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DNA生物合成中需要哪些酶参与

发布时间:2022-11-21 15:35:51

A. DNA生物合成过程中用到那些酶和调控序列

DNA的合成是以4种脱氧核苷三磷酸为反应底物,在DNA聚合酶的催化下,使脱氧核苷酸之间形成3',5'-磷酸二酯键,生成脱氧核苷酸长链,同时生成焦磷酸。实际上,DNA合成的反应是很复杂的,催化反应的酶和蛋白质因子也有多种,现将参与复制主要的酶和蛋白质因子介绍如下:
(1)DNA聚合酶:①原核细胞:以大肠杆菌为例,已发现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还有5'→3'外切酶活性。DNA聚合酶Ⅰ的主要功能是修复DNA的损伤,在复制中还能切除RNA引物并填补留下的空隙。DNA聚合酶Ⅱ的作用是损伤修复。DNA聚合酶Ⅲ是DNA的复制酶。新近研究发现的DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ,它们涉及DNA的错误倾向修复。
②真核细胞:DNA聚合酶α,β,γ,δ和ε,其中DNA聚合酶α和δ真正具有合成新链的复制作用;β和ε参与DNA的损伤修复,γ负责线粒体DNA的复制。
(2)引物合成酶和引发体:引物合成酶又称引发酶,催化RNA引物的合成,该酶作用时需与另外的蛋白结合形成引发体才具有催化活性。
(3)DNA连接酶:催化双链DNA一条链上切口处相邻5'-磷酸基和3'-羟基生成磷酸二酯键的酶。连接酶作用的过程中,在原核细胞中以NAD+提供能量,在真核细胞中以ATP提供能量。
(4)DNA解螺旋酶:催化:DNA双螺旋解链的酶。
(5)DNA单链结合蛋白(SSB):与DNA分开的单链结合,起稳定DNA的单链、阻止复性和保护单链不被核酸酶降解的作用。
(6)拓扑异构酶Ⅰ:消除DNA的负超螺旋,改变DNA的超螺旋数。
(7)拓扑异构酶Ⅱ:引入负超螺旋,消除复制叉前进带来的扭曲张力。
DNA复制的基本规律总结如下:
①复制过程是半保留的;
②细菌或病毒DNA的复制通常是由特定的复制起始位点开始,真核细胞染色体DNA复制则可以在多个不同部位起始;
③复制可以是单向的或是双向的,以双向较为常见,两个方向复制的速度不一定相同;
④两条DNA链合成的方向均是从5'向3'方向进行的;
⑤复制是半不连续的,即其中一条前导链的合成是相对连续的,而滞后链的合成则是不连续的;
⑥滞后链中各短片段在开始复制时,先形成短片段RNA作为DNA合成的引物,这一RNA片段以后被切除,并由DNA聚合酶Ⅰ催化填补余下的空隙,再由DNA连接酶连接各片段成完整的链。
⑦复制的终止是在终止区,由两个向前移动的复制叉相遇而停止的。
原核细胞DNA的复制只能从一个特定位点开始,在另一个特定位点终止,这种能够独立进行复制的单位称为复制子。其DNA复制过程可概括如下:
①首先由拓扑异构酶解除DNA的超螺旋结构,接着在解链酶作用下DNA双链局部解链,单链结合蛋白立即与其结合,防止再形成双链;
②在复制起点上组装引发体,其中的引发酶合成RNA引物;
③以亲代单链DNA为模板,DNA聚合酶Ⅲ在引物3'端按碱基互补的原则催化合成新的DNA链;
④在复制叉上,一条链自起点开始以5'→3'的方向连续合成,称为前导链,另一条链则首先按5'→3'的方向合成若干片段(冈崎片段),再由DNA聚合酶Ⅰ切除RNA引物并填补空隙,后由DNA连接酶把这些片段连接成完整的链,因此称为滞后链,此种方式被称为半不连续复制。
⑤复制的终止是在终止区,由两个向前移动的复制叉相遇而停止。Tus-ter复合物阻挡复制叉的前行。由拓扑异构酶Ⅳ(属于拓扑异构酶Ⅱ的一种)作用,使复制叉解体,释放出子链DNA。

B. 参与DNA复制的主要酶类有哪些各有何功能

1、DNA解旋酶:

能通过水解ATP获得能量以解开双链DNA;

2、多种DNA聚合酶:

在大肠杆菌中,DNA Pol III是主要负责DNA复制的聚合酶。它在复制分支上组装成复制复合体,具有极高的持续性,在整个复制周期中保持完整。相反,DNA Pol I是负责用DNA替换RNA引物的酶;

DNA Pol I除了具有聚合酶活性外,还具有5'至3'外切核酸酶活性,并利用其外切核酸酶活性降解RNA引物。 Pol I在DNA复制中的主要功能是创建许多短DNA片段,而不是产生非常长的片段。在真核生物中,Pol α有助于启动复制,因为它与引物酶形成复合物;

Pol ε和Pol δ负责前导链的合成。Pol δ还负责引物的去除,而Pol ε也参与复制期间DNA的修复;

3、端粒酶:

在生殖细胞中,延伸端粒区域的重复序列以防止降解;

4、DNA连接酶:

将DNA片段连接起来,形成完整的DNA分子。

(2)DNA生物合成中需要哪些酶参与扩展阅读:

DNA复制过程简述:

起始阶段:解旋酶在局部展开双螺旋结构的DNA分子为单链,引物酶辨认起始位点,以解开的一段DNA为模板,按照5'到3'方向合成RNA短链。形成RNA引物。

DNA片段的生成:在引物提供了3'-OH末端的基础上,DNA聚合酶催化DNA的两条链同时进行复制过程,由于复制过程只能由5'->3'方向合成,因此一条链能够连续合成,另一条链分段合成,其中每一段短链成为冈崎片段。

RNA引物的水解:当DNA合成一定长度后,DNA聚合酶水解RNA引物,补填缺口。

DNA连接酶将DNA片段连接起来,形成完整的DNA分子。

最后DNA新合成的片段在旋转酶的帮助下重新形成螺旋状。

参考资料来源:网络-DNA复制

参考资料来源:网络-脱氧核糖核酸

C. 高中生物DNA复制要什么酶

DNA可以在体内复制也可以在体外复制,在体内复制需要解旋酶和DNA聚合酶,解旋酶作用是断开氢键,形成两条DNA单链,而DNA聚合酶的作用是与单链DNA结合,把游离的脱氧核苷酸连接起来形成子链,这样子链与母链螺旋在一起就形成子代DNA了。体外DNA复制也就是PCR技术,它只需要耐高温DNA聚合酶,不需要解旋酶,因为是高温解旋。

D. 参与dna复制的酶及其蛋白质因子有哪些

参与DNA复制的酶及其蛋白质因子:

1,拓扑异构酶,作用:帮助解开复制叉前后的超螺旋结构。

2,DNA解旋酶,作用:解开螺旋。

3,Rep蛋白,作用:帮助解开双螺旋结构。

4,引物合成酶,作用:催化RNA引物合成并与DNA链互补的反应。

5,单链结合蛋白,作用:稳定单连区。

6,DNA聚合酶Ⅰ,作用:消除引物,填满裂缝。

7,DNA聚合酶Ⅲ,作用:合成DNA。

8,DNA连接酶,作用:连接DNA末端。

9,RNA聚合酶,作用:沿DNA模板转录一短的RNA分子。

(4)DNA生物合成中需要哪些酶参与扩展阅读

DNA复制过程:

(1)DNA双螺旋的解旋

DNA在复制的时候,在DNA解旋酶的作用下,双链首先解开,形成了复制叉,而复制叉的形成则是由多种蛋白质和酶参与的较复杂的复制过程

1,单链DNA结合蛋白(single—stranded DNA binding protein,ssbDNA蛋白)

ssbDNA蛋白是较牢固结合在单链DNA上的蛋白质。原核生物ssbDNA蛋白和DNA结合时表现出协同效应:如果第一个ssbDNA蛋白结合到DNA上去能力为1,第二个的结合能力可高达103;真核生物细胞里的ssbDNA蛋白与单链DNA结合时则不表现上述效应。

ssbDNA蛋白作用是保证解旋酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构,以四聚体的形式存在于复制叉处,等待单链复制后才脱下来,重新循环。因此,ssbDNA蛋白仅保持单链的存在,是不起解旋作用。

2,DNA解链酶(DNA helicase)

DNA解链酶可以通过水解ATP获得能量以解开双链DNA。这一种解链酶分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在。若双链DNA中有单链末端或切口,则DNA解链酶能首先结合在这一部分,然后逐步向双链的方向移动。

复制时,大部分DNA解旋酶沿滞后模板的5’—〉3’方向并随着复制叉的前进而移动,只有个别解旋酶(Rep蛋白)是沿着3’—〉5’方向移动。因而推测Rep蛋白和特定DNA解链酶是分别在DNA的两条母链上协同作用以解开双链DNA。

3,DNA解链过程

DNA在复制前不仅为双螺旋而且处于超螺旋状态,而超螺旋状态的存在为解链前的必须结构状态,参与解链的除解链酶外有一些特定蛋白质,比如大肠杆菌中的Dna蛋白等。一旦DNA局部双链被解开,就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开单链,保证此局部不会恢复为双链。

两条单链DNA复制的引发过程是有所差异,可是不论是前导链还是后随链,都需要一段RNA引物用于开始子链DNA合成

。因此前导链和后随链的差别在于前者从复制起始点开始按5’—3’持续的合成下去、不形成冈崎片段、后者则随着复制叉的出现、不断合成长约2—3kb的冈崎片段。

(2)冈崎片段与半不连续复制

因为DNA的两条链是反向平行的,所以在复制叉附近解开的DNA链,一条为5’—〉3’方向,另一条为3’—〉5’方向,两个模板极性是不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均为5’—〉3’方向,不为3’—〉5’方向,所以无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。

解释DNA两条链各自模板合成子链等速复制现象,日本的学者冈崎(Okazaki)等人提出了DNA的半不连续复制(semidiscontinuous replication)模型。

在1968年,冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌,提取DNA,变性之后用超离心方法得到了许多3H标记的,被后人称作为冈崎片段的DNA。延长标记时间之后,冈崎片段可转变为成熟的DNA链,所以这些片段必然是复制过程中的中间产物。

另一个实验也证明DNA复制过程里首先合成较小的片段,即用DNA连接酶温度敏感突变株进行的试验,在连接酶不起作用的温度中,便产生大量小DNA片段积累,表明DNA复制过程里至少有一条链首先合成较短的片段,之后再由连接酶链成大分子DNA。

一般说,原核生物的冈崎片段比真核生物长。深入研究还可证明,前导链的连续复制与滞后链的不连续复制在生物界具有普遍性,故称为DNA双螺旋的半不连续复制。

(3)端粒和端粒酶

在1941年,美籍印度人麦克林托克(Mc Clintock)就提出端粒(telomere)的假说,指出染色体末端必然存在一种特殊结构——端粒。已知染色体端粒的作用至少有2:a.保护染色体末端免受损伤,使染色体保持稳定;b. 与核纤层相连,使染色体得以定位。

参考资料来源

网络-DNA复制

E. DNA复制需要哪些酶

1、DNA解旋酶:

作用是能通过水解ATP获得能量以解开双链DNA;

2、多种DNA聚合酶:

(1)例如在大肠杆菌中,DNA Pol III是主要负责DNA复制的聚合酶。

(2)DNA Pol I在DNA复制中的主要功能是创建许多短DNA片段,而不是产生非常长的片段。在真核生物中,Pol α有助于启动复制,因为它与引物酶形成复合物;

(3)Pol ε和Pol δ负责前导链的合成。Pol δ还负责引物的去除,而Pol ε也参与复制期间DNA的修复;

3、端粒酶:

主要作用是指在生殖细胞中,延伸端粒区域的重复序列以防止降解;

4、DNA连接酶:

主要作用是将DNA片段连接起来,形成完整的DNA分子。

(5)DNA生物合成中需要哪些酶参与扩展阅读:

DNA复制的特点:

(1)半保留复制:DNA在复制时,以亲代DNA的每一个单链作模板,合成完全相同的两个双链子代DNA,每个子代DNA中都含有一个亲代DNA链,这种现象称为DNA的半保留复制。DNA以半保留方式进行复制,是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验所证明。

(2)有一定的复制起始点:DNA在复制时,需在特定的位点起始,这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段,即复制起始点。在原核生物中,复制起始点通常为一个,而在真核生物中则为多个。

参考资料来源:网络-脱氧核糖核酸

参考资料来源:网络-DNA复制

F. dna生物合成中需要以下哪些酶参与.a引物酶 b解旋酶 c解链酶 ddna连接酶 edn

abcde
引物酶:合成一小段RNA引物,为DNA新链的合成提供3’-OH末端。
单链结合蛋白:以四聚体形式存在于复制叉处,只保持单链的存在,并不能起解链作用。
DNA解链酶:能通过水解ATP获得能量解开双链。
DNA连接酶:通过生成3’5’-磷酸二酯键连接两条DNA链。
拓扑异构酶:消除DNA双链的超螺旋堆积。
DNA解旋酶(DNA helicase) 催化DNA双链的解链过程。
RNA酶(RNase H 等) 在复制完成后切除RNA引物。
DNA聚合酶:在RNA引物上延伸合成互补链

G. DNA复制过程中需要哪些酶和蛋白质参与,各有何功能

1、DNA聚合酶Ⅲ二酯键,作用是合成DNA新链中的3'-5'磷酸。

2、DNA聚合酶Ⅰ,作用是校读、切除引物、填补空缺。

3、拓扑异构酶,作用是松弛DNA超螺旋结构成双螺旋。

4、解螺旋酶,作用是解开DNA双螺旋结构成两条单链。

5、单链DNA结合蛋白,作用是维持单链DNA处于稳定状态。

6、引物酶,作用是合成DNA复制所需的RNA引物。

7、DNA连接酶,作用是将随从链中各冈崎片段连接起来。

(7)DNA生物合成中需要哪些酶参与扩展阅读:

DNA复制主要分为起始、延长和终止三个阶段。

1、复制的起始:主要是在拓扑异构酶和解螺旋酶的作用下松弛超螺旋和解开双链,并由单链DNA结合蛋白保护和稳定单链,引物酶识别起始点,按照碱基配对原则,以DNA链为模板,按5'→3'方向合成RNA引物。

2、复制的延长:在DNA聚合酶Ⅲ的作用下,以四种dNTP为原料,以DNA为模板,按照碱基互补原则,在引物的3'—OH末端合成DNA链。其中,一条链的合成是连续合成的称为前导链,另一条链首先合成冈崎片段称为随从链。

3、复制的终止:在DNA聚合酶Ⅰ的作用下切除引物并填补引物遗留空缺,最后在DNA连接酶的作用下连接冈崎片段,形成两个完整的子代DNA分子,从而完成DNA复制。

H. dna生物合成中需要以下哪些酶参与a引物酶b解旋酶

DNA生物合成中需要以下酶参与:
引物酶:合成一小段RNA引物,为DNA新链的合成提供3’-OH末端。
单链结合蛋白:以四聚体形式存在于复制叉处,只保持单链的存在,并不能起解链作用。
DNA解链酶:能通过水解ATP获得能量解开双链。
DNA连接酶:通过生成3’5’-磷酸二酯键连接两条DNA链。
拓扑异构酶:消除DNA双链的超螺旋堆积。
DNA解旋酶(DNA helicase) 催化DNA双链的解链过程。
RNA酶(RNase H 等) 在复制完成后切除RNA引物。
DNA聚合酶:在RNA引物上延伸合成互补链

I. 参加DNA复制的有哪些酶和蛋白质因子

参与复制主要的酶和蛋白质因子介绍如下:
(1)DNA聚合酶:①原核细胞:以大肠杆菌为例,已发现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还有5'→3'外切酶活性。DNA聚合酶Ⅰ的主要功能是修复DNA的损伤,在复制中还能切除RNA引物并填补留下的空隙。DNA聚合酶Ⅱ的作用是损伤修复。DNA聚合酶Ⅲ是DNA的复制酶。新近研究发现的DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ,它们涉及DNA的错误倾向修复。
②真核细胞:DNA聚合酶α,β,γ,δ和ε,其中DNA聚合酶α和δ真正具有合成新链的复制作用;β和ε参与DNA的损伤修复,γ负责线粒体DNA的复制。
(2)引物合成酶和引发体:引物合成酶又称引发酶,催化RNA引物的合成,该酶作用时需与另外的蛋白结合形成引发体才具有催化活性。
(3)DNA连接酶:催化双链DNA一条链上切口处相邻5'-磷酸基和3'-羟基生成磷酸二酯键的酶。连接酶作用的过程中,在原核细胞中以NAD+提供能量,在真核细胞中以ATP提供能量。
(4)DNA解螺旋酶:催化:DNA双螺旋解链的酶。
(5)DNA单链结合蛋白(SSB):与DNA分开的单链结合,起稳定DNA的单链、阻止复性和保护单链不被核酸酶降解的作用。
(6)拓扑异构酶Ⅰ:消除DNA的负超螺旋,改变DNA的超螺旋数。
(7)拓扑异构酶Ⅱ:引入负超螺旋,消除复制叉前进带来的扭曲张力。

J. 参与DNA复制的主要酶类,究竟都有哪些

DNA的复制和表达对人体而言是非常重要的,我们知道,DNA的复制是一个非常复杂而又精细的过程,那么,DNA在复制过程中,其主要酶类都有哪些?这些酶都有什么样的作用?事实上,涉及到DNA复制的酶类主要有五种,它们分别是解螺旋酶、旋转酶、引物酶、DNA合成酶、DNA聚合酶等,下面,我就一一为大家极少一下这几种酶的作用。

最后是DNA聚合酶,这种也包含一个校对机制,称为“外切酶活性”。这样就可以切除掉误添加的核苷酸。

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