Mindmap --- 真核生物

现代分子生物学 思维导图 — DNA 的复制之真核生物。

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• 真核生物
  • 复制方式：多点复制
    • 真核生物在完成全部复制之前，各个起始点上的 DNA 复制不能再开始；而原核生物则在起始点上可连续开始新的 DNA 复制
    • 自主复制序列 (autonomous replicating sequence, ARS) 这个序列是染色体正常起始复制 所必需的。所有的 ARS 的 DNA 均有一段保守序列: -A (T) TTTAT (C) A (G) TTTA (T)- ARS 能结合起始点识别复合物 (origin recognition complex, ORC)。
  • 真核生物 DNA 每个细胞周期只精确复制一次，只在 S 期进行。第一批复制子的 激活标志着 S 期的开始。之后其余的复制子相继启动复制。
  • DNA 复制起始过程
    • 真核细胞复制的起始需要在前复制复合物 pre-RC 的指导下进行。对指导复制 起始的序列进行识别 (复制器选择) 发生在 G1 期。
    • 细胞周期蛋白依赖性激酶调控前复制复合体的形成和激活
    • 已发现 15 种真核 DNA 聚合酶，在哺乳动物细胞中有 5 种:
      • Pol α: 作为引发酶合成 RNA 引物，然后作为 DNA 聚合酶延伸此段 RNA 引物；合成数百 个碱基后，将后续的延伸过程交给 Pol δ 与 ε。
      • Pol β: 在 DNA 修复中起作用。
      • Pol γ: 复制线粒体 DNA。
      • Pol δ:Pol δ 与 Pol ε 是真核细胞的主要 DNA 聚合酶。
      • Pol ε: 填补引物空隙，切除修复，重组。
    • 去除 RNA 引物：
      • RNA 酶 H1 切断 DNA-RNA
      • FEN1 蛋白酶降解 RNA 片段
  • 末端复制难题：在 DNA 复制过程中随着引物的移走，后随链末端总有相当于引物长度的一小段不能完整复制下载，这势必会导致 DNA 分子越来越短
  • 端粒
    • 是真核细胞染色体末 端的特殊结构；由末端 DNA 和蛋白质组成 的复合体；端粒 DNA 由多次串联重复的短 序列构成。
    • 端粒功能：稳定染色体末端结构，防止染 色体间末端连接，并补偿新生链 5’末端在 消除引物后造成的空缺。
    • 端粒酶：将自身 RNA 模板合成的 DNA 重复序列 加在后随链亲链的 3’端，然后再以延长了的 亲链为模板，由 DNA 聚合酶合成子链。
    • 端粒的形成过程：（“爬行模型”）
      • 1、端粒酶 RNA 与 DNA 链突出的 3’端序列配对结合
      • 2、端粒酶发挥逆转录酶活性，以自身 RNA 为模板，催化 DNA 链 3’端延长一个单位的长度；
      • 3、端粒酶向前移位；
      • 4、重复第 2 步和第 3 步；
      • 5、端粒酶离开；由 RNA 引物引导，DNA 聚合酶以 延长的 3’端序列为模板来填补互补链的 5’端；DNA 连接酶缝合切口；
      • 6、去除 RNA 引物
      • 7、端粒 DNA 结合蛋白结合其上。