
在DNA复制的过程中有许多种酶参与反应,这些酶在复制叉处组装为复合物,负责DNA的合成,称为复制体(replisome)参与反应的主要有六大类酶
DNA聚合酶(DNA polymerase)以DNA为模板,在引物的3'末端添加核苷酸,催化合成DNA。(DDDPase DNA Dependent DNA polymerase)
特殊:①不可以从头合成,必须要有引物,其引物必须有游离的3'端(引物可以是DNA、RNA或蛋白质);②必须要有模板;③以脱氧核糖三磷酸为底物;④从5'到3'端合成DNA;⑤需要Mg²⁺的存在(可用Mn²⁺代替)。
原核生物中有五种DNA聚合酶
DNA pol Ⅰ 与DNA的损伤修复、引物的切除、冈崎片段的连接有关。具有三种酶活性,其中最重要的有:①聚合酶活性;②3'到5'核酸外切酶活性;③5'到3'核酸外切酶活性。将DNA聚合酶Ⅰ分成两个片段,其中大片段具有①②的酶活性,被称为Klenow酶或片段,可单独进行DNA合成,能够起到校对作用;小片段只有③的酶活性。
①②种酶活性的作用如图4-1所示:
③种酶活性的作用如图4-2所示:
3'外切酶与5'外切酶的对比:①3'外切酶只能切掉单独的核苷酸,而5'外切酶能切单独的核苷酸,也可以切核苷酸片段;②3'外切酶与5'外切酶都可以切DNA与RNA;③3'外切酶只能切除未配对的核苷酸,5'外切酶能切除配对状态的核苷酸。
DNA polⅡ主要参与损伤修复
DNA polⅢ具有较高的DNA聚合酶活性,有多个亚基,结构十分复杂,具有3'外切酶活性以及DNA聚合酶活性。具体结构如图4-3:
包含β亚基的空间结构如图4-4:
真核生物有多种DNA聚合酶,主要的有五种:
①DNA pol α:引物合成: 1)具有引发酶活性,负责合成RNA引物;2)没有3'外切酶活性(无校对作用);3)在复制起始区,先合成短的RNA引物(约10Nt) , 再合成20~30 Nt的DNA,然后被pol δ和ε取代
②DNA pol β:DNA repair:1)DNA repair;2)最小的DNApol;3)进行性极低;4)没有3"外切酶活性
③DNA pol γ:线粒体DNA合成;
④DNA pol δ:DNA链的延伸:1)内在进行性低,但是有PCNA存在时进行性增加 40倍,大大高于pol α;2)PCNA (proliferating cell nuclear antigen) 的 一级结构与E.coli DNA pol 11的β亚基不同,但yeastPCNA三聚体结构与βclamp非常相似;3)有3'外切酶活性;
⑤DNA pol ε:DNA repair:1)内在进行性高;2)有3'外切酶活性
