林謙DNA的生物合成

第4章DNA的生物合成生物體合成DNA的方式有兩種：DNA復(fù)制(DNAreplication):以DNA為模板合成DNA。逆轉(zhuǎn)錄(reversetranscription):以RNA為模板合成DNA。DNA復(fù)制存在于所有的活細(xì)胞中，逆轉(zhuǎn)錄主要存在于逆轉(zhuǎn)錄病毒中。DNA復(fù)制的忠實(shí)性高于逆轉(zhuǎn)錄。當(dāng)前1頁(yè)，總共108頁(yè)。研究核酸的復(fù)制機(jī)理有什么應(yīng)用價(jià)值？一、無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物的核酸復(fù)制

復(fù)制機(jī)理比較清楚。病毒RNA復(fù)制與藥物開(kāi)發(fā)？抗HIV病毒藥物：疊氮胸苷，雙脫氧胸苷（均屬于核苷類(lèi)逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑）；沙奎那韋(屬于HIV復(fù)制酶抑制劑)；Isentress(屬于HIV整合酶鏈轉(zhuǎn)移抑制劑)；……

病毒DNA復(fù)制與藥物開(kāi)發(fā)？抗乙肝藥物：拉米夫定(屬于HBV聚合酶抑制劑)；……二、原核細(xì)胞的DNA復(fù)制大腸桿菌DNA的復(fù)制機(jī)理比較清楚。當(dāng)前2頁(yè)，總共108頁(yè)。二、原核細(xì)胞的DNA復(fù)制細(xì)菌DNA復(fù)制與藥物開(kāi)發(fā)？殺菌劑：氧氟沙星(通過(guò)作用于細(xì)菌DNA螺旋酶，抑制DNA的合成和復(fù)制)；…….

基因工程表達(dá)量：質(zhì)粒DNA生活在大腸桿菌中，其復(fù)制如何不受宿主控制，而其拷貝數(shù)很大？三、真核細(xì)胞的DNA復(fù)制人DNA的復(fù)制機(jī)理不清楚。端粒與衰老的關(guān)系？端粒與腫瘤的關(guān)系？腫瘤細(xì)胞DNA復(fù)制與藥物開(kāi)發(fā)？當(dāng)前3頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1DNA復(fù)制4.1.1DNA復(fù)制的基本特征

DNA復(fù)制發(fā)生在原核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)、真核細(xì)胞的細(xì)胞核、線(xiàn)粒體以及葉綠體的基質(zhì)中。所有的DNA復(fù)制具有以下特征：(1)以原來(lái)的DNA母鏈為模板，以dNTP為合成原料；(2)作為模板的雙鏈DNA分子需要解鏈以暴露隱藏在雙螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)的堿基序列，然后才能作為模板；

(3)以半保留方式復(fù)制；當(dāng)前4頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-1DNA復(fù)制可能的三種方式以及Meselson和Stahl實(shí)驗(yàn)的可能結(jié)果當(dāng)前5頁(yè)，總共108頁(yè)。DNA的半保留復(fù)制證明實(shí)驗(yàn)

1958年，Meselson和Stahl用15N標(biāo)記大腸桿菌DNA，首次證明了DNA的半保留復(fù)制。（1）將大腸桿菌長(zhǎng)期在以15NH4Cl作唯一氮源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，得15N-DNA(圖a)。

（2）用普通培養(yǎng)基(以14NH4Cl作唯一氮源)培養(yǎng)15N標(biāo)記的大腸桿菌，經(jīng)過(guò)一代以后，形成了一半15N和一半14N的雜合分子(圖b)。（3）兩代后出現(xiàn)等量的14N分子和15N-14N雜合分子(圖c)。

當(dāng)前6頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-2Meselson和Stahl實(shí)驗(yàn)的實(shí)際結(jié)果

當(dāng)前7頁(yè)，總共108頁(yè)。密度梯度離心(densitygradientcentrifugation)：用一定的介質(zhì)在離心管內(nèi)形成一連續(xù)或不連續(xù)的密度梯度，將細(xì)胞混懸液或勻漿置于介質(zhì)的頂部，通過(guò)重力或離心力場(chǎng)的作用使細(xì)胞組分進(jìn)行分層、分離。不同顆粒之間存在沉降系數(shù)差時(shí)，在一定離心力作用下，顆粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同區(qū)域上形成區(qū)帶的方法。不同分子量蛋白

當(dāng)前8頁(yè)，總共108頁(yè)。

(4)需要引物與DNA轉(zhuǎn)錄和翻譯不同，DNA復(fù)制不能從頭合成(Denovosynthesis)，只能從先合成好的引物3’-OH端延伸。

DNA復(fù)制的引物一般是6~15nt的RNA，少數(shù)是蛋白質(zhì)。

(5)復(fù)制方向總是5’→3’當(dāng)前9頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-3證明DNA復(fù)制的方向始終是5′→3′的末端終止實(shí)驗(yàn)

2’,3’-ddTTP可參入DNA鏈中導(dǎo)致末端終止，如果復(fù)制方向是3’→5’，則無(wú)法參入。當(dāng)前10頁(yè)，總共108頁(yè)。

(6)復(fù)制起始于特定的區(qū)域，終止的位置不固定

體內(nèi)的DNA復(fù)制具有相對(duì)固定的起點(diǎn)。作為復(fù)制起點(diǎn)的核苷酸序列通常被稱(chēng)為復(fù)制起始區(qū)。原核生物的DNA復(fù)制起始區(qū)只有一個(gè)，而真核生物的有多個(gè)。復(fù)制起始區(qū)一般具有三個(gè)共同的特征：一，由多個(gè)短的重復(fù)序列組成；二，通常富含有利于DNA雙螺旋解鏈的AT；三，能被特定的復(fù)制起始區(qū)結(jié)合蛋白識(shí)別。一旦DNA復(fù)制從起始區(qū)啟動(dòng)，該區(qū)域的DNA首先解鏈，形成叉狀結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為復(fù)制叉。當(dāng)前11頁(yè)，總共108頁(yè)。

真核生物DNA的復(fù)制速度比原核生物慢：真核生物的染色體結(jié)構(gòu)比原核生物復(fù)雜，復(fù)制時(shí)需解開(kāi)核小體，復(fù)制后又需重新形成核小體，其DNA復(fù)制叉的移動(dòng)速度不到大腸桿菌的1／20。

（1）對(duì)一個(gè)生物體基因組而言，復(fù)制起點(diǎn)是固定的，表現(xiàn)為固定的DNA序列，并識(shí)別參與復(fù)制起始的特殊蛋白質(zhì)。（2）復(fù)制叉主要以雙向等速的方式移動(dòng)。（3）真核生物DNA的復(fù)制速度比原核生物慢，但真核生物基因組可以同時(shí)含有多個(gè)復(fù)制子。當(dāng)前12頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-4細(xì)菌和酵母DNA復(fù)制起始區(qū)的序列特征

當(dāng)前13頁(yè)，總共108頁(yè)。一旦DNA復(fù)制從起始區(qū)啟動(dòng)，該區(qū)域的DNA首先解鏈，形成叉狀結(jié)構(gòu)，稱(chēng)為復(fù)制叉。圖4-5真核生物DNA的多個(gè)復(fù)制叉結(jié)構(gòu)

當(dāng)前14頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-6Cairns證明E.coliDNA雙向復(fù)制的實(shí)驗(yàn)

(7)一般為雙向復(fù)制幾乎所有的DNA復(fù)制在起始區(qū)啟動(dòng)后，會(huì)同時(shí)向兩個(gè)方向展開(kāi)，進(jìn)行雙向復(fù)制，每一個(gè)復(fù)制起始區(qū)形成2個(gè)復(fù)制叉。當(dāng)前15頁(yè)，總共108頁(yè)。

(8)半不連續(xù)性由于DNA復(fù)制的方向總是5’→3’，而DNA的兩條鏈方向相反，因此在一個(gè)復(fù)制叉內(nèi)進(jìn)行的DNA復(fù)制很可能以半不連續(xù)的方式展開(kāi)，即其中的一條子鏈的延伸方向與復(fù)制叉前進(jìn)的方向相同，連續(xù)合成，另一條子鏈的延伸方向與復(fù)制叉前進(jìn)的方向相反，需要先合成一些小的不連續(xù)的片段，再將這些不連續(xù)的片段連接成一條新鏈，這樣的合成為不連續(xù)合成。當(dāng)前16頁(yè)，總共108頁(yè)。岡崎片段——在DNA的復(fù)制過(guò)程中，由于滯后鏈的不連續(xù)復(fù)制而產(chǎn)生的短的核苷酸片段，稱(chēng)為岡崎片段（Okazakifragments）。岡崎片段長(zhǎng)度：原核生物常為1000-2000個(gè)核苷酸，真核生物要短些，常為100-200個(gè)核苷酸。岡崎片段的證明實(shí)驗(yàn)：

（1）用3H-脫氧胸苷短時(shí)間標(biāo)記大腸桿菌，提取DNA，變性后用超離心方法得到了許多3H標(biāo)記的短的DNA片段。延長(zhǎng)標(biāo)記時(shí)間后，岡崎片段可轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓妮^長(zhǎng)DNA鏈，因此這些片段必然是復(fù)制過(guò)程的中間產(chǎn)物。（2）用DNA連接酶溫度敏感突變株進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在連接酶不起作用的溫度下，有大量小DNA片段累積，說(shuō)明DNA復(fù)制過(guò)程中至少有一條鏈?zhǔn)紫群铣奢^短的片段，然后再由連接酶連成大分子DNA。

當(dāng)前17頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-7Okazaki的脈沖標(biāo)記和脈沖追蹤的實(shí)驗(yàn)

當(dāng)前18頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-8Okazaki的脈沖標(biāo)記和脈沖追蹤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：至少有一條鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)合成的。

當(dāng)前19頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-10DNA的半不連續(xù)復(fù)制

在復(fù)制叉中不連續(xù)合成的DNA片段為岡崎片段，連續(xù)合成的DNA子鏈稱(chēng)為前導(dǎo)鏈，不連續(xù)合成的子鏈稱(chēng)為后隨鏈。當(dāng)前20頁(yè)，總共108頁(yè)。

(9)具有高度的忠實(shí)性

DNA復(fù)制出錯(cuò)的機(jī)會(huì)很小，其忠實(shí)性明顯高于轉(zhuǎn)錄、反轉(zhuǎn)錄、RNA復(fù)制和翻譯。

DNA復(fù)制的高度忠實(shí)性歸功于細(xì)胞內(nèi)存在一系列互為補(bǔ)充的糾錯(cuò)機(jī)制。當(dāng)前21頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2DNA復(fù)制的酶學(xué)

DNA復(fù)制涉及一系列的蛋白質(zhì)和酶?？赏ㄟ^(guò)互補(bǔ)和重建兩種方法來(lái)研究參與DNA復(fù)制的蛋白質(zhì)?；パa(bǔ)的原理是利用某種野生型蛋白質(zhì)去恢復(fù)特定的DNA復(fù)制缺陷突變體的復(fù)制功能，從而確定參與復(fù)制的蛋白質(zhì)。重建的原理是在體外復(fù)制系統(tǒng)(一般是比較簡(jiǎn)單的噬菌體或病毒復(fù)制系統(tǒng))中，先人為去掉某種成分，致使復(fù)制不能正常進(jìn)行，然后在復(fù)制系統(tǒng)中逐一添加分步收集的可能參與復(fù)制的蛋白質(zhì)提取物，看是否能夠恢復(fù)復(fù)制活性，從而確定復(fù)制蛋白。當(dāng)前22頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.1DNApol

DNApol的全稱(chēng)為依賴(lài)于DNA的DNA聚合酶，其本意是以DNA為模板，催化DNA合成的聚合酶。

DNApol是參與DNA復(fù)制最重要的酶，催化反應(yīng)式為：引物-OH+(dNTP)n---------------------→引物-O-dNMP+(dNTP)n-1+PPi

反應(yīng)中形成的PPi在細(xì)胞內(nèi)焦磷酸酶的催化下迅速被水解，使聚合反應(yīng)趨于完全。所有的DNApol都折疊成類(lèi)似于人右手的構(gòu)象。原核生物、真核生物和病毒的聚合酶的序列與結(jié)構(gòu)具有高度的保守性，表明它們可能具有共同的祖先。DNApol,DNA模板/鎂離子當(dāng)前23頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.1.1原核細(xì)胞的DNApol已發(fā)現(xiàn)大腸桿菌有五種DNA聚合酶。

(1)DNApolI

也稱(chēng)為Kornberg酶。具有5’→3’聚合酶、5’-外切酶、3’-外切酶活性。

5’→3’聚合酶負(fù)責(zé)DNA鏈的延伸，3’-外切酶則發(fā)揮校對(duì)功能，切除錯(cuò)配的核苷酸。

5’→3’聚合酶、5’-外切酶活性相配合，可導(dǎo)致一條鏈帶有切口的DNA分子發(fā)生切口平移。當(dāng)前24頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-14DNApolI催化的缺口平移

5’3’5’3’5’當(dāng)前25頁(yè)，總共108頁(yè)。DNApolI被枯草桿菌蛋白酶Subtilisin切割后，分成兩個(gè)片段：大片段(Klwnow酶)含有大、小兩個(gè)結(jié)構(gòu)域，大結(jié)構(gòu)域具有5’→3’聚合酶活性，小結(jié)構(gòu)域保留3’-外切酶活性；小片段具有5’-外切酶活性。

Klenow酶有“校對(duì)”和“聚合酶”兩種活性狀態(tài)。在DNA復(fù)制過(guò)程中，首先合成RNA引物。RNA引物合成好后，與模板鏈一起誘導(dǎo)酶的構(gòu)象發(fā)生變化，致使在外切酶活性中心附近形成一個(gè)新的裂縫。隨后，RNA引物和模板鏈通過(guò)這個(gè)新的裂縫進(jìn)入聚合酶活性中心，DNA子鏈的合成由此在引物的3’-OH端展開(kāi)。當(dāng)前26頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-12DNApol的聚合和校對(duì)

當(dāng)前27頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-13Klenow酶的晶體結(jié)構(gòu)模型

當(dāng)前28頁(yè)，總共108頁(yè)。(2)大腸桿菌的DNA聚合酶Ⅱ

（1）.DNA聚合酶Ⅱ具有5ˊ→3ˊ方向聚合酶活性，但酶活性很低，只有DNA聚合酶I的5％，不是復(fù)制中主要的酶；（2）.無(wú)5ˊ→3ˊ外切核酸酶活性；（3）.其3ˊ→5ˊ外切核酸酶活性可起校正作用。

結(jié)論：DNA聚合酶Ⅱ的生理功能主要是起修復(fù)DNA的作用。

(3)大腸桿菌DNA聚合酶IIIDNA聚合酶Ⅲ包含有多個(gè)亞基。（1）.它有5ˊ→3ˊ方向聚合酶活性，聚合活力最強(qiáng)，為DNA聚合酶I的15倍，DNA聚合酶Ⅱ的300倍（它能在引物的3ˊ-OH上以每分鐘約5萬(wàn)個(gè)核苷酸的速率延長(zhǎng)新生的DNA鏈）；（2）.有3ˊ→5ˊ核酸外切酶活性，具有校正功能；（3）.無(wú)5ˊ→3ˊ外切核酸酶活性。結(jié)論：DNA聚合酶Ⅲ是大腸桿菌DNA復(fù)制中鏈延長(zhǎng)反應(yīng)的主要聚合酶。當(dāng)前29頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-14E.coliDNApolIII全酶的結(jié)構(gòu)模型

當(dāng)前30頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-15β滑動(dòng)鉗的三維結(jié)構(gòu)

當(dāng)前31頁(yè)，總共108頁(yè)。

(3)DNApolIV,VDNApolIV和V都屬于易錯(cuò)的聚合酶，參與DNA的修復(fù)合成。

DNApolIV與DNApolII在細(xì)菌生長(zhǎng)的穩(wěn)定期被誘導(dǎo)表達(dá)，一起修復(fù)這個(gè)階段的DNA損傷。

DNApolV在細(xì)胞進(jìn)行SOS反應(yīng)時(shí)被誘導(dǎo)合成。能在DNA模板有切口的地方催化DNA復(fù)制，無(wú)校對(duì)活性從而導(dǎo)致復(fù)制易錯(cuò)，且進(jìn)行性極低。

SOS反應(yīng)指當(dāng)細(xì)菌受到高劑量的輻射或突變劑的作用下，染色體DNA受到嚴(yán)重的損傷時(shí)細(xì)胞所作出的各種保護(hù)性應(yīng)激反應(yīng)。當(dāng)前32頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.1.2真核細(xì)胞的DNA聚合酶

已發(fā)現(xiàn)真核細(xì)胞有15種以上的DNApol，最重要的是五種：真核細(xì)胞的DNA聚合酶和細(xì)菌DNA聚合酶的基本性質(zhì)相同，但一般都不具有核酸外切酶活性。DNA聚合酶α的功能主要是引物合成。DNA聚合酶β主要在DNA損傷的修復(fù)中起作用。DNA聚合酶δ是DNA復(fù)制的主要合成酶。DNA聚合酶ε的功能是在去掉RNA引物后把缺口補(bǔ)全。

DNA聚合酶位于線(xiàn)粒體基質(zhì)，負(fù)責(zé)線(xiàn)粒體DNA的復(fù)制和損傷修復(fù)。當(dāng)前33頁(yè)，總共108頁(yè)。

(1)DNApol

具有聚合酶和引發(fā)酶的活性，負(fù)責(zé)RNA引物的合成。在DNA復(fù)制過(guò)程中，聚合酶

與復(fù)制起始區(qū)結(jié)合，先合成短的10ntRNA引物，再合成20~30nt的DNA，然后由聚合酶和取代。該酶無(wú)校對(duì)能力，但復(fù)制蛋白A與其結(jié)合后可降低出錯(cuò)率。當(dāng)前34頁(yè)，總共108頁(yè)。(2)DNApol和

聚合酶和具有3’-外切酶活性，即校對(duì)能力。喪失3’-外切酶活性將導(dǎo)致體內(nèi)突變率的增加。

(3)DNApol

DNApol是真核細(xì)胞中最小的DNA聚合酶，參與DNA損傷的修復(fù)，能夠填補(bǔ)DNA鏈上短的空隙。(4)DNApol

DNApol位于線(xiàn)粒體基質(zhì)，具有聚合酶活性、3’-外切酶活性和5’-脫氧核糖磷酸酶活性。DNApol負(fù)責(zé)線(xiàn)粒體DNA的復(fù)制和損傷修復(fù)。當(dāng)前35頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-16真核細(xì)胞DNApolδ由PCNA三個(gè)亞基構(gòu)成的滑動(dòng)鉗結(jié)構(gòu)（被包被的是DNA模板）

當(dāng)前36頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.2DNA解鏈酶(helicase)DNA解鏈酶是一類(lèi)催化DNA雙螺旋解鏈的酶。原核細(xì)胞和真核細(xì)胞都有多種DNA解鏈酶。解鏈酶通過(guò)水解ATP獲取能量，解開(kāi)DNA雙鏈成單鏈。同時(shí)具有ATP酶活性，結(jié)合于起始點(diǎn)解旋的短DNA鏈后，借助ATP供給的能量，循環(huán)地改變構(gòu)象而解開(kāi)DNA雙鏈，即斷開(kāi)堿基對(duì)之間的氫鍵，形成兩條單鏈DNA。解鏈酶具有移位酶活性，能夠沿著被結(jié)合的DNA鏈單向移動(dòng)，不斷解開(kāi)DNA雙鏈。單向移動(dòng)的特性被稱(chēng)為解鏈的極性，據(jù)此可將解鏈酶分為3’→5’解鏈酶、5’→3’解鏈酶和同時(shí)從兩個(gè)方向移位的雙極性酶。當(dāng)前37頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-17DNA解鏈酶的作用模型

當(dāng)前38頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.3單鏈結(jié)合蛋白(SSB)SSB是一種專(zhuān)門(mén)與DNA單鏈區(qū)域結(jié)合的蛋白質(zhì)，本身沒(méi)有酶活性，通過(guò)與DNA單鏈區(qū)段的結(jié)合，在DNA復(fù)制、修復(fù)和重組中發(fā)揮以下作用：暫時(shí)維持DNA的單鏈狀態(tài)；防止DNA的單鏈區(qū)域自發(fā)形成鏈內(nèi)二級(jí)結(jié)構(gòu)；包被DNA的單鏈區(qū)域；刺激某些酶的活性。原核生物的SSB與DNA單鏈的結(jié)合具有正協(xié)同效應(yīng)，而真核生物的沒(méi)有。當(dāng)前39頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-18E.coli-SSB與單鏈DNA結(jié)合的協(xié)同效應(yīng)

當(dāng)前40頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.4DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶

拓?fù)洚悩?gòu)酶是一類(lèi)通過(guò)催化DNA鏈的斷裂、旋轉(zhuǎn)和再連接而直接改變DNA拓?fù)鋵W(xué)性質(zhì)的酶。不僅可以清除在染色質(zhì)重塑、DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過(guò)程中產(chǎn)生的正超螺旋，而且能夠細(xì)調(diào)細(xì)胞內(nèi)DNA的超螺旋程度，以促進(jìn)DNA與蛋白質(zhì)的相互作用，同時(shí)防止胞內(nèi)DNA形成有害的過(guò)度超螺旋。當(dāng)前41頁(yè)，總共108頁(yè)。I型拓?fù)洚悩?gòu)酶

(1)拓?fù)洚悩?gòu)酶I的共同特點(diǎn)：①對(duì)超螺旋DNA底物，僅切開(kāi)雙鏈DNA中一條鏈，進(jìn)行瞬間的切斷和連接，連環(huán)數(shù)L(1inkingnumber)改變一個(gè)；②不需提供反應(yīng)的能量，因而不能催化需能量的超螺旋化反應(yīng)。

(2)原核生物：E．coli的TopoI型酶不能除去正超螺旋，在E．coliDNA的復(fù)制叉行進(jìn)中不能起作用，主要在DNA損傷的修復(fù)中起作用。

(3)真核生物：TopoI型對(duì)正超螺旋和負(fù)超螺旋的DNA都可以作用，能夠消除正、負(fù)超螺旋，有助于復(fù)制叉的行進(jìn)。（但真核生物TopoⅡ型酶也能起這種作用。I型酶在真核DNA復(fù)制中的功能了解不多。在酵母中，拓?fù)洚悩?gòu)酶I可能是復(fù)制時(shí)主要的拓?fù)洚悩?gòu)酶，但它的功能可能被拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ取代。）當(dāng)前42頁(yè)，總共108頁(yè)。II型拓?fù)渑獦?gòu)酶(1).TopoⅡ的共同特點(diǎn)①能同時(shí)打斷底物雙鏈DNA的兩條鏈，并重新連接，因而每一次反應(yīng)能改變兩個(gè)連環(huán)數(shù)；②需要能量。

(2).原核生物在大腸桿菌DNA復(fù)制中，拓?fù)洚悩?gòu)酶II起主要作用(又稱(chēng)為DNA旋轉(zhuǎn)酶，DNAgyrase)。大腸桿菌DNA旋轉(zhuǎn)酶能使正超螺旋松弛，或者松弛的雙螺旋成為負(fù)超螺旋。在E．coli復(fù)制時(shí)，復(fù)制叉移動(dòng)前方產(chǎn)生的正超螺旋將阻止DNA復(fù)制，DNA旋轉(zhuǎn)酶能產(chǎn)生負(fù)超螺旋以抵消正超螺旋，使DNA復(fù)制繼續(xù)前進(jìn)。

(3).真核生物

TopoⅡ型酶能夠消除正、負(fù)超螺旋。

TopoⅡ廣泛存在于各種生物中，是完成復(fù)制必需的一種酶，在分開(kāi)復(fù)制完成的兩個(gè)子代環(huán)狀雙鏈DNA的過(guò)程中必需的。

當(dāng)前43頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-19DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶的催化的轉(zhuǎn)酯反應(yīng)

當(dāng)前44頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.5DNA引發(fā)酶DNA引發(fā)酶是一類(lèi)特殊的催化RNA引物合成的RNA聚合酶。由于DNA復(fù)制的半不連續(xù)性，引發(fā)酶在每一個(gè)復(fù)制叉的前導(dǎo)鏈上只需要引發(fā)一次，而在后隨鏈上則需要引發(fā)多次(一個(gè)岡崎片段需要引發(fā)一次)。大腸桿菌的引發(fā)酶是由dnaG基因編碼的一條肽鏈，在胞內(nèi)催化合成約11nt長(zhǎng)的RNA引物。真核生物的引發(fā)酶活性由DNApol的兩個(gè)小亞基承擔(dān)。圖4-22E.coli引發(fā)酶的結(jié)構(gòu)模型

當(dāng)前45頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.6切除引物的酶RNA引物只用于DNA復(fù)制的起始，細(xì)胞有專(zhuān)門(mén)切除RNA引物的酶。大腸桿菌切除RNA引物的酶是DNApolI或RNaseH。DNApolI具有5’-外切酶活性，RNaseH是一種專(zhuān)門(mén)水解與DNA雜交的RNA的核酸內(nèi)切酶。真核生物切除RNA引物的酶是核糖核酸酶H1、FEN1、FEN1/Dna2。當(dāng)前46頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.7DNA連接酶DNA連接酶催化DNA中相鄰核苷酸的3’-OH和5’-P之間形成磷酸二脂鍵。

DNA連接酶在DNA復(fù)制過(guò)程中連接后隨鏈上相鄰的岡崎片段，使后隨鏈成為一條連續(xù)的鏈，而在DNA修復(fù)和重組中的作用則是“縫合”修復(fù)或重組過(guò)程中在DNA鏈上產(chǎn)生的切口。當(dāng)前47頁(yè)，總共108頁(yè)。被連接的DNA鏈必須是雙螺旋的一部分，雙鏈DNA的某一條鏈上兩個(gè)相鄰核苷酸之間失去一個(gè)磷酸二酯鍵所出現(xiàn)的單鏈斷裂。當(dāng)前48頁(yè)，總共108頁(yè)。

參與大腸桿菌DNA復(fù)制的酶1.在DNA復(fù)制中，拓?fù)洚悩?gòu)酶打開(kāi)超螺旋成雙鏈DNA，雙鏈DNA被DNA解鏈酶打開(kāi)成單鏈DNA，單鏈DNA與單鏈結(jié)合蛋白結(jié)合以保持穩(wěn)定，便于DNA復(fù)制的順利進(jìn)行。

2.DNA聚合酶I在除去RNA引物和損傷修復(fù)中起重要作用；

DNA聚合酶Ⅱ的生理功能主要是起修復(fù)DNA的作用；

DNA聚合酶Ⅲ是大腸桿菌DNA復(fù)制中鏈延長(zhǎng)反應(yīng)的主要聚合酶；

DNA連接酶在DNA的復(fù)制和修復(fù)中起連接作用。

3.大腸桿菌的引發(fā)酶(primase)

在DNA復(fù)制中，引發(fā)酶(primase，DnaGprotein)催化RNA引物合成。當(dāng)前49頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.8尿嘧啶-DNA糖苷酶

此酶是一種專(zhuān)門(mén)用來(lái)切除出現(xiàn)在DNA鏈上的非正常U的水解酶。

U出現(xiàn)在DNA鏈上通常有兩種原因：一是在DNA復(fù)制過(guò)程中，細(xì)胞中存在的dUTP“假冒”dTTP直接進(jìn)入新合成的DNA鏈；二是DNA分子中的C發(fā)生自發(fā)脫氨基作用。當(dāng)前50頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.2.9端粒酶

端粒酶的作用是維持染色體端粒結(jié)構(gòu)的完整性。端粒是位于染色體末端的特殊結(jié)構(gòu)，由蛋白質(zhì)和DNA組成，其中的DNA稱(chēng)為端粒DNA。端粒的主要功能是保護(hù)染色體，防止染色體降解和相互間發(fā)生不正常的融合或重組。端粒酶是一種反轉(zhuǎn)錄酶，能以自身RNA為模板，不斷合成新的端粒DNA序列添加到染色體末端，彌補(bǔ)端粒丟失阻止端?？s短，并可能使得細(xì)胞最終逃脫程序性死亡，獲得無(wú)限增殖能力，即永生化。當(dāng)前51頁(yè)，總共108頁(yè)。端粒在染色體末端形成帽子結(jié)構(gòu)，端粒含有特定的DNA重復(fù)序列，不同物種間這段DNA重復(fù)序列有所不同，圖中序列是四膜蟲(chóng)的端粒DNA當(dāng)前52頁(yè)，總共108頁(yè)。1978年首次發(fā)現(xiàn)四膜蟲(chóng)端粒的分子組成：端粒染色體DNA端粒(CCCCAA)n(GGGGTT)n3’5’(TTGGGG)n(AACCCC)n(CCCTAA)n(GGGATT)n3’5’(TTAGGG)n(AATCCC)n人端粒的分子組成：當(dāng)前53頁(yè)，總共108頁(yè)。染色體保護(hù)染色體結(jié)構(gòu)和功能的完整性對(duì)外:抵御核酸酶等外界因素的破壞對(duì)內(nèi):染色體DNA的末端復(fù)制問(wèn)題當(dāng)前54頁(yè)，總共108頁(yè)。線(xiàn)性DNA的兩端有可能被細(xì)胞內(nèi)的修復(fù)機(jī)構(gòu)當(dāng)作損傷而進(jìn)行非正常的“修復(fù)”,導(dǎo)致末端DNA的丟失或與其他雙鏈DNA融合，因此真核細(xì)胞要防止染色體末端被修復(fù)酶進(jìn)行非正常修復(fù)的機(jī)制。哺乳動(dòng)物端粒DNA突出的3’-端能與內(nèi)部的重復(fù)序列互補(bǔ)配對(duì)，形成精巧的D-環(huán)和t環(huán)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，還有額外的蛋白質(zhì)結(jié)合的保護(hù)。端粒DNA上的蛋白質(zhì)可將DNA與修復(fù)機(jī)構(gòu)隔離，還可將端粒酶招募到端粒上來(lái)。當(dāng)前55頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-25端粒DNA的防“修復(fù)”機(jī)制當(dāng)前56頁(yè)，總共108頁(yè)。端粒的丟失與保護(hù)左側(cè)：在沒(méi)有端粒酶的保護(hù)下，隨著細(xì)胞的分裂，端粒的丟失導(dǎo)致染色體損傷；右側(cè)：端粒酶保護(hù)端粒，使整個(gè)染色體在每一輪細(xì)胞分裂中都得到完整的復(fù)制。當(dāng)前57頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-26端粒酶的結(jié)構(gòu)模型

端粒酶由蛋白質(zhì)和RNA兩部分組成。每一個(gè)酶的RNA部分含有一段與端粒重復(fù)序列互補(bǔ)的序列。當(dāng)前58頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-27端粒酶的作用機(jī)理

當(dāng)前59頁(yè)，總共108頁(yè)。染色體DNA的末端復(fù)制問(wèn)題：3’5’5’3’RNA引物3’3’RNA引物水解

DNA復(fù)制過(guò)程不能“自始至終”完整地復(fù)制整個(gè)線(xiàn)性染色體，而是每次都在其5‘末端留下一個(gè)空缺未能填補(bǔ)(即RNA引物降解)，如果細(xì)胞沒(méi)有辦法填補(bǔ)這些空隙，染色體DNA將隨著每一次的細(xì)胞分裂而不斷縮短，直至縮短到染色體的結(jié)構(gòu)基因而使細(xì)胞消亡。當(dāng)前60頁(yè)，總共108頁(yè)。真核細(xì)胞染色體末端會(huì)隨著細(xì)胞分裂而縮短，這個(gè)縮短的端粒再傳給子細(xì)胞后，隨細(xì)胞的再次分裂進(jìn)一步縮短。隨著每次細(xì)胞分裂，染色體末端逐漸縮短，直至細(xì)胞衰老。人類(lèi)及其它脊椎動(dòng)物染色體端粒的結(jié)構(gòu)是5′TTAGGG3′的重復(fù)序列,長(zhǎng)約15kb。體細(xì)胞的端粒限制性片段(telomererestrictionfragmentsTRFS)大多數(shù)明顯短于生殖細(xì)胞，青年人的TRFs又顯著長(zhǎng)于年長(zhǎng)者，提示TRFs隨著細(xì)胞分裂或衰老，在不斷變短，主要是由于DNA聚合酶不能完成線(xiàn)性DNA末端復(fù)制所致。當(dāng)前61頁(yè)，總共108頁(yè)。細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂端粒長(zhǎng)短與細(xì)胞生命歷程密切相關(guān)染色體端粒端粒細(xì)胞將停止分裂而趨于老化當(dāng)前62頁(yè)，總共108頁(yè)。由于體細(xì)胞缺乏端粒酶活性，因此每分裂一次，端粒就縮短一點(diǎn)，到一定程度后細(xì)胞必然死亡。若將端粒酶基因轉(zhuǎn)染到體外培養(yǎng)的人細(xì)胞，被轉(zhuǎn)染的細(xì)胞重新獲得無(wú)限增殖能力。染色體末端的端粒DNA進(jìn)行性的縮短是限制人細(xì)胞壽命的先決條件。相對(duì)地,端粒酶的激活,合成端粒的DNA被認(rèn)為是細(xì)胞永生化和癌癥發(fā)展必需的一步。目前的資料證實(shí),端粒酶對(duì)長(zhǎng)期成活的組織和長(zhǎng)期進(jìn)行有絲分裂的細(xì)胞是必需的。當(dāng)前63頁(yè)，總共108頁(yè)。人體細(xì)胞中端粒酶合成和延長(zhǎng)端粒的作用是在胚系細(xì)胞中完成的，當(dāng)胚胎發(fā)育完成以后，端粒酶活性就被抑制。即在胚胎發(fā)育時(shí)期獲得的端粒，應(yīng)已足夠維系人體的整個(gè)生命過(guò)程中因細(xì)胞分裂所致的端?？s短。所以，當(dāng)人體出生以后，染色體端粒就象是一個(gè)伴隨著細(xì)胞分裂繁殖的“生命之鐘”，它歷數(shù)著細(xì)胞可分裂的次數(shù)同時(shí)也見(jiàn)證了細(xì)胞由旺盛地生長(zhǎng)繁殖到走向衰老死亡的整個(gè)生命歷程?！碑?dāng)前64頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.3DNA復(fù)制的詳細(xì)機(jī)制

DNA復(fù)制的基本單位是復(fù)制子(replicon)。任何一個(gè)復(fù)制子都含有一個(gè)復(fù)制起始區(qū)，有些復(fù)制子還可能含有特定的終止區(qū)。當(dāng)前65頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-28E.coli的OriC結(jié)構(gòu)4.1.3.1大腸桿菌染色體DNA的復(fù)制大腸桿菌基因組DNA就是一個(gè)復(fù)制子，分為起始、延伸、終止和分離三個(gè)階段。當(dāng)前66頁(yè)，總共108頁(yè)。

復(fù)制起點(diǎn)（oric，在遺傳圖的84min附近）由245個(gè)bp構(gòu)成，其序列和控制元件在復(fù)制起點(diǎn)中十分保守。有兩組短的重復(fù)序列，即三個(gè)13bp和四個(gè)9bp的重復(fù)序列(見(jiàn)圖)。

當(dāng)前67頁(yè)，總共108頁(yè)。復(fù)制的起始過(guò)程

（a）DnaA蛋白與DNA纏繞結(jié)合：四個(gè)9bp重復(fù)序列為DnaA蛋白的結(jié)合位點(diǎn)，大約20個(gè)DnaA蛋白各帶一個(gè)ATP聚集結(jié)合在此位點(diǎn)上，DNA纏繞其上，形成起始復(fù)合物。

(b)打開(kāi)一小段雙鏈DNA：HU蛋白是類(lèi)組蛋白，可與DNA結(jié)合，促使雙鏈DNA彎曲。受其影響，鄰近三個(gè)成串富含AT的13bp序列被解鏈而成為開(kāi)鏈復(fù)合物，能量由ATP供給。

(c)形成前引發(fā)復(fù)合物：解鏈酶DnaB六聚體隨即在DnaC幫助下結(jié)合于解鏈區(qū)。借助水解ATP的能量，雙鏈沿5ˊ→3ˊ方向移動(dòng)解鏈，形成前引發(fā)復(fù)合物(preprimingcomplex)（見(jiàn)圖）。

復(fù)制前進(jìn)過(guò)程還需要DNA旋轉(zhuǎn)酶（DNAgyrase，屬于拓?fù)洚悩?gòu)酶II，它能使正超螺旋松弛，或者松弛的雙螺旋成為負(fù)超螺旋）打開(kāi)超螺旋。復(fù)制起始要求DNA呈負(fù)超螺旋。因?yàn)镈naA只能與負(fù)超螺旋的DNA相結(jié)合。當(dāng)前68頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-30E.coliDNA復(fù)制過(guò)程中復(fù)制體的形成

當(dāng)前69頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-31E.coliDNA復(fù)制的延伸

當(dāng)前70頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-32E.coliDNA復(fù)制終止區(qū)的結(jié)構(gòu)

當(dāng)前71頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-33子代DNA的分離

復(fù)制完成的兩個(gè)子代DNA分子以連環(huán)體的形式鎖在一起，在分配給兩個(gè)子細(xì)胞前必須去連環(huán)化。大腸桿菌的XerCD蛋白作為位點(diǎn)特異性重組酶，識(shí)別終止區(qū)內(nèi)的dif位點(diǎn)，切開(kāi)DNA的兩條鏈，在交換后再連接。

當(dāng)前72頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-34滾環(huán)復(fù)制4.1.3.2滾環(huán)復(fù)制某些噬菌體(如X174和M13)和一些質(zhì)粒在宿主細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行滾環(huán)復(fù)制。當(dāng)前73頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-35D環(huán)復(fù)制

4.1.3.3D-環(huán)復(fù)制線(xiàn)粒體和葉綠體DNA進(jìn)行D-環(huán)復(fù)制。當(dāng)前74頁(yè)，總共108頁(yè)。

D-環(huán)型(D-loop)復(fù)制過(guò)程：（1）復(fù)制開(kāi)始時(shí)，DNA在ori位點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)復(fù)制泡(replicativebubble)，雙鏈解鏈。（2）復(fù)制泡的親代分子中以(-)鏈作為模板，合成一條新鏈，并且將親代分子的(+)鏈置換出來(lái)。（3）隨著被置換的(+)鏈的增長(zhǎng)，另一起始點(diǎn)被置換出單鏈形式，開(kāi)始以(+)鏈為模板，合成另一條新鏈。當(dāng)前75頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.3.4真核細(xì)胞細(xì)胞核DNA的復(fù)制真核細(xì)胞細(xì)胞核DNA的復(fù)制在很多方面與原核細(xì)胞極相似，主要差別為：

(1)需要解決染色質(zhì)和核小體結(jié)構(gòu)對(duì)DNA復(fù)制構(gòu)成的障礙；

(2)復(fù)制叉移動(dòng)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原核細(xì)胞；

(3)具有多個(gè)復(fù)制起始區(qū)，以彌補(bǔ)復(fù)制叉移動(dòng)慢的缺陷；

(4)岡崎片段的長(zhǎng)度短于原核細(xì)胞；

(5)復(fù)制被嚴(yán)格限制在細(xì)胞周期的S期；

(6)在第一輪復(fù)制完成前不能開(kāi)始第二輪復(fù)制；

(7)需要端粒酶解決端粒DNA末端復(fù)制的問(wèn)題。當(dāng)前76頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-36真核細(xì)胞DNA復(fù)制叉的結(jié)構(gòu)模型

當(dāng)前77頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-37T7噬菌體DNA末端DNA的復(fù)制

4.1.3.5線(xiàn)狀DNA末端復(fù)制的問(wèn)題凡是線(xiàn)狀DNA都有末端不好復(fù)制的難題，真核細(xì)胞細(xì)胞核DNA利用端粒酶來(lái)解決。其他類(lèi)型的線(xiàn)狀DNA則有其他的解決方法。當(dāng)前78頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.4DNA復(fù)制的高度忠實(shí)性

DNA復(fù)制具有高度的忠實(shí)性，有幾種機(jī)制保證了DNA復(fù)制的穩(wěn)定。4.1.4.1四種脫氧核苷三磷酸濃度的平衡細(xì)胞內(nèi)作為DNA合成前體的四種核苷三磷酸濃度的平衡對(duì)DNA復(fù)制的忠實(shí)性有很大的影響，負(fù)責(zé)合成脫氧核苷酸的核苷酸還原酶具有非常精細(xì)的調(diào)節(jié)機(jī)制以維持四種脫氧核苷三磷酸濃度的平衡。當(dāng)前79頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.4.2DNA聚合酶的高度忠實(shí)性

DNA聚合酶根據(jù)模板鏈的核苷酸序列，按照Waston-Crick方式選擇正確的核苷酸，其機(jī)制為幾何選擇和構(gòu)象變化。錯(cuò)誤的dNTP不能形成正確的幾何形狀，不適合進(jìn)入酶的活性中心；而正確的dNTP很容易進(jìn)入酶的活性中心。而且，一旦進(jìn)入酶活性中心，正確的dNTP與模板鏈上的相應(yīng)的核苷酸配對(duì)，酶的構(gòu)象被誘導(dǎo)迅速發(fā)生變化，使酶更好地包被堿基對(duì)，并采取合適的取向。如果錯(cuò)誤的dNTP進(jìn)入活性中心，酶構(gòu)象發(fā)生變化要慢10000倍。當(dāng)前80頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.4.3DNA聚合酶的校對(duì)4.1.4.4錯(cuò)配修復(fù)4.1.4.5使用RNA作為引物由于在DNA合成一開(kāi)始核苷酸難與模板鏈形成穩(wěn)定的雙螺旋，所以很容易發(fā)生錯(cuò)配。使用RNA作為引物，即使發(fā)生錯(cuò)配也沒(méi)有關(guān)系，因?yàn)镽NA最后要被降解。當(dāng)前81頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.5DNA復(fù)制的調(diào)控4.1.5.1原核細(xì)胞DNA復(fù)制起始的調(diào)控大腸桿菌DNA的復(fù)制起始由Dam甲基化酶和復(fù)制起始蛋白DnaA控制。親代DNA分子兩條鏈均被甲基化，剛形成的子代DNA在OriC的GATC序列上是半甲基化的，與細(xì)胞膜結(jié)合的一種抑制蛋白與OriC結(jié)合，使DnaA蛋白無(wú)法識(shí)別、結(jié)合OriC。只有當(dāng)Dam甲基化酶將子代DNA分子上的GATC序列全部甲基化后，抑制蛋白才與OriC脫離，DnaA蛋白才能與OriC結(jié)合，啟動(dòng)下一輪復(fù)制。當(dāng)前82頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-38甲基化對(duì)原核細(xì)胞DNA復(fù)制的調(diào)節(jié)

當(dāng)前83頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.5.2質(zhì)粒ColE1的復(fù)制調(diào)控

ColE1質(zhì)粒DNA編碼兩個(gè)負(fù)調(diào)控因子：反義RNA(RNA1)和Rop蛋白，它們控制了ColE1質(zhì)粒DNA復(fù)制起始所必需的引物合成。1.大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)RNA1的濃度決定了ColE1質(zhì)粒的復(fù)制起始頻率。(1)ColE1質(zhì)粒DNA復(fù)制所需的引物：RNA引物前體(RNA2)是以ColE1質(zhì)粒作為模板的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，轉(zhuǎn)錄起始于復(fù)制起點(diǎn)上游555個(gè)核苷酸處，經(jīng)RNaseH加工后成有活性的ColE1質(zhì)粒復(fù)制的引物。(2)RNA1的編碼區(qū)在RNA2編碼區(qū)的5ˊ末端，轉(zhuǎn)錄方向與RNA2相反，因此與RNA2的5ˊ末端互補(bǔ)。RNA1通過(guò)氫鍵配對(duì)與RNA2相互作用，改變了加工RNA2的二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而阻止了RNaseH加工RNA2，使其不能轉(zhuǎn)化為有活性的引物。RNaseH特點(diǎn)：只識(shí)別DNA-RNA雜合雙鏈，不識(shí)別RNA-RNA雜合雙鏈。

(3)RNA1與引物RNA分子的作用是可逆的，其強(qiáng)弱與RNA1

濃度有關(guān)。當(dāng)前84頁(yè)，總共108頁(yè)。結(jié)論：細(xì)胞內(nèi)RNA1的濃度決定了有活性的DNA復(fù)制所需的引物的生成。

2.Rop蛋白能提高RNA1與引物前體的相互作用，從而加強(qiáng)RNA1的負(fù)調(diào)控作用。

RNA1控制質(zhì)粒的拷貝數(shù)。

ColE1質(zhì)粒DNA復(fù)制所需的DNA聚合酶是宿主的DNA聚合酶I，轉(zhuǎn)錄反應(yīng)依賴(lài)宿主的RNA聚合酶。補(bǔ)充：反義RNA(antisenseRNA)反義RNA—能與其他RNA(常為mRNA)堿基互補(bǔ)的RNA。當(dāng)前85頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.5.3真核細(xì)胞DNA復(fù)制起始的調(diào)控真核細(xì)胞含有多個(gè)復(fù)制子，各復(fù)制子的復(fù)制都被限制在細(xì)胞周期的S期，但各復(fù)制子的啟動(dòng)并不同步。真核細(xì)胞DNA復(fù)制起始受兩種機(jī)制調(diào)控。4.1.5.3.1由執(zhí)照因子控制的正調(diào)控酵母細(xì)胞DNA復(fù)制的啟動(dòng)需要在各復(fù)制區(qū)起始區(qū)上形成起始區(qū)識(shí)別蛋白復(fù)合體(ORC)，這種復(fù)合體存在于DNA復(fù)制的全過(guò)程；隨后，一類(lèi)在細(xì)胞周期G1期就積累在細(xì)胞核的執(zhí)照因子被招募到ORC上促進(jìn)DNA復(fù)制的啟動(dòng)。執(zhí)照因子包括Cdc-6蛋白、Cdt-1蛋白和MCM蛋白。當(dāng)前86頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-39酵母細(xì)胞DNA復(fù)制的正調(diào)控

當(dāng)前87頁(yè)，總共108頁(yè)。4.1.5.3.2由增殖蛋白控制的負(fù)調(diào)控增殖蛋白存在于細(xì)胞周期的G2期，阻止MCM蛋白裝配到新合成的DNA分子上，從而有效地防止在同一個(gè)細(xì)胞周期內(nèi)重復(fù)發(fā)生DNA復(fù)制的啟動(dòng)。隨著有絲分裂的結(jié)束，增殖蛋白被降解稀釋?zhuān)谑莾蓚€(gè)子細(xì)胞在下一個(gè)細(xì)胞周期的S期能夠?qū)?zhí)照因子做出反應(yīng)，啟動(dòng)新一輪DNA復(fù)制。當(dāng)前88頁(yè)，總共108頁(yè)。4.2逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄不僅存在于逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活史中，也存在于原核生物和真核生物中。4.2.1逆轉(zhuǎn)錄病毒的結(jié)構(gòu)逆轉(zhuǎn)錄病毒顆粒包括外被、衣殼、基因組RNA。當(dāng)前89頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-40（1）逆轉(zhuǎn)錄病毒的結(jié)構(gòu)當(dāng)前90頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-40（2）逆轉(zhuǎn)錄病毒的詳細(xì)結(jié)構(gòu)

SU:表面糖蛋白TM：跨膜蛋白CA:衣殼蛋白MA:基質(zhì)蛋白NC：核衣殼蛋白R(shí)T：逆轉(zhuǎn)錄酶IN：整合酶PR：蛋白酶當(dāng)前91頁(yè)，總共108頁(yè)。圖4-41逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的結(jié)構(gòu)

當(dāng)前92頁(yè)，總共108頁(yè)。4.2.2逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活史常見(jiàn)的逆轉(zhuǎn)錄病毒包括勞氏肉瘤病毒、貓白血病病毒、小鼠乳腺腫瘤病毒、人類(lèi)免疫缺陷病毒HIV。4.2.2.1附著與融合受體是CD4蛋白，存在于胸腺細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成熟T-淋巴細(xì)胞、朗格罕氏細(xì)胞、神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和精子的表面。輔助受體是趨化因子受體CCR5或CXCR4。配體是病毒外被上的表面糖蛋白gp120和gp41。

HIV