在 DNA 复制中，前导链在 5' 至 3' 方向上连续合成，与复制叉的运动相匹配。在 DNA 聚合酶 III 的促进下，其合成过程非常顺利。相反，滞后链在远离复制叉的 3' 至 5' 方向上以短冈崎片段不连续地合成。
关键精华
- 前导链进行连续复制，而滞后链进行不连续复制。
- DNA 聚合酶 III 合成前导链，而 DNA 聚合酶 I 合成滞后链。
- 前导链的引物比滞后链少，需要多个引物才能合成冈崎片段。
领先的 DNA 链与落后的 DNA
Leading Strand 在复制叉运动的 5'3 方向上连续复制。 前导链不需要 RNA 引物。 滞后链在与复制叉运动相反的 3'5 方向上不连续地复制。 它需要 RNA 引物。
对比表
| 专栏 | 前导链 | 滞后链 |
|---|---|---|
| 综合 | 持续 | 不连续（冈崎片段） |
| 合成方向 | 与复制叉运动相同（5′至3′） | 与复制叉运动相反（3′ 至 5′） |
| 所需引物数量 | 一个 | 每个冈崎片段有多个 |
| DNA 连接酶的要求 | 没有 | 是的，加入冈崎片段 |
| 相对于复制叉的增长 | 远离复制叉 | 走向复制叉 |
什么是领先的 DNA 链？
概述
DNA 主导链是 DNA 复制的重要组成部分，有助于遗传信息的忠实复制。它的合成在复制过程中连续高效地发生，保证了整个DNA分子的快速准确复制。
合成过程
DNA 主导链的合成从复制起点开始，DNA 双螺旋在此处展开形成复制叉。 DNA 解旋酶在复制叉之前解开双螺旋，创建用于复制的单链 DNA 模板。然后 Primase 在前导链模板的 3' 端合成短 RNA 引物。
引物合成后，DNA 聚合酶 III（主要的复制聚合酶）与 RNA 引物结合并启动 DNA 合成。它沿 5' 至 3' 方向拉长前导链，沿着模板链向复制叉连续移动。当 DNA 聚合酶 III 合成前导链时，它会取代亲本 DNA 链，随后将其用作滞后链合成的模板。
前导链的连续合成确保了DNA分子的高效且协调的复制。 DNA 聚合酶 III 沿着模板链以高持续性移动，以极高的保真度添加与亲本 DNA 链互补的核苷酸。随着复制叉的进展，前导链迅速伸长，从而实现遗传物质的快速而准确的复制。
组蛋白的作用
组蛋白通过促进 DNA 模板的可及性并在复制过程中稳定核小体结构，在 DNA 复制中发挥重要作用。这些组蛋白形成核小体核心的一部分，DNA 包裹在核小体核心周围形成染色质。在复制过程中，组蛋白必须暂时移位，以允许复制机制进入 DNA 模板。
什么是滞后 DNA 链？
概述
滞后 DNA 链是 DNA 复制的基本组成部分，与前导链协同工作，以确保遗传物质的准确和完整复制。与前导链不同，滞后链以称为冈崎片段的短片段不连续地合成，需要专门的机制来确保有效复制。
合成过程
滞后 DNA 链的合成与前导链同时发生，但以相反的方向进行。随着复制叉的进展，DNA 解旋酶解开双螺旋，生成用于复制的单链 DNA 模板。 Primase 沿着滞后链模板每隔一段时间合成短 RNA 引物。
然后 DNA 聚合酶 III 与 RNA 引物结合并启动 DNA 合成，在远离复制叉的 5' 至 3' 方向合成短冈崎片段。每个冈崎片段的长度范围为 100 至 1000 个核苷酸。滞后链的不连续合成需要引物酶定期合成 RNA 引物以启动每个片段。
当 DNA 聚合酶 III 合成冈崎片段时，它最终会遇到相邻片段的前面的 RNA 引物。此时，酶以 5' 至 3' 方向合成 DNA，置换 RNA 引物并在片段之间留下间隙。然后 DNA 聚合酶 I 去除 RNA 引物并用 DNA 核苷酸填充间隙，合成与滞后链模板互补的连续 DNA 链。
前导 DNA 链和滞后链之间的主要区别
- 合成方向：
- 引导链：在 5' 至 3' 方向连续合成，与复制叉运动的方向相匹配。
- 滞后链：在远离复制叉的 5' 至 3' 方向上不连续合成，导致形成冈崎片段。
- 入门要求：
- 前导链：在复制起点仅需要一个 RNA 引物即可启动合成。
- 滞后链：需要多个 RNA 引物，沿着模板间隔开，以启动每个冈崎片段的合成。
- 合成效率：
- 前导链：由于其连续性，可以高效、快速地合成，从而导致 DNA 分子的快速复制。
- 滞后链：由于其不连续性，合成效率较低，需要合成和处理多个冈崎片段，导致复制速度较慢。
- 冈崎碎片形成：
- 前导链：不形成冈崎片段；合成连续进行，不间断。
- 滞后链：由于合成的不连续性，形成冈崎片段，导致产生必须连接在一起的短 DNA 片段。
- 聚合酶运动：
- 引导链：DNA 聚合酶沿着模板链连续向复制叉移动。
- 滞后链：DNA 聚合酶以不连续的方式移动，合成远离复制叉的冈崎片段。
- 处理机制：
- 引导链：需要最少的处理；合成的 DNA 直接掺入正在生长的链中。
- 滞后链：需要额外的处理步骤，例如 RNA 引物去除、间隙填充和冈崎片段连接，以生成连续的 DNA 链。
- https://science.sciencemag.org/content/300/5623/1300.abstract
- https://www.embopress.org/doi/abs/10.1093/emboj/18.22.6561
最后更新：28 年 2024 月 XNUMX 日
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