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DNA如何解旋并保持解旋状态

发布时间:2024/5/15 14:20:47   点击数:

什么是DNA解旋酶

DNA解旋酶是DNA复制的基本成分。DNA解旋酶的主要功能是解开双链DNA形成单链DNA。除了DNA复制,DNA解旋酶还参与转录、翻译、重组和DNA修复。原核DNA解旋酶如图1所示。

图1:原核DNA解旋酶

DNA如何解旋并保持解旋状态?

DNA是一种双链分子,可作为大多数生物体的遗传物质。两条DNA链通过氢键连接在一起。新的DNA是通过称为DNA复制的过程合成的。DNA复制是一个半保守的过程,两条链都作为模板。因此,必须解开两条链才能启动DNA复制。

DNA解旋酶是催化DNA解旋的酶。DNA的展开启动DNA复制。起源识别、初始DNA熔解和复制叉的最终形成是DNA复制起始所涉及的三个步骤。

起源识别——DNA复制在复制起点开始。在染色体中可以找到几个复制起点。环状双链DNA由单一复制起点组成。称为起源识别复合物(ORC)的多亚基DNA结合复合物负责识别复制起点。

初始DNA熔解-MCM(微型染色体维持)解旋酶负责真核生物中复制起点的初始熔解。在原核生物中,它由起源识别蛋白DnaA完成,然后将称为DnaB的六聚体解旋酶加载到融化的DNA中。

复制叉的形成——解旋酶继续展开过程,形成称为复制叉的结构。它们破坏了将两条互补链结合在一起的氢键。他们在这个过程中使用ATP形式的细胞能量。

图2显示了真核生物中DNA复制的启动。

双链DNA初步解链后,DNA聚合酶与复制起点结合并开始复制过程。随着复制的进行,复制叉通过未缠绕的DNA链进行。由于这些DNA解旋酶被困在两条链之间,因此避免了互补碱基的重新退火。

结论

DNA解旋酶是负责解开DNA以形成DNA复制、重组和修复所需的单链DNA的酶。它们分解将两条链结合在一起的两条链的互补碱基之间的氢键。未缠绕的DNA之间被捕获的DNA解旋酶阻止了重新退火。



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