二、DNA复制的起始阶段:
(一)DNA复制的起始点
很多实验都证明:复制是从DNA分子上的特定部位开始的,这一部位叫做复制起始点(originof replication)常用ori或o表示。细胞中的DNA复制一经开始就会连续复制下去,直至完成细胞中全部基因组DNA的复制。DNA复制从起始点开始直到终点为止,每个这样的DNA单位称为复制子或复制单元(replicon)。在原核细胞中,每个DNA分子只有一个复制起始点,因而只有一个复制子,而在真核生物中,DNA的复制是从许多起始点同时开始的,所以每个DNA分子上有许多个复制子。
DNA复制起始点有结构上的特殊性,例如:大肠杆菌染色体DNA复制起始点Oric由422个核苷酸组成,是一系列对称排列的反向重复序列,即回文结构(palindrome),其中有9个核苷酸或13个核苷酸组成的保守序列,这些部位是大肠杆菌中DnaA蛋白识别的位置,大肠杆菌染色体DNA是环状双链DNA,它的复制是典型的“θ”型复制(由于形状像希腊字母θ)。从一个起点开始,同时向两个方向进行复制,当两个复制方向相遇时,复制就停止。而有些生物的DNA复制起始区是一段富含A·T的区段。这些特殊的结构对于在DNA复制起始过程中参与的酶和许多蛋白质分子的识别和结合都是必须的。
(二)DNA复制的方向:
(1)定点开始双向复制:
这是原核生物和真核生物DNA复制最主要的形式,从一个特定位点解链,沿着两个相反的方向各生长出两条链,形成一个复制泡,用电子显微镜可以观察到复制泡的存在(图16-5)。
图16-5 SV40DNA;复制泡生长的电镜图谱
(2)定点开始单向复制:
质粒colE1是个典型的例子,复制从一个起始点开始,以同一方向生长出两条链,形成一个复制叉(replication fork)。
(3)两点开始单向复制:
腺病毒DNA的复制是从两个起点开始的,形成两个复制叉,各以一个单一方向复制出一条新链(图16-6)。
图16-6 DNA的半不连续复制和复制泡的形成
总之DNA复制的起点及方向不仅原核细胞与真核细胞不同,就是同属于原核生物和真核生物的不同种属也有相当大的差异(图16-7)。
图16-7 DNA链生长方向的三种机制