A. 參加原核生物DNA復制轉錄過程有關的酶類 蛋白質因子有哪些
復制的過程和參與酶及因子
復制的過程分四個階段。第一階段,親代DNA分子超螺旋的構象變化及雙螺旋的解鏈,將復制的模板展現出來。第二階段為復制的引發階段,有引物RNA進行5′~3′方向的合成。第三階段為DNA鏈的延長,在引物RNA合成基礎上,進行DNA鏈的5′~3′方向合成,前導鏈連續地合成出一條長鏈,隨從鏈合成出岡崎片段。去除RNA引物後,片段間形成了空隙,DNA聚合酶作用使各個片段靠近。在連接酶作用下,各片段連接成為一條長鏈。第四階段為終止階段,復制叉行進到一定部位就停止前進,最後前導鏈與隨從鏈分別與各自的模板形成兩個子代DNA分子,到此復制過程就完成了。
螺旋的鬆弛與解鏈 包括超螺旋的構象變化及雙螺旋的解鏈,參與者主要為拓撲異構酶、解鏈酶及單鏈結合蛋白等。
DNA聚合酶
在原核生物及真核生物,DNA聚合酶有幾種類型。
(1)原核生物大腸桿菌DNA聚合酶
1)DNA聚合酶Ⅰ。在隨從鏈合成時,先合成了許多岡崎片段,而後由於RNA引物的去除形成了空隙,此時DNA PolⅠ它催化聚合反應,延長了各個片段,從而填補了片段間的間隙,使以上片段得以靠近,為片段連接成長鏈創造了條件。所以DNA polⅠ的聚合作用主要是在填補隨從鏈片段間空隙上發揮作用。
DNA PolⅠ還具有3′→5′外切酶活性可識別並去除錯誤的鹼基。這種活性在DNA復制中起了校對功能。DNA PolⅠ的校對活性對DNA復制的准確性起著重要作用。
DNA PolⅠ還具有5′→3′外切酶活性。5′→3′外切酶活性也有修正錯誤的功能,補充其3′→5′外切酶修正錯誤的作用。例如紫外照射產生的嘧啶二聚體,就是在其5′→3′切酶作用下切除的。
DNA Pol Ⅲ結構中不對稱的二聚體,同時分別催化著前導鏈和隨從鏈的合成。
DNA Pol Ⅲ也具有3′→5′外切酶活性,所以對於DNA復制也有校對的功能,可停止加入或除去錯誤的核苷酸然後繼續加正確的核苷酸。因此,DNA PolⅢ配合DNAPolI可將復制的錯誤率大大地降低,從10-4降為10-6或更少。 當此片段接近前方的片段時,由DNA Pol Ⅲ的5′→3′外切酶活性切除了RNA引物,造成了片段間的空間;繼而DNA PolI催化進行5′→3′方向的聚合作用,填補了片段間的空隙。
PolⅠ
PolⅡ
PolⅢ
酶活性
5′→3′聚合作用
3′→5′外切酶活性
5′→3′外切酶活性
+
+
+
+
+
-
+
+
+
體外鏈延長速度(核苷酸/分)
600
30
9000
分子數/細胞
400
不詳
10~20
功能
修復合成
去除引物填補空隙
校對
不詳
復制
校對
(2)真核生物DNA聚合酶。 真核生物DNA Pol有α、β、γ、δ及 ε五種。
真核生物的DNA復制是在DNA聚合酶α與DNA聚合酶δ互配合下催化進行的,還有一些酶及蛋白質因子參與反應。DNA Polα與引發酶共同起引發作用,然後由DNA Polδ催化前導鏈及隨從鏈的合成。DNA Polγ是線粒體中DNA復制酶。
DNA Polδ及ε均有外切酶活性,因此也有編輯功能,校正復制中的錯誤。它們的5′→3′外切酶活性可能在切除引物RNA中有作用。(2)真核生物DNA聚合酶。 真核生物DNA Pol有α、β、γ、δ及 ε五種。
酶活性
5′→3′聚合作用
3′→5′外切作用
α
β
γ
δ
ε
+
-
+
-
+
+
+
+
+
+
細胞內定位
功能
核
復制、引發
核
修復
線粒體
復制
核
復制
核
復制
真核生物DNA的復制特點
真核生物中復制進行的速度約為50個核苷酸/秒,僅為原核生物的1/10,但真核生物染色體上DNA復制起始點有多個,因此可以從幾個起始點上同時進行復制。
三 修復
(一)DNA復制過程中的校正修復
DNA復制過程中會發生錯誤的,這可以由DNA聚合酶來修正錯誤。在大腸桿菌DNA復制過程中,如果有錯誤核苷酸摻入,DNA聚合暫時停止催化聚合作用,而是由DNA PolⅠ或 Pol的Ⅲ 3′→5′外切酶活性切除錯誤的鹼基,然後繼續再催化正確的聚合作用。真核生物DNA Polδ也具有此種校對作用。所以DNA聚合酶的校對作用是DNA復制中的修復形式,可使錯配率下降至10-6。
其他能夠保證DNA復制准確性的機制在於:
(1)以親代DNA為模板,按鹼基互補配對方式進行DNA復制。
(2)細胞內DNA錯配修復機制,可使錯配減少至10-9以下。
(二)DNA的損傷修復
修復是指針對已發生了的缺陷而施行的補救機制,DNA的修復機制的有數種方式,有光修復、切除修復、重組修復、SOS修復等,其中以切除修復最為重要。
1光修復
通過光修復酶催化而完成的,僅需300-600nm波長照射即可活化,普遍存在於各種生物,人體細胞中也有發現。通過此酶作用,可使環丁基二聚體分解為原來的非聚合狀態,DNA完全恢復正常。
2切除修復 切除修復是指對DNA損傷部位先行切除,繼而進行正確的合成,補充被切除的片段。大腸桿菌有兩種切除修復方式。
3重組修復 當DNA分子的損傷面較大,還來不及修復完善就進行復制時,損傷部位因無模板指引,復制出來的新子鏈會出現缺口,這時,就靠重組蛋白recA的核酸酶活性將別一股健康的母鏈與缺口部分進行交換,以填補缺口。
4 SOS修復 指DNA損傷時,應急而誘導產生的修復作用,稱為SOS修復。在正常情況下,修復蛋白的合成是處於低水平狀態的,這是由於它們的mRNA合成受到阻遏蛋白的抑制。
B. 1.參與DNA復制的主要酶類有哪些
參與DNA復制的主要酶類有:DNA聚合酶、拓撲異構酶、解旋酶、單鏈結合蛋白、引物酶、DNA連接酶。
1、DNA聚合酶:催化核苷酸之間生成磷酸二酯鍵,也具有一定的校正功能;
2、拓撲異構酶:催化DNA超螺旋解開,使之變為雙螺旋;
3、解旋酶:解開DNA雙鏈,使之變為單鏈;
4、單鏈結合蛋白:和單鏈DNA結合,使之變為能夠作為復制模板的穩定單鏈;
5、引物酶:以解旋後的單鏈DNA為模板,催化合成一小段帶有3'-OH的RNA;
6、DNA連接酶:催化DNA雙鏈中的一條單鏈缺口處游離的3'末端-OH與5'末端磷酸形成磷酸二酯鍵,從而把兩段相鄰的DNA鏈連成完整的鏈。
C. DNA復制需要什麼酶 各種酶的作用(要很祥細)
高中的話主要就是解旋酶和DNA聚合酶,但樓主要詳細的。。(一)DNA聚合酶
1.原核生物DNA聚合酶
大腸桿菌有DNA聚合酶I、II、III三種DNA聚合酶,其中DNA聚合酶III為細菌DNA復制的主力酶。
特性:(1)5』-3』聚合酶活性;
(2)3』-5』外切酶活性,起著校對功能;
(3)不具有5』-3』外切酶活性。
2.真核生物DNA聚合酶
真核生物中存在α、β、γ、δ和ε五種DNA聚合酶。DNA聚合酶δ被認為是催化真核生物DNA復制的主力酶。
(二)引發酶——催化合成RNA引物。
DNA聚合酶需要3』游離羥基,RNA聚合酶則不需要。原核生物由dnaG編碼RNA聚合酶,真核生物DNA聚合酶α具有引發酶活性。
(三)DNA連接酶——連接雙螺旋骨架上的岡崎片段,但不連接游離單股DNA分子。
(四)拓撲異構酶——消除正超螺旋,恢復負超螺旋。
(五)解鏈酶——識別復制叉的單鏈結構,解開DNA雙鏈。
(六)單鏈結合蛋白——保護DNA不被水解,不回復成雙鏈。
如有幫助,還望採納。。
D. 參與dna復制的酶及其蛋白質因子有哪些
參與DNA復制的酶及其蛋白質因子:
1,拓撲異構酶,作用:幫助解開復制叉前後的超螺旋結構。
2,DNA解旋酶,作用:解開螺旋。
3,Rep蛋白,作用:幫助解開雙螺旋結構。
4,引物合成酶,作用:催化RNA引物合成並與DNA鏈互補的反應。
5,單鏈結合蛋白,作用:穩定單連區。
6,DNA聚合酶Ⅰ,作用:消除引物,填滿裂縫。
7,DNA聚合酶Ⅲ,作用:合成DNA。
8,DNA連接酶,作用:連接DNA末端。
9,RNA聚合酶,作用:沿DNA模板轉錄一短的RNA分子。
(4)參與原核生物DNA復制的酶有哪些擴展閱讀
DNA復制過程:
(1)DNA雙螺旋的解旋
DNA在復制的時候,在DNA解旋酶的作用下,雙鏈首先解開,形成了復制叉,而復制叉的形成則是由多種蛋白質和酶參與的較復雜的復制過程
1,單鏈DNA結合蛋白(single—stranded DNA binding protein,ssbDNA蛋白)
ssbDNA蛋白是較牢固結合在單鏈DNA上的蛋白質。原核生物ssbDNA蛋白和DNA結合時表現出協同效應:如果第一個ssbDNA蛋白結合到DNA上去能力為1,第二個的結合能力可高達103;真核生物細胞里的ssbDNA蛋白與單鏈DNA結合時則不表現上述效應。
ssbDNA蛋白作用是保證解旋酶解開的單鏈在復制完成前能保持單鏈結構,以四聚體的形式存在於復制叉處,等待單鏈復制後才脫下來,重新循環。因此,ssbDNA蛋白僅保持單鏈的存在,是不起解旋作用。
2,DNA解鏈酶(DNA helicase)
DNA解鏈酶可以通過水解ATP獲得能量以解開雙鏈DNA。這一種解鏈酶分解ATP的活性依賴於單鏈DNA的存在。若雙鏈DNA中有單鏈末端或切口,則DNA解鏈酶能首先結合在這一部分,然後逐步向雙鏈的方向移動。
復制時,大部分DNA解旋酶沿滯後模板的5』—〉3』方向並隨著復制叉的前進而移動,只有個別解旋酶(Rep蛋白)是沿著3』—〉5』方向移動。因而推測Rep蛋白和特定DNA解鏈酶是分別在DNA的兩條母鏈上協同作用以解開雙鏈DNA。
3,DNA解鏈過程
DNA在復制前不僅為雙螺旋而且處於超螺旋狀態,而超螺旋狀態的存在為解鏈前的必須結構狀態,參與解鏈的除解鏈酶外有一些特定蛋白質,比如大腸桿菌中的Dna蛋白等。一旦DNA局部雙鏈被解開,就必須有ssbDNA蛋白以穩定解開單鏈,保證此局部不會恢復為雙鏈。
兩條單鏈DNA復制的引發過程是有所差異,可是不論是前導鏈還是後隨鏈,都需要一段RNA引物用於開始子鏈DNA合成
。因此前導鏈和後隨鏈的差別在於前者從復制起始點開始按5』—3』持續的合成下去、不形成岡崎片段、後者則隨著復制叉的出現、不斷合成長約2—3kb的岡崎片段。
(2)岡崎片段與半不連續復制
因為DNA的兩條鏈是反向平行的,所以在復制叉附近解開的DNA鏈,一條為5』—〉3』方向,另一條為3』—〉5』方向,兩個模板極性是不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均為5』—〉3』方向,不為3』—〉5』方向,所以無法解釋DNA的兩條鏈同時進行復制的問題。
解釋DNA兩條鏈各自模板合成子鏈等速復制現象,日本的學者岡崎(Okazaki)等人提出了DNA的半不連續復制(semidiscontinuous replication)模型。
在1968年,岡崎用3H脫氧胸苷短時間標記大腸桿菌,提取DNA,變性之後用超離心方法得到了許多3H標記的,被後人稱作為岡崎片段的DNA。延長標記時間之後,岡崎片段可轉變為成熟的DNA鏈,所以這些片段必然是復制過程中的中間產物。
另一個實驗也證明DNA復制過程里首先合成較小的片段,即用DNA連接酶溫度敏感突變株進行的試驗,在連接酶不起作用的溫度中,便產生大量小DNA片段積累,表明DNA復制過程里至少有一條鏈首先合成較短的片段,之後再由連接酶鏈成大分子DNA。
一般說,原核生物的岡崎片段比真核生物長。深入研究還可證明,前導鏈的連續復制與滯後鏈的不連續復制在生物界具有普遍性,故稱為DNA雙螺旋的半不連續復制。
(3)端粒和端粒酶
在1941年,美籍印度人麥克林托克(Mc Clintock)就提出端粒(telomere)的假說,指出染色體末端必然存在一種特殊結構——端粒。已知染色體端粒的作用至少有2:a.保護染色體末端免受損傷,使染色體保持穩定;b. 與核纖層相連,使染色體得以定位。
參考資料來源
網路-DNA復制
E. 在原核生物中參與DNA復制的酶有哪些/
DNApol-Ⅰ(聚合作用,3'→5'外切酶活性,5'→3'外切酶活性,焦磷酸解作用,焦磷酸交換作用) DNApol-Ⅱ DNApol-Ⅲ(DNA復制的主要聚合酶) 主要是這幾種 當然還有其他諸如拓樸酶等等...
F. 參與原核生物DNA復制的酶,蛋白因子有哪些各有何功能
復制的過程分四個階段。第一階段,親代DNA分子超螺旋的構象變化及雙螺旋的解鏈,將復制的模板展現出來。第二階段為復制的引發階段,有引物RNA進行 5′~3′方向的合成。第三階段為DNA鏈的延長,在引物RNA合成基礎上,進行DNA鏈的5′~3′方向合成,前導鏈連續地合成出一條長鏈,隨從鏈合成 出岡崎片段。去除RNA引物後,片段間形成了空隙,DNA聚合酶作用使各個片段靠近。在連接酶作用下,各片段連接成為一條長鏈。第四階段為終止階段,復制 叉行進到一定部位就停止前進,最後前導鏈與隨從鏈分別與各自的模板形成兩個子代DNA分子,到此復制過程就完成了。
螺旋的鬆弛與解鏈 包括超螺旋的構象變化及雙螺旋的解鏈,參與者主要為拓撲異構酶、解鏈酶及單鏈結合蛋白等。
DNA聚合酶
在原核生物及真核生物,DNA聚合酶有幾種類型。
(1)原核生物大腸桿菌DNA聚合酶
1)DNA聚合酶Ⅰ。在隨從鏈合成時,先合成了許多岡崎片段,而後由於RNA引物的去除形成了空隙,此時DNA PolⅠ它催化聚合反應,延長了各個片段,從而填補了片段間的間隙,使以上片段得以靠近,為片段連接成長鏈創造了條件。所以DNA polⅠ的聚合作用主要是在填補隨從鏈片段間空隙上發揮作用。
DNA PolⅠ還具有3′→5′外切酶活性可識別並去除錯誤的鹼基。這種活性在DNA復制中起了校對功能。DNA PolⅠ的校對活性對DNA復制的准確性起著重要作用。 DNA PolⅠ還具有5′→3′外切酶活性。5′→3′外切酶活性也有修正錯誤的功能,補充其3′→5′外切酶修正錯誤的作用。例如紫外照射產生的嘧啶二聚體, 就是在其5′→3′切酶作用下切除的。
DNA Pol Ⅲ結構中不對稱的二聚體,同時分別催化著前導鏈和隨從鏈的合成。
DNA Pol Ⅲ也具有3′→5′外切酶活性,所以對於DNA復制也有校對的功能,可停止加入或除去錯誤的核苷酸然後繼續加正確的核苷酸。因此,DNA PolⅢ配合DNAPolI可將復制的錯誤率大大地降低,從10-4降為10-6或更少。 當此片段接近前方的片段時,由DNA Pol Ⅲ的5′→3′外切酶活性切除了RNA引物,造成了片段間的空間;繼而DNA PolI催化進行5′→3′方向的聚合作用,填補了片段間的空隙。
G. 原核生物與真核生物的DNA聚合酶各有哪些種類
原核生物DNA聚合酶分為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ。
Ⅰ主要是起修復的作用(比如光修復),還有就是把RNA引物切除後的空隙填補起來。
Ⅱ是參與原核生物SOS修復的酶。
Ⅲ是原核生物在DNA延長中起主要作用的酶。
再來說真核生物,真核生物的DNA聚合酶分為α,β,γ,δ,ε,。
ε類似於原核生物DNA聚合酶Ⅰ,β類似於原核生物DNA聚合酶Ⅱ,δ類似於原核生物DNA聚合酶Ⅲ。α具有引物酶活性,而γ則是作為復制真核生物線粒體內的DNA所需要的酶。
(7)參與原核生物DNA復制的酶有哪些擴展閱讀
一般來說,DNA聚合酶具有以下特點:
1.這種酶也被稱為依賴DNA的DNA聚合酶,因為它需要DNA模板。
2.RNA或DNA是必需的引物,這意味著DNA聚合酶是不被初始催化的。
3.將DnTP以1000nt/min的速度催化添加到引物的3'-OH端,DNA合成方向為5'~3'。
4.這三種DNA聚合酶都是多功能酶,在DNA復制和修復過程的不同階段起作用。
H. 參加DNA復制的有哪些酶和蛋白質因子
參與復制主要的酶和蛋白質因子介紹如下:
(1)DNA聚合酶:①原核細胞:以大腸桿菌為例,已發現DNA聚合酶Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ,都是多功能酶,既有5'→3'聚合酶活性,又有3'→5'外切酶活性,DNA聚合酶Ⅰ還有5'→3'外切酶活性。DNA聚合酶Ⅰ的主要功能是修復DNA的損傷,在復制中還能切除RNA引物並填補留下的空隙。DNA聚合酶Ⅱ的作用是損傷修復。DNA聚合酶Ⅲ是DNA的復制酶。新近研究發現的DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ,它們涉及DNA的錯誤傾向修復。
②真核細胞:DNA聚合酶α,β,γ,δ和ε,其中DNA聚合酶α和δ真正具有合成新鏈的復製作用;β和ε參與DNA的損傷修復,γ負責線粒體DNA的復制。
(2)引物合成酶和引發體:引物合成酶又稱引發酶,催化RNA引物的合成,該酶作用時需與另外的蛋白結合形成引發體才具有催化活性。
(3)DNA連接酶:催化雙鏈DNA一條鏈上切口處相鄰5'-磷酸基和3'-羥基生成磷酸二酯鍵的酶。連接酶作用的過程中,在原核細胞中以NAD+提供能量,在真核細胞中以ATP提供能量。
(4)DNA解螺旋酶:催化:DNA雙螺旋解鏈的酶。
(5)DNA單鏈結合蛋白(SSB):與DNA分開的單鏈結合,起穩定DNA的單鏈、阻止復性和保護單鏈不被核酸酶降解的作用。
(6)拓撲異構酶Ⅰ:消除DNA的負超螺旋,改變DNA的超螺旋數。
(7)拓撲異構酶Ⅱ:引入負超螺旋,消除復制叉前進帶來的扭曲張力。
I. 參與DNA復制的主要酶類有哪些各有何功能
1、DNA解旋酶:
能通過水解ATP獲得能量以解開雙鏈DNA;
2、多種DNA聚合酶:
在大腸桿菌中,DNA Pol III是主要負責DNA復制的聚合酶。它在復制分支上組裝成復制復合體,具有極高的持續性,在整個復制周期中保持完整。相反,DNA Pol I是負責用DNA替換RNA引物的酶;
DNA Pol I除了具有聚合酶活性外,還具有5'至3'外切核酸酶活性,並利用其外切核酸酶活性降解RNA引物。 Pol I在DNA復制中的主要功能是創建許多短DNA片段,而不是產生非常長的片段。在真核生物中,Pol α有助於啟動復制,因為它與引物酶形成復合物;
Pol ε和Pol δ負責前導鏈的合成。Pol δ還負責引物的去除,而Pol ε也參與復制期間DNA的修復;
3、端粒酶:
在生殖細胞中,延伸端粒區域的重復序列以防止降解;
4、DNA連接酶:
將DNA片段連接起來,形成完整的DNA分子。
(9)參與原核生物DNA復制的酶有哪些擴展閱讀:
DNA復制過程簡述:
起始階段:解旋酶在局部展開雙螺旋結構的DNA分子為單鏈,引物酶辨認起始位點,以解開的一段DNA為模板,按照5'到3'方向合成RNA短鏈。形成RNA引物。
DNA片段的生成:在引物提供了3'-OH末端的基礎上,DNA聚合酶催化DNA的兩條鏈同時進行復制過程,由於復制過程只能由5'->3'方向合成,因此一條鏈能夠連續合成,另一條鏈分段合成,其中每一段短鏈成為岡崎片段。
RNA引物的水解:當DNA合成一定長度後,DNA聚合酶水解RNA引物,補填缺口。
DNA連接酶將DNA片段連接起來,形成完整的DNA分子。
最後DNA新合成的片段在旋轉酶的幫助下重新形成螺旋狀。
參考資料來源:網路-DNA復制
參考資料來源:網路-脫氧核糖核酸
J. 參與dna復制的酶有哪些
1、解螺旋酶
解螺旋酶能切斷兩條DNA分子之間的氫鍵,從而在DNA合成前分開兩條鏈。當解螺旋酶解開雙螺旋時,引導DNA其它區域的超螺旋體排列好。
2、旋轉酶
旋轉酶的作用是解開由解旋酶切斷DNA鏈產生的超螺旋化,解旋酶使DNA鏈旋轉並釋放超螺旋體,使它們重新加入到DNA鏈中。旋轉酶最常見於復制叉的上游,形成超螺旋的位置。
3、引物酶
引物酶引導指導鏈進行復制。引物酶將與模本鏈互補的RNA引物加到DNA鏈上開始復制岡崎片段。
4、DNA合成酶
DNA合成酶Ⅲ由2個催化核心構成,一個引導DNA鏈復制,一個間隔DNA鏈。但是DNA合成酶Ⅲ不能停留足夠時間,有效地復制姐妹鏈。於是包含3個亞基的二聚物β聚合物共同包裹住DNA鏈使DNA合成酶Ⅲ留在DNA鏈上,確保DNA聚合酶Ⅲ能在鏈上合成幾千個核酸而不是幾百個。
DNA合成酶Ⅰ將引物酶添加的RNA引物去掉,完成岡崎片段。而DNA合成酶Ⅰ的作用會使岡崎片段之間產生小的空白區域,這就需要連接酶將岡崎片段連接起來,最終兩個岡崎片段的末端以共價鍵結合。
單鏈結合蛋白綁定在暴露的鹼基上竭力防止DNA鏈的不穩定並保證單鏈DNA之間不會由氫鍵形成危險的發夾結構。DNA合成酶包含一個校對機制,通常指的是「外切核酸酶活性」,即將錯誤添加的核酸去除掉。
5、DNA聚合酶
DNA聚合酶包含一個'校對'機制,通常被稱為 『外切酶活性'。這樣就刪除了誤添加的核苷酸。