DNA的生物合成

这是一个关于DNA的生物合成的思维导图，包含DNA损伤与修复、DNA复制的过程、DNA复制的基本特征等。

DNA的生物合成

• DNA复制的基本特征
  • 半保留复制←密度梯度实验
  • 半不连续复制(5'-3')
    • DDD-pol酶,dNDP,磷酸二酯键
    • 前导链连续合成，后随链不连续合成
      • 复制叉
      • 两条链走向相反
      • 冈崎片段
  • 双向复制
• DNA复制需要多种酶和蛋白质的参与
  • 相关蛋白因子
    • DNA拓扑异构酶：解除DNA的扭结现象，理顺DNA(既能水解，又能成合成磷酸二酯键)
      • DNA拓扑异构酶Ⅰ：切断DNA双链中的一股链，反应不需要ATP
      • DNA拓扑异构酶Ⅱ：切断DNA双链中的两股链，反应需要ATP
    • DnaA ：识别起始点
    • DnaB ：解螺旋酶：解开DNA双链
    • DnaC ：运送和协同DnaB
    • DnaG 引物酶：在模板的指导下催化引物RNA合成
    • SSB 单链DNA结合蛋白：稳定单链的DNA模板
  • 模板：解开成单链的DNA模板
  • 底物：dNTP
  • 引物：提供3'-OH末端使dNTP可以依次聚合
  • DNA聚合酶：催化脱氧核苷酸的聚合反应，保证复制的保真性
    • 原核生物的DNA聚合酶
      • DNA-pol I ：修复错误，切除引物，填补空隙
        • 校读功能
          • 5'-3'的聚合活性(对碱基的选择功能)
          • 3'-5'核酸外切酶活性：辨别错配的碱基对，将其水解
          • 5'-3'核酸外切酶活性：切除突变的DNA片段
      • DNA-pol Ⅱ：参与DNA损伤的应急状态修复
      • DNA-pol Ⅲ：催化DNA聚合
    • 真核生物的DNA聚合酶
      • DNA-pol α ：起始引发，有引物酶活性
      • DNA-pol β ：参与低保真度的复制
      • DNA-pol γ ：线粒体DNA复制中起催化作用
      • DNA-pol δ ：延长子链主要酶，有解旋酶活性，主要负责合成后随链
      • DNA-pol ε ：校读，修复，填补空隙，主要负责合成前导链
  • DNA连接酶：连接DNA片段
• DNA复制的过程
  • 原核生物
  • 起始
    • DnaA蛋白识别并结合复制起始点高度保守的序列
    • DnaB在DnaC的协助下沿着5'-3'方向移动，解开双链形成复制叉
  • 延长
    • 在DNA-pol Ⅲ的催化下，dNTP以dNMP的方式遂个加入引物或延长的子链上
    • 在一个复制叉上，领头链的复制先于随从链
  • 终止
    • 去除RNA引物，换成DNA片段，连接成完整的子链(原核生物基因是完整的环状DNA，双向复制片段在复制终止点出会和)
    • DNA-pol I 连接随从链上不连续性DNA片段
  • 真核生物
    • 起始
      • 多复制子复制，时序性(复制子分组方式激活，而非同步启动)
      • DNA-pol α , DNA-pol δ，拓扑异构酶，复制因子
      • 增殖细胞核抗原在起始和延长起关键作用
    • 延长
      • 复制过程与核小体的装配同步，DNA-pol δ
    • 终止
      • DNA连接酶连接冈崎片段
      • 染色体两端的DNA子链上最后复制的RNA引物去除后的空隙由端粒来填补
• 逆转录——RNA指导DNA的合成
• DNA损伤与修复
  • 分子改变类型
    • 错配：转换和颠换
    • 框移突变→三联体密码的阅读方式改变
      • 缺失
      • 插入
    • 重排：DNA分子内较大片段的交换
  • DNA损伤的修复
    • 光修复：
    • 切除修复：DNA-pol I 和DNA连接酶，最重要，最普遍的的修复
    • 重组修复：严重损伤时
    • 合成跨越损伤修复(SOS修复)：差错倾向性修复，易导致突变