在必修二里DNA是怎么复制的?是不是先解旋,然后细胞质里的脱氧核糖核苷酸随机与DNA上的碱基配对?
DNA分子复制过程是个边解旋边复制
DNA的复制过程.可归纳出以下三点:
*解旋提供准确模板:在ATP供能、解旋酶的作用下,DNA分子两条多脱氧核苷酸链配对的碱基从氢键处断裂,于是部分双螺旋链解旋为二条平行双链,此过程叫解旋。解开的两条单链叫母链(模板链)。
*合成互补子链:从上述解开的两条多脱氧核苷酸链为模板,在酶的作用下,以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,合成两条与母链互补的子链。
*子母链结合形成新DNA分子:在DNA聚合酶的作用下,随着解旋过程的进行,新合成的子链不断地延伸,同时每条子链与其对应的母链互相盘绕成螺旋结构,复制是半保留复制,解旋完即复制完,形成新的DNA分子,这样一个DNA分子就形成两个完全相同的DNA分子。
DNA复制的过程
DNA复制过程大致可以分为复制的引发,DNA链的延伸和DNA复制的终止三个阶段。
(一)DNA复制的引发
复制的引发(Priming)阶段包括DNA复制起点双链解开,通过转录激活步骤合成RNA分子,RNA引物的合成,DNA聚合酶将第一个脱氧核苷酸加到引物RNA的3'-OH末端复制引发的关键步骤就是前导链DNA的合成,一旦前导链DNA的聚合作用开始,滞后链上的DNA合成也随着开始,在所有前导链开始聚合之前有一必需的步骤就是由RNA聚合酶(不是引物酶)沿滞后链模板转录一短的RNA分子。在有些DNA复制中,(如质粒ColE),该RNA分子经过加式成为DNA复制的引物。但是,在大部分DNA复制中,该RNA分子没有引物作用。它的作用似乎只是分开两条DNA链,暴露出某些特定序列以便引发体与之结合,在前导链模板DNA上开始合成RNA引物,这个过程称为转录激活(transcriptional activation),在前导链的复制引发过程中还需要其他一些蛋白质,如大肠杆菌的dnaA蛋白。这两种蛋白质可以和复制起点处DNA上高度保守的4个9bp长的序列结合,其具体功能尚不清楚。可能是这些蛋白质与DNA复制起点结合后能促进DNA聚合酶Ⅲ复合体的七种蛋白质在复制起点处装配成有功能的全酶。DNA复制开始时,DNA螺旋酶首先在复制起点处将双链DNA解开,通过转录激活合成的RNA分子也起分离两条DNA链的作用,然后单链DNA结合蛋白质结合在被解开的链上。由复制因子X(n蛋白),复制因子Y(n'蛋白),n"蛋白,i蛋白,dnaB蛋白和dnaC蛋白等6种蛋白质组成的引发前体(preprimosome),在单链DNA结合蛋白的作用下与单链DNA结合生成中间物,这是一种前引发过程。引发前体进一步与引物酶(primase)组装成引发体(primosome)。引发体可以在单链DNA上移动,在dnaB亚基的作用下识别DNA复制起点位置。首先在前导链上由引物酶催化合成一段RNA引物,然后,引发体在滞后链上沿5'→3'方向不停的移动(这是一种相对移动,也可能是滞后链模板在移动,见后),在一定距离上反复合成RNA引物供DNA聚合酶Ⅲ合成冈崎片段使用,引发体中许多蛋白因子的功能尚不清楚。但是,这些成份必须协同工作才能使引发体在滞后链上移动,识别合适的引物合成位置,并将核苷酸在引发位置上聚合成RNA引物。由于引发体在滞后链模板上的移动方向与其合成引物的方向相反,所以在滞后链上所合成的RNA引物非常短,一般只有3-5个核苷酸长。而且,在同一种生物体细胞中这些引物都具有相似的序列,表明引物酶要在DNA滞后链模板上比较特定的位置(序列)上才能合成RNA引物。
为什么需要有RNA引物来引发DNA复制呢?这可能尽量减少DNA复制起始处的突变有关。DNA复制开始处的几个核苷酸最容易出现差错,因此,用RNA引物即使出现差错最后也要被DNA聚合酶Ⅰ切除,提高了DNA复制的准确性。RNA引物形成后,由DNA聚合酶Ⅲ催化将第一个脱氧核苷酸按碱基互补原则加在RNA引物3'-OH端而进入DNA链的延伸阶段。
(二)DNA链的延伸
DNA新生链的合成由DNA聚合酶Ⅲ所催化,然而,DNA必须由螺旋酶在复制叉处边移动边解开双链。这样就产生了一种拓扑学上的问题:由于DNA的解链,在DNA双链区势必产生正超螺旋,在环状DNA中更为明显,当达到一定程度后就会造成复制叉难再继续前进,从而终止DNA复制。但是,在细胞内DNA复制不会因出现拓扑学问题而停止。有两种机制可以防止这种现象发生:[1]DNA在生物细胞中本身就是超螺旋,当DNA解链而产生正超螺旋时,可以被原来存在的负超螺旋所中和;[2]DNA拓扑异构酶Ⅰ要以打开一条链,使正超螺旋状态转变成松弛状态,而DNA拓扑异构酶Ⅱ(旋转酶)可以在DNA解链前方不停地继续将负超螺旋引入双链DNA。这两种机制保证了无论是环状DNA还是开环DNA的复制顺利的解链,再由DNA聚合酶Ⅲ合成新的DNA链。前已述及DNA生长链的延伸主要由DNA聚合酶催化,该酶是由7种蛋白质(多肽)组成的聚合体,称为全酶。全酶中所有亚基对完成DNA复制都是必需的。α亚基具有聚合功能和5'→3'外切酶活性,ε亚基具有3'→5'外切酶活性。另外,全酶中还有ATP分子它是DNA聚合酶Ⅲ催化第一个脱氧核糖核苷酸连接在RNA引物上所必需的,其他亚基的功能尚不清楚。
在DNA复制叉处要能由两套DNA聚合酶Ⅲ在同一时间分别进行复制DNA前导链和滞后链。如果滞后链模板环绕DNA聚合酶Ⅲ全酶,并通过DNA聚合酶Ⅲ,然后再折向与未解链的双链DNA在同一方向上,则滞后链的合成可以和前导链的合成在同一方向上进行。
这样,当DNA聚合酶Ⅲ沿着滞后链模板移动时,由特异的引物酶催化合成的RNA引物即可以由DNA聚合酶Ⅲ所延伸。当合成的DNA链到达前一次合成的冈崎片段的位置时,滞后链模板及刚合成的冈崎片断便从DNA聚合酶Ⅲ上释放出来。这时,由于复制叉继续向前运动,便产生了又一段单链的滞后链模板,它重新环绕DNA聚合酶Ⅲ全酶,并通过DNA聚合酶Ⅲ开始合成新的滞后链冈崎片段。通过这样的机制,前导链的合成不会超过滞后链太多(最后只有一个冈崎片段的长度)。而且,这样引发体在DNA链上和DNA聚合酶Ⅲ以同一速度移动。
按上述DNA复制的机制,在复制叉附近,形成了以两套DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引发体和螺旋构成的类似核糖体大小的复合体,称为DNA复制体(replisome)。复制体在DNA前导链模板和滞后链模板上移动时便合成了连续的DNA前导链和由许多冈崎片段组成的滞后链。在DNA合成延伸过程中主要是DNA聚合酶Ⅲ的作用。当冈崎片段形成后,DNA聚合酶Ⅰ通过其5'→3'外切酶活性切除冈崎片段上的RNA引物,同时,利用后一个冈崎片段作为引物由5'→3'合成DNA。最后两个冈崎片段由DNA连接酶将其接起来,形成完整的DNA滞后链。
(三)DNA复制的终止
过去认为,DNA一旦复制开始,就会将该DNA分子全部复制完毕,才终止其DNA复制。但最近的实验表明,在DNA上也存在着复制终止位点,DNA复制将在复制终止位点处终止,并不一定等全部DNA合成完毕。但目前对复制终止位点的结构和功能了解甚少在NDA复制终止阶段令人困惑的一个问题是,线性DNA分子两端是如何完成其复制的?已知DNA复制都要有RNA引物参与。当RNA引物被切除后,中间所遗留的间隙由DNA聚合Ⅰ所填充。但是,在线性分子的两端以5'→3'为模板的滞后链的合成,其末端的RNA引物被切除后是无法被DNA聚合酶所填充的。
在研究T7DNA复制时,这个问题部分地得到了解决。T7DNA两端的DNA序列区有160bp长的序列完全相同。而且,在T7DNA复制时,产生的子代DNA分子不是一个单位T7DNA长度,而是许多单位长度的T7DNA首尾连接在一起。T7DNA两个子代DNA分子都会有一个3'端单链尾巴,两个子代DNA的3'端尾巴以互补结合形成两个单位T7DNA的线性连接。然后由DNA聚合酶Ⅰ填充和DNA连接酶连接后,继续复制便形成四个单位长度的T7DNA分子。这样复制下去,便可形成多个单位长度的T7DNA分子。这样的T7DNA分子可以被特异的内切酶切开,用DNA聚合酶填充与亲代DNA完全一样的双链T7DNA分子。
在研究痘病毒复制时,发现了线性DNA分子完成末端复制的第二种方式。痘病毒DNA在两端都形成发夹环状结构。DNA复制时,在线性分子中间的一个复制起点开始,双向进行,将发夹环状结构变成双链环状DNA。然后,在发夹的中央将不同DNA链切开,使DNA分子变性,双链分开。这样,在每个分子两端形成一个单链尾端要以自我互补,形成完整的发夹结构,与亲代DNA分子一样。在真核生物染色体线性DNA分子复制时,尚不清楚末端的复制过程是怎样进行的。也可能像痘病毒那样形成发夹结构而进行复制。但最近的实验表明,真核生物染色体末端DNA复制是由一种特殊的酶将一个新的末端DNA序列加在刚刚完成复制的DNA末端。这种机制首先在四膜虫中发现。该生物细胞的线性DNA分子末端有30-70拷贝的5'TTGGGG3'序列,该细胞中存在一种酶可以将TTGGGG序列加在事先已存在的单键DNA末端的TTGGGG序列上。这样有较长的末端单链DNA,可以被引物酶重新引发或其他的酶蛋白引发而合成RNA引物,并由DNA聚合酶将其变成双链DNA。这样就可以避免其DNA随着复制的不断进行而逐渐变短。
在环状DNA的复制的末端终止阶段则不存在上述问题。环状DNA复制到最后,由DNA拓扑异构酶Ⅱ切开双链DNA,将两个DNA分子分开成为两个完整的与亲代DNA分子一样的子代DNA。
精确性是有碱基互补配对决定的,即ATGC,A结合T,(二键),G与C结合(三键),不仅仅如此,dna的双链结构以及半保留复制方式也保证了结合的精确性,以及稳定性。DNA的解旋是由DNA解链酶引导的,先解链形成形成复制叉,然后开始解旋过程,大部分DNA解旋酶可沿模板的5’—〉3’方向并随着复制叉的前进而移动而,聚合是由3’—〉5’方向进行的,所以不会发生聚合之后又被解旋。解旋是一个严密的过程,有引物的参与,酶的参与,还有单链DNA结合蛋白等结合蛋白的参与,所以不会发生出错。而后它的复制过程两条链更是不同,前导链的连续复制和滞后链的不连续复制(即有冈崎片段)在生物界具有普遍性,故称为DNA双螺旋的半不连续复制。 更是保证了复制的精确性。DNA的聚合,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,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。所需酶DNA聚合酶Ⅰ , DNA连接酶 rna酶(剪除不用的片段进行连接)。转录复制过程有起始子还有终止子,这两个密码子的存在更加确定了dna复制转录的精确性。
我是上学期学的生物化学,好多都忘了,看到这个又查了查书,保证质量和精确度。有什么不懂得可以再问我。
1在解旋酶的作用下DNA解开双链,形成两条母链.
2游离的脱氧核苷酸在DNA聚合酶作用下与两条母链结合,此过程中有能量供应
3边解旋边复制直到两条母链完全分开,两个DNA分子形成.
在必修二里DNA是怎么复制的?是不是先解旋,然后细胞质里的脱氧核糖核苷酸...
先解旋,再由DNA聚合酶将游离的脱氧核苷酸与模板链配对
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细胞核,少部分在线粒体,叶绿体、拟核、质粒等也有.
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人教版第二章没有讲到tRNA和碱基啊,只有在第四章——基因的表达中讲到了,如果你问的是这个的话,解释如下:DNA是双链,mRNA为单链,所以mRNA的碱基数等于DNA碱基数的一半。翻译时,mRNA上3个碱基构成一个密码子,与tRNA上3个碱基构成的一个反密码子互补配对,决定一个氨基酸,所以对应关系为:mRNA...
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这个很好算的。分析:关键:DNA双链中,A与T配对,C与G配对。一条链上的A与另一条链上的T相等;一条链上的C与另一条链上的G相等。既然一条链上(A+C)\/(T+G)=0.4 ,所以另一条链上(T+G)\/(A+C)= 0.4 ,分子分母颠倒,所以 (A+C)\/(T+G)= 2.5 而整个DNA中,A +...
生物必修二DNA复制
你想,经过n次复制,就有2的n次方个DNA分子,就有2乘2的n次方条脱氧核苷酸链(DNA是双链),因为DNA是半保留复制,所以只有1条脱氧核苷酸链有C14,其余的都是C15。所以读出比例是:2的n次方-1:1 代入公式,当n=3时,就是7:1
求高一生物必修二关于DNA RNA的详解
first,信使RNA(mRNA),根据A-U,C-G(碱基配对原则),把DNA上的遗传信息转换成自己的信息(转录),then,mRNA通过核孔从细胞核跑到细胞质中的核糖体 next,tRNA又根据A-U,C-G,把mRNA的信息翻译,再把这些碱基对应的氨基酸找来,last,氨基酸根据顺序排在一起,就成了肽链,再盘曲折叠,就是蛋白...
仰昭得益: 1在解旋酶的作用下DNA解开双链,形成两条母链.2游离的脱氧核苷酸在DNA聚合酶作用下与两条母链结合,此过程中有能量供应3边解旋边复制直到两条母链完全分开,两个DNA分子形成.
恩平市18825856931: DNA分子在复制时,两条链是同时进行复制的吗?图见:高一生物书(人教版)必修二《遗传与进化》,第二章第三节 DNA的复制 P54.第二步,以母链为模... - ?
仰昭得益:[答案] 高中生物书上的图片不需要纠结,本来就是错的. DNA分子在复制时,两条链同时进行复制.但是复制叉的异动方向只有一个,也就造成了一条链是沿5'-3'方向,而另一条链是相反的.也就是一条前导链(连续合成),一条后随链(非连续合成). 在...
恩平市18825856931: 人教版高中生物必修二 DNA的复制 - ?
仰昭得益: 应该是D吧DNA是双链, p变成了U,和p配对那个没有变 根据碱基配对规则, 从U出发, 第一次复制得到U-A,第二次复制得到U-A和A-T 还要得到G-C和C-G,必须在一开始也有个C或者G 答案里没有鸟嘌呤,所以选D
恩平市18825856931: 高中生物必修2 有关DNA复制 - ?
仰昭得益: B 解析: DNA复制是半保留复制的,DNA是双螺旋结构的,遵循碱基互补原则,DNA的复制是与一条DNA为模板复制的,也是碱基互补原则,与非模板母链相同.☆⌒_⌒☆ 希望可以帮到you~
恩平市18825856931: DNA分子在复制时,两条链是同时进行复制的吗? - ?
仰昭得益: 高中生物书上的图片不需要纠结,本来就是错的. DNA分子在复制时,两条链同时进行复制.但是复制叉的异动方向只有一个,也就造成了一条链是沿5'-3'方向,而另一条链是相反的.也就是一条前导链(连续合成),一条后随链(非连续合成). 在DNA复制时,后随链会折叠一个角度,和前导链一起被DNA聚合酶催化合成,但后随链形成的片段是断断续续的,称之为冈崎片段,最后需要DNA连接酶连接起来.
恩平市18825856931: DNA的复制过程是怎样的两条链的复制为什 - ?
仰昭得益: DNA的复制是一个边解旋边复制的过程.复制开始时,DNA分子首先利用细胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把两条螺旋的双链解开,这个过程叫解旋.然后,以解开的每一段母链为模板,以周围环境中的四种脱氧核苷酸为原料,按照碱基配对互补配对原则
恩平市18825856931: dna是怎样复制的 - ?
仰昭得益: DNA是以一种叫做“半保留复制”的方式来复制的 具体是这样 DNA的两条链在DNA解旋酶的作用下,碱基对间的氢键断裂,两条链分开.然后游离的碱基以DNA的一条链(也就是母链)为模板,遵循“碱基互补配对原则”,与母链以氢键结合.然后在DNA聚合酶的作用下,使磷酸和脱氧核糖(也就是基本框架)逐个结合起来. 这个过程是“边解旋边复制边聚合”的,也就是三个步骤在一条DNA链上是同时进行的(在不同的段落上)
恩平市18825856931: DNA是怎么复制的? - ?
仰昭得益: 所谓复制就是新合成的DNA分子与原来的DNA分子结构一致.能够“自我复制是遗传物质的重要特征之一.染色体能够复制,基因能够复制,归根到底是DNA能够复制. DNA分子的复制发生在细胞的有丝分裂或减数分裂的第一次分裂前的间期...
恩平市18825856931: 必修2生物dna复制.?
仰昭得益: 神经细胞会 哺乳动物成熟红细胞都没有细胞核,不能合成蛋白质 而其他类的动物成熟红细胞就能,如鸟类,两栖类,等等
恩平市18825856931: 生物必修二 科学家对DNA分子的复制做出了哪些推测? - ?
仰昭得益: 最早期提出的DNA复制模型有三种:保留型复制、半保留型复制和分散型复制.在保留型复制的模型中,新复制出的分子直接形成,完全没有旧的部分.半保留型是一链旧模板合成另一链,因此形成的分子是一半新的、一半旧的.分散模型复制的两个分子也是同时含有旧的和新的部分,但是其分配是随机组合的.