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真核生物复制的延长

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:在复制叉及引物生成后,DNA pol δ通过PCNA的协同作用,逐步取代pol α,在RNA引物的3′-OH基础上连续合成前导链。真核生物以复制子为单位各自进行复制,所以引物和后随链的冈崎片段都比原核生物的短。真核生物DNA合成,就酶的催化速率而言,远比原核生物慢,估算为50dNTP/s。但真核生物是多复制子复制,总体速度并不慢。真核生物在不同器官组织、不同发育时期和不同生理状况下,复制速度大不一样。

DNA pol δ和pol α分别兼有解旋酶和引物酶活性,前者延长核酸链长度的能力远比后者大,对模板链的亲和力也是pol δ较高。在复制叉及引物生成后,DNA pol δ通过PCNA的协同作用,逐步取代pol α,在RNA引物的3′-OH基础上连续合成前导链。后随链引物也由polα催化合成,然后由PCNA协同,pol δ置换pol α,继续合成DNA子链(图9-15)。

图9-15 真核DNA聚合酶转化和后随链合成

复制子复制完成后,也需除去引物。真核生物有两种机制(图9-16),都需要FEN1 (flap endonuclease 1)。FEN1具有核酸内切酶和5′→3′核酸外切酶活性,可特异去除冈崎片段5′-端的RNA引物。在Dna2/FEN1机制中,Dna2将引物RNA和模板DNA解链, FEN1发挥核酸内切酶的活性直接切除RNA与DNA之间的连接。在RNAse HⅠ/FEN1机制中,RNAse HⅠ是核酸内切酶,参与冈崎片段成熟时切除5′-端的RNA引物,但是其只能切割RNA之间的连接,切割后DNA链的5′-端残留一个核糖核苷酸,这个核苷酸再被FEN1切除。

图9-16 真核生物切除引物的两种机制

真核生物以复制子为单位各自进行复制,所以引物和后随链的冈崎片段都比原核生物的短。实验证明,真核生物的冈崎片段长度大致与一个核小体(nucleosome)所含DNA碱基数(135bp)或其若干倍相等。当后随链的合成到核小体单位的末端时,DNA pol δ脱落,DNA pol α再引发下游引物合成,所以在后随链合成过程中pol α与pol δ之间的转换频率大,PCNA在全过程也要多次发挥作用。

真核生物DNA合成,就酶的催化速率而言,远比原核生物慢,估算为50dNTP/s。但真核生物是多复制子复制,总体速度并不慢。原核生物复制速度与环境(营养)条件有关。真核生物在不同器官组织、不同发育时期和不同生理状况下,复制速度大不一样。

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