DNA复制

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January 20, 2022

DNA复制(DNA 复制)是从原始DNA制造两个新DNA的过程,DNA聚合酶复合物起作用。它在细胞分裂过程中发生一次,并具有复杂的纠错装置,以减少复制过程中的错误。负责 DNA 复制的 DNA 聚合酶每 100,000 次就会出现一次碱基配对错误,但再次出现错误的概率通过校正函数降低到 100,000 分之一。因此,发生复制错误的概率为 10-5 x 10-5 10-10(100 亿分之一)。从分子生物学的角度来看,DNA 复制是从单个 DNA 分子产生两个相同 DNA 分子的过程。它存在于所有生物中,是生物遗传的基础。DNA是由两条互补链组成的双螺旋结构。在复制过程中,两条 DNA 链相互分离。每条单独的链都是称为半保守复制的过程的骨架。还存在一组自诊断机制以确保复制准确。

复制顺序

解旋酶破坏 DNA 双螺旋之间的氢键并分别释放每条链。展开的 DNA 形成 Y 形复制叉。 - 由于每条链都能够互补结合,因此可以作为新 DNA 分子的基础。 DNA聚合酶通过在几个互补核苷酸之间产生氢键来产生新的螺旋。由于 DNA 上存在可被 DNA 聚合酶复合物识别的特定位点,因此 DNA 复制始于复制起点。为了防止 DNA 螺旋在复制过程中扭曲,DNA 拓扑异构酶会分解并重组 DNA 螺旋以释放扭曲。当 DNA 聚合酶生成新 DNA 时,它只能在 5' 到 3' 方向生成。由于 DNA 的双螺旋原本以相反的方向结合,因此新核苷酸的附着方向是从原始 DNA 的 3' 方向开始。由于DNA聚合酶不能附着在单链DNA上,它只能附着在双螺旋下,所以RNA引物酶将RNA引物附着在DNA上。然后 DNA 聚合酶将核苷酸添加到它的底部。 RNA 引物随后被 DNA 聚合酶替换为 DNA。在复制过程中,DNA 的一条链不断合成(前导链),但相反的链以一定的间隔连续合成(滞后链)。这是因为 DNA 聚合酶是糖的 5'-3'。这是因为糖-磷酸键只能在方向上形成。滞后链中新形成的 DNA 的断裂片段称为冈崎片段。一种称为 DNA 连接酶的酶将碎片结合在一起。新形成的DNA的碱基对之间形成氢键,完成DNA复制。

唯一性

在DNA复制过程中,末端一点一点地丢失。原因是如果在 DNA 连接到最后一个 RNA 引物后去除 RNA 引物,则没有 DNA 连接到该位点所需的 3`-OH 基团,因此该部分无法复制。为了解决这种遗传损失,端粒附着在 DNA 的背面,延长细胞的寿命。