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第二节 DNA复制的酶学 DNA复制的体系 底物：dNTP (dATP、dGTP 、 dCTP 、dTTP) ； 聚合酶(polymerase)：依赖DNA的DNA聚合酶， 简写为DNA-pol或DDDP； 模板(template)：解开成单链的DNA母链； 引物(primer)：提供3′-OH末端的寡核苷酸； 其他的酶和蛋白质因子 一、DNA聚合酶 催化dNTP聚合到核酸链上的酶。是DNA复制的主要酶。 全称叫依赖DNA的DNA聚合酶（DNA dependent DNA polymerase）或DNA指 导的DNA聚合酶（DNA-directed DNA polymerase），均缩写为DDDP。 (一) DNA聚合酶催化的反应 1. 5′至3′的聚合活性 催化四种dNTP一个一个地接到DNA 链上去。 (dNMP)n + dNTP → (dNMP)n+1 + PPi 聚合反应机理： 聚合反应的特点： (1) 以单链DNA为模板 (2) 以dNTP为原料 (3) 引物提供3′-OH (4) 聚合方向为5′→3′ 2.核酸外切酶活性 (二) DNA聚合酶的种类 1. 原核生物的DNA聚合酶 DNA-pol I: 单一肽链的大分子 曾被称为复制酶(replicase) 含量最多 可被水解成两个片段 小片段(N端)：具有5′→3′外切酶活性； 大片段(C端)：具有聚合活性和3′→5′ 外切酶活性，也称为Klenow片段，是常用的工具酶。 DNA-pol III: 由10种亚基组成的不对称聚合体 催化效率最高 2. 真核生物的DNA聚合酶 DNA-pol ? 复制中延长随从链 DNA-pol ? 没有其他pol时才起作用 DNA-pol ? 催化线粒体DNA的复制 DNA-pol ? 复制中延长领头链 DNA-pol ? 校读、修复和填补缺口 (三) 复制的保真性(fidelity) 至少依赖三种机制： 1. 遵守严格的碱基配对规律； 2. 聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能； 3. 复制中的即时校读功能。 二、解旋解链酶类 　　解开并理顺DNA双链，维持DNA 处于单链状态。主要有解螺旋酶、 DNA拓扑异构酶和单链DNA结合蛋白。 (一) 解螺旋酶 (helicase) : 　模板对复制的指导作用在于碱基的准确 配对，而碱基却埋在双螺旋的内部。只有把DNA解开成单链，它才能起模板作用。 解螺旋酶是最早发现的与复制有关的蛋 白质，当时称为rep蛋白。作用是利用ATP供 能，解开DNA双链。 　　复制相关蛋白的基因：dna A、dna B、dna C… …dna X 　　相应的表达产物蛋白质：Dna A、Dna B、Dna C … …Dna X 　　 Dna A：辨认复制起始位点 　　 Dna B：解螺旋酶 　　 Dna C：辅助解螺旋酶使其在起始点上 结 合并打开双链。 (二) 单链DNA结合蛋白 (SSB) : 　　SSB曾被称为螺旋反稳定蛋白（HDP）。在大肠杆菌，它是由177个氨基酸残基组成的 同四聚体，结合单链DNA的跨度约32个核苷 酸单位。 　　SSB与解开的DNA单链紧密结合，防止 重新形成双链，并免受核酸酶降解。在复制 中维持模板处于单链状态。 (三) DNA拓扑异构酶 (topoisomerase) : 拓扑：是指物体或图像作弹性移位而又保 持物体不变的性质。 拓扑异构酶：是一类可改变DNA拓扑性质 的酶。对DNA分子的作用是既能水解、又 能连接磷酸二酯键。可松弛DNA超螺旋， 有利于DNA解链。 拓扑异构酶I（topo I）: 在原核生物曾被称为?－蛋白。 主要作用是切开DNA双链中的一股，使 DNA解链旋转中不打结，DNA变为松弛 状态再封闭切口。 拓扑异构酶II（ topo II）: 在原核生物又叫旋转酶(gyrase)。 能切断DNA双链，使螺旋松弛。在ATP参 与下，松弛的DNA进入负超螺旋，再连接 断端。 三、引物酶和引发体 引物酶 (primase): 依赖DNA的RNA聚合酶。 催化RNA引物的合成。 在大肠杆菌，引物酶是dn