是单个复制起点,真核生物多个复制起点。
dna复制是从3还是5开始的
这是生物长期进化的结果。所有已知的DNA聚合酶只能使新合成的DNA子链从5′→3′方向延伸,这种方向性是其在生物进化中保留的、深刻的、选择与适应性特征,有着深刻的化学及生物学功能的根源。
首先,DNA复制过程中,DNA双链解螺旋后,每一条链上所暴露出来的碱基各自与一个游离于核中的三磷酸脱氧核糖核苷酸(dTTP、dGTP、dATP、dGTP)按碱基配对原则配对。
之所以参与反应的是三磷酸脱氧核苷酸(dNTP),是因为DNA的聚合反应需要能量,在DNA聚合酶的催化下,dNTP分解2个磷酸基团,放出能量用于核苷酸顺序连接而成为新链。
其次,DNA聚合酶只能将游离的核苷酸加到新链的3′端(即-OH)。
再次,我们可以利用反证法来说明“为什么DNA聚合酶的延伸方向都是5′→3′,而不是3′→5′”。
假设链的延伸方向为3′→5′,基于能量的需要,其多核苷酸链的5′端必须带有三磷酸基团(p~p~p),才能与游离的dNTP起反应,而dNTP也有p~p~p,由于磷酸基团之间强的电负性,使dNTP难以聚合到DNA的5′端,这就需要切除DNA5′端的2个磷酸基因以消除这种影响。
而这样又难于为进一步的聚合提供所需的能量,为使聚合反应得以继续,5′端必须重新活化,需要额外的能量供应以及别的酶参与反应,才能与下一个dNTP的3′-OH生成磷酸二酯键。
这样既费时又耗能,从生物进化与适应角度来讲是不利的。
通过进化,DNA复制总是在5′→3′方向添加新核苷酸解决该问题。
DNA复制过程中,滞后链的半不连续复制过程虽然复杂,但它节省能量,且有利于错配核苷酸的校正。
因此,DNA复制方向只能是由5′到3′端的方向
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