第10章 DNA的生物合成 联系客服

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DNA聚合酶是催化底物dNTP聚合为新生DNA的酶,聚合时需要DNA为模板,故称为依赖于DNA的DNA聚合酶。原核生物有至少三种DNA聚合酶:DNA聚合酶I、II和III。 解螺旋酶在原核生物又称为DnaB,其功能是解开DNA双链。

DNA拓扑异构酶简称拓扑酶,拓扑酶可切断DNA链,使DNA在解链旋转中不致打结缠绕。已经发现拓扑酶分为I型和II型两种。

引物酶在原核生物又称为DnaG,是复制起始时催化生成RNA引物的酶。

DNA连接酶在原核生物是利用NAD+供能,连接DNA链的3'-OH末端和另一DNA链的5'-P末端,使两者生成磷酸二酯键,从而把相邻的DNA链连成完整的链。 SSB:

6.试比较原核生物与真核生物DNA复制的异同。

答:原核生物与真核生物DNA复制的相同点:①模板(DNA);②底物(dNTP);③掺入新链成分(dNMP);④需DNA-pol;⑤引物;⑥化学键(3',5'-磷酸二酯键);⑦过程(三个阶段);⑧聚合方向(5'→3');⑨产物(双链DNA);⑩遵从碱基配对规律(A=T、G≡C);○11复制规律(5个)。

不同点:①DNA聚合酶种类不同:原核生物分为三类(I、II、III);真核生物分为5类(α、β、γ、δ、ε);②复制起始过程中的不同:复制起始点,原核生物只有一个复制起始点,序列较长(245bp),是单复制子复制;真核生物有多个复制起始点,序列较短,是多复制子复制,分组激活方式;酶和蛋白质,原核生物参与的蛋白较少,包括DnaA、DnaB(解螺旋酶)、DnaC、DnaG(引物酶)、SSB、拓扑酶;真核生物参与的蛋白较多(复制因子、PCNA等)、DNA-pol δ、DNA-pol α;引物,原核生物是RNA;较长,数十个核苷酸;真核生物是RNA(较短,约10个核苷酸)和DNA ;③复制延长过程中的不同:催化的酶,原核生物是DNA-pol III;真核生物是DNA-pol δ;冈崎片段长度,原核生物较长(1000~2000个核苷酸);真核生物较短(一个核小体所含DNA的量或其若干倍);聚合酶催化速率,原核生物较快(2500 dNTP/s);真核生物较慢(50 dNTP/s);是否伴有核小体解聚,原核生物真核生物不伴有;真核生物伴有;④复制终止不同:终止方式,原核生物是环状DNA,双向复制的复制叉在终止点处汇合;真核生物是线性DNA,相邻的两个复制叉相遇并汇合,末端的端粒有端粒酶催化延长;水解引物的酶,原核生物是DNA-pol I;真核生物是RNase、核酸外切酶;填补空隙的酶,原核生物是DNA-pol I;真核生物是DNA-polε;连接缺口的酶,原核生物是DNA连接酶,反应需要NAD+;真核生物是DNA连接酶,反应需要ATP。 7.试述逆转录的基本过程。

答:逆转录的基本过程分为三步:首先,逆转录酶以RNA为模板催化dNTP聚合生成DNA

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互补链,形成杂化双链;然后,杂化双链的RNA被逆转录酶水解;逆转录酶再以剩下的单链为模板,合成第二条DNA互补链,产物是双链DNA。

8.比较DNA聚合酶、拓扑异构酶和DNA连接酶在催化3',5'-磷酸二酯键生成时有哪些不同? 答:

DNA聚合酶 连接酶 拓扑异构酶

提供核糖3'-OH 引物或延长中的新链

提供5'-P 游离dNTP去PPi

结果 (dNMP)n+1 不连续→连续链 改变拓扑状态

复制中不连续的两条单链 切断、整理后的两链

9.原核生物和真核生物DNA聚合酶各有几种?它们的生理功能是什么? 答:

DNA聚合酶

I

原核生物

II III

α β

真核生物

γ δ ε

参与DNA损伤的应急状态修复 DNA合成真正起催化作用的酶

起始引发,具有引物酶活性 低保真度复制 线粒体DNA复制的酶

延长子链的主要酶,有解螺旋酶活性 填补引物空隙,切除修复,重组 生理功能

DNA复制中错误进行校读、对复制和修复中的空隙进行修补

(曹燕飞)

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