Page 250 - 第九版生物化学

第十二章 D NA 的合成 235

崎片段长度 100 -200 核昔酸残基，而原核是 1000 -2000 核昔酸残基 。 复制完成后，这些不连续片段 安 kk y,20 18
经过去除引物，填补引物留下的空隙，连接成完整的 DNA 长链。

四、 DNA 复制具有高保真性

DNA 复制具有高度保真性，其错配概率约为 10 一 10 。“半保留复制“确保亲代和子代 DNA 分子之

间信息传递的绝对保真性 。 高保真 DNA 聚合酶利用严格的碱基配对原则是保证复制保真性的机制

之一。另外 ，体内复制叉的复杂结构提高了复制的准确性； DNA 聚合酶的核酸外切酶活性和校读功

能以及复制后修复系统（光复活修复、剪切修复、重组修复、 sos, 详见第十三章）对错配加以纠正，四

种机制协同进一步提高了复制的保真性 。 安 kk y ,2018

细菌复制酶有多个错误修复系统。真核细胞有许多 DNA 聚合酶，复制酶以高保真度运作 。 复制

酶有复杂的结构，不同亚基具有不同功能（表 12-1) 。除了 B 酶，修复酶都有低保真度，修复酶的结构

相对简单 。

表 12-1 部分真核生物 DNA 聚合酶功能和结构

DNA 聚合酶 . 功能 、 结构
高保真复制
Ct 核 DNA 复制 350kD 四聚体
后随链合成 250kD 四聚体
8 前导链合成 350kD 四聚体
线粒体 DNA 复制 200kD 二聚体
E 高保真修复
碱基切除修复 39kD 单体
'Y 低保真修复
碱基损伤旁路 异聚体
13 胸腺啥唗二聚体旁路 单体
减数分裂相关 单体
l; 碱基替换与缺失 单体
11

K

第二节 DNA 复制的酶学和拓扑学

DNA 复制是酶促核昔酸聚合反应，底物是 dATP 、 dGTP 、 dCTP 和 dITP, 总称 dNTP 。 dNTP 底物有 3
个磷酸基团，最靠近核糖的称为 a-P, 向外依次为 13-P 和 "{-P 。 在聚合反应中， a-P 与子链末端核糖的
3'-0H 连接 。

模板是指解开成单链的 DNA 母链，遵照碱基互补规律，按模板指引合成子链，子链延长有方向
性 。 引物提供 3'-0H 末端使 dNTP 可以依次聚合 。 由于底物的 5'-P 是加合到延长中的子链（或引物）
3-"-端核糖的 3'-0H 基上生成磷酸二酣键的，因此新链的延长只可沿 5' 向 3' 方向进行。核昔酸和核昔
酸之间生成 3',5'-磷酸二醋键而逐一聚合，是复制的基本化学反应（图 12-5) 。 图 12-5 的反应可简示

为： (dNMP) n +dNTP-----+(dNMP) n+l +PPi 。 N 代表 4 种碱基的任何一种 。

一、 DNA 聚合酶催化脱氧核糖核昔酸间的聚合

DNA 聚合酶全称是依赖 DNA 的 DNA 聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase, DNA pol) 。 DNA ~r?TL cti j

pol 是 1958 年由 Kornberg A 在 E. coli 中首先发现的 。 他从细菌沉渣中提取得到纯酶，在试管内加入

模板 DNA 、dNTP 和引物，该酶可催化新链 DNA 生成。 这一结果直接证明了 DNA 是可以复制的，是继