冈崎片段的遗传信息

冈崎片段的DNA双链~

在DNA双链进行半保留复制时，在复制点附近新合成的与亲代DNA链互补的DNA片段。是冈崎令治等（1966）首先发现的。在大肠杆菌约为1千-2千核苷酸的长度。DNA聚合酶只使脱氧核苷酸在5′→3′的方向重合。而半保留复制在5′→3′方向重合的同时，在3′→5′方向的重合也是不可缺少的。此矛盾由冈崎片段的发现，以及在其基础上的不连续复制模式而解释了。在复制点，如图所示，首先由DNA聚合酶的作用，在5′→3′方向与亲代DNA分子双方的链互补，由脱氧核苷酸配对重合，形成短的DNA片段，它们再由DNA连接酶的作用而结合起来形成长的DNA分子，并逐渐复制成为DNA双链。

　　冈崎片段，相对比较短的DNA链（大约1000核苷酸残基），是在DNA的后随链的不连续合成期间生成的片段，这是Reiji Okazaki在DNA合成实验中添加放射性的脱氧核苷酸前体观察到的。
　　发现：
　　DNA复制过程中，2条新生链都只能从5‘端向3’端延伸，前导链连续合成,滞后链分段合成，这些分段合成的新生DNA片段称冈崎片段，细菌冈崎片段长度1000-2000核苷酸残基，真核生物冈崎片段长度100-200核苷酸残基.在连续合成的前导链中，U-糖苷酶和AP内切酶也会在错配碱基U处切断前导链，任何一种DNA聚合酶合成方向都是从5'向3'方向延伸，而DNA模板链是反向平行的双链，这样在一条链上，DNA合成方向和复制移动方向相同（前导链），而在另一条模板上却是相反的（后滞链）。那么在复制叉中新链是如何合成的呢？1968年冈崎（Okazaki）及其同事进行了一系列实验，回答了这一问题。冈崎片段名称就是源自最早发现团队的领导者，也就是冈崎令治与冈崎恒子（一对夫妻）的姓氏。其团队是在研究大肠杆菌中的噬菌体DNA复制情形时发现此现象。
　　一组短的DNA片段，是在DNA复制的起始阶段产生的，随后又被连接酶连接形成较长的片段。在大肠杆菌生长期间，将细胞短时间地暴露在氚标记的胸腺嘧啶中，就可证明冈崎片段的存在。冈崎片段的发现为DNA复制的科恩伯格机理提供了依据。
　　

DNA是遗传信息的载体，故亲代DNA必须以自身分子为模板准确的复制成两个拷贝，并分配到两个子细胞中去，完成其遗传信息载体的使命。而DNA的双链结构对于维持这类遗传物质的稳定性和复制的准确性都是极为重要的。 Waston和Click在提出DNA双螺旋结构模型时曾就DNA复制过程进行过研究，他们推测，DNA在复制过程中碱基间的氢键首先断裂，双螺旋解旋分开，每条链分别作模板合成新链，每个子代DNA的一条链来自亲代，另一条则是新合成的，故称之为半保留式复制(semiconservativereplication)。
1958年Meselson和Stahl进行了如图8-3-5的实验证明了DNA分子是以半保留方式进行自我复制的。 1．DNA双螺旋的解旋
DNA在复制时，其双链首先解开，形成复制叉，而复制叉的形成则是由多种蛋白质及酶参与的较复杂的复制过程
（1）单链DNA结合蛋白（single—strandedDNAbindingprotein,ssbDNA蛋白）ssbDNA蛋白是较牢固的结合在单链DNA上的蛋白质。原核生物ssbDNA蛋白与DNA结合时表现出协同效应：若第1个ssbDNA蛋白结合到DNA上去能力为1，第2个的结合能力可高达103；真核生物细胞中的ssbDNA蛋白与单链DNA结合时则不表现上述效应。ssbDNA蛋白的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，它以四聚体的形式存在于复制叉处，待单链复制后才脱下来，重新循环。所以，ssbDNA蛋白只保持单链的存在，不起解旋作用。
（2）DNA解链酶（DNAhelicase）
DNA解链酶能通过水解ATP获得能量以解开双链DNA。这种解链酶分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在。如果双链DNA中有单链末端或切口，则DNA解链酶可以首先结合在这一部分，然后逐步向双链方向移动。复制时，大部分DNA解旋酶可沿滞后模板的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’方向移动的。故推测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在复制前不仅是双螺旋而且处于超螺旋状态，而超螺旋状态的存在是解链前的必须结构状态，参与解链的除解链酶外还有一些特定蛋白质，如大肠杆菌中的Dna蛋白等。一旦DNA局部双链解开，就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开的单链，保证此局部不会恢复成双链。两条单链DNA复制的引发过程有所差异，但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的合成。因此前导链与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DNA的两条链是反向平行的，故在复制叉附近解开的DNA链，一条是5’—〉3’方向，另一条是3’—〉5’方向，两个模板极性不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5’—〉3’方向，不是3’—〉5’方向，因而无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。为解释DNA两条链各自模板合成子链等速复制现象，日本学者冈崎（Okazaki）等人提出了DNA的半连续复制（semidiscontinuousreplication）模型。1968年冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌，提取DNA，变性后用超离心方法得到了许多3H标记的，被后人称作冈崎片段的DNA。延长标记时间后，冈崎片段可转变为成熟DNA链，因此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复制过程中首先合成较小的片段，即用DNA连接酶温度敏感突变株进行试验，在连接酶不起作用的温度下，便有大量小DNA片段积累，表明DNA复制过程中至少有一条链首先合成较短的片段，然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的长。深入研究还证明，前导链的连续复制和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．复制的引发和终止
所有的DNA的复制都是从一个固定的起始点开始的，而DNA聚合酶只能延长已存在的DNA链，不能从头合成DNA链，新DNA的复制是如何形成的？经大量实验研究证明，DNA复制时，往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物，再由聚合酶从RNA引物3’端开始合成新的DNA链。对于前导链来说，这一引发过程比较简单，只要有一段RNA引物，DNA聚合酶就能以此为起点，一直合成下去。对于后随链，引发过程较为复杂，需要多种蛋白质和酶参与。后随链的引发过程由引发体来完成。引发体由6种蛋白质构成，预引体或引体前体把这6种蛋白质结合在一起并和引发酶或引物过程酶进一步组装形成引发体。引发体似火车头一样在后随链分叉的方向前进，并在模板上断断续续的引发生成滞后链的引物RNA短链，再由DNA聚合酶III作用合成DNA，直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。由RNA酶H降解RNA引物并由DNA聚合酶I将缺口补齐，再由DNA连接酶将每两个冈崎片段连在一起形成大分子DNA.。

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张家港市19769906206： 岗崎片段的生物学意义? - ？
宗圣裴金葡： DNA复制过程中,2条新生链都只能从5端向3端延伸,前导链连续合成,滞后链分段合成,这些分段合成的新生DNA片段称冈崎片段,细菌冈崎片段长度1000-2000核苷酸,真核生物冈崎片段长度100-200核苷酸.在连续合成的前导链中,U-糖苷酶和AP内切酶也会在错配碱基U处切断前导链,任何一种DNA聚合酶合成方向都是从5'向3'方向延伸,而DNA模板链是反向平行的双链,这样在一条链上,DNA合成方向和复制移动方向相同(前导链),而在另一条模板上却是相反的(后滞链).所以就用到了冈崎片段.

张家港市19769906206： 有关DNA片断 - ？
宗圣裴金葡： 单纯的DNA片段穿过细胞膜,往往是细胞的主动摄取,进入细胞后,会被核苷酶消化,基本不可能让其进入细胞核.但是如果是某种病毒,它上面有一些蛋白,在人类细胞看来,这些蛋白就是通行证或信号弹或必要的破坏武器,它会控制或利用细胞正常的一些反应,最终“护送”蛋白里面的DNA片段(该片断含有许多基因,包括那些蛋白的基因,另外这些基因DNA片段往往有与人类特定DNA片段结合的能力)进入细胞核,并送到人类DNA片段附近,最后二者发生结合,该细胞成为病毒携带者,就引入了外来遗传信息.

张家港市19769906206： 为什麽DNA具有生物活性 - ？
宗圣裴金葡： 所谓有生物活性,就是能参与代谢过程、传递信息等 DNA具有生物活性 DNA的生物合成 一、遗传学的中心法则和反中心法则: DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代;通过转录和翻译,将遗传信息传递给蛋白质分子,从而决定生物的表...

张家港市19769906206： DNA复制与RNA复制的异同点? - ？
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张家港市19769906206： 什么是dna的半不连续复制和冈崎片段 - ？
宗圣裴金葡： DNA在复制过程中,在复制叉上,新合成的DNA链有一条是由5'端往3'端连续合成的,为前导链;另一条是由5'端往3'端不连续合成的,而是先合成若干小片段,叫做冈崎片段,再经过剪切引物并拼连接形成完整的DNA链,叫做滞后链.

张家港市19769906206： 生物化学科:请问什么叫冈崎片段,谢谢! - ？
宗圣裴金葡： 在DNA不连续复制过程中,沿着后随链的模板链合成的新DNA片段,其长度在真核与原核生物当中存在差别,真核生物的冈崎片段长度约为100~200核苷酸残基,而原核生物的为1000~2000核苷酸残基[百度百科]