1.4 DNA复制的化学过程——The Chemistry of DNA Replication

  • DNA复制的底物——引物-模版接头(primer:template junction——PTJ)

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    引物在3‘端有一个未被占领的羟基(OH),羟基进攻脱氧核苷三磷酸(dNTP)上的$\alpha$-磷酸基,并脱去一分子焦磷酸盐(pyrophosphate),从而完成这个催化反应。只有在这个碱基与模版上的碱基正确配对时,反应才会发生

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    • 为什么要用三磷酸盐?而不是二磷酸盐之类的

      这里提到的所有前体都是三磷酸盐,一个重要原因是,第二个反应分解了两个磷酸互相结合成的焦磷酸盐,得到两分子磷酸,这样就推动了反应,从而使这个反应变得不可逆

      在焦磷酸酶(pyrophosphotase)作用下,这个反应的$\Delta G$=-7千卡,并且不可逆,没有焦磷酸酶的话,$\Delta G$=-3.5千卡。为了确保这个反应正向进行,细胞不仅释放焦磷酸酶,而且迅速捕获焦磷酸,并将它分解为两分子磷酸

    • 反应是怎样被催化的?

      DNA聚合酶(DNA polymerase)催化了反应,它需要什么条件呢?

      1. 需要一个3’羟基端引物(3’ OH primer)

      2. 引物必须与另一条更长的单链DNA退火(变性的DNA重新恢复为双螺旋的过程),也就是需要3’羟基端引物紧挨着单链DNA

        1、2结合在一起就是引物-模板接头——底物

      3. 需要全部四种dNTP(除非你要复制的聚合物只有一种碱基对

      4. 加入的dNTP必须能与模板进行碱基配对

      5. DNA的合成方向往往是5’端到3‘端,这是为啥呢?

        这个化学反应要通过合成DNA来延伸(引物的)3’羟基端,始终是引物被延长,当你说5’端到3’端的时候,就不用担心搞不清这是指模板还是引物