问答题 试述环状DNA分子的复制方式。
【正确答案】
【答案解析】原核生物的DNA分子大多是环状双链分子,DNA的复制主要通过两种方式:θ复制和滚环复制。
(1)θ复制 大肠杆菌DNA复制按θ模型进行,复制从环状双链DNA特定的复制点开始,以正负两链为模板双向进行。这时正链膨大,负链内陷,形成θ形状,一条新生子链沿母链(+)链内侧延长,另一条子链沿母链(—)外侧延长,当延长到一定长度时,由DNA连接酶连接闭环,形成两个子代DNA分子。
(2)滚环复制 这是一种单向复制的特殊形式。中ΦX174噬菌体的DNA为单链环状,在复制时首先合成一条互补链(负链),形成环状双链,这种环状双链DNA称复制型,然后由复制型通过滚环复制出许多子代DNA分子。复制型分子中的正链由内切酶切开,游离出3"-0H端和5"-P,5"端被固定在细胞膜上。在DNA聚合酶催化下,以逆时针滚动的负链环为模板,以正链3"-OH为引物,复制出新的正链。在复制正链时,负链环配合正链的复制,进行逆时针转动。与此同时,已固定在膜上的亲代正链也作为模板合成出新的负链。当达到一定长度时,正负链被切割下来,经连接酶的作用形成双链环状分子。
(3)D-环复制 这也是一种单向复制的特殊形式。真核生物mtDNA复制属于D环模式,两条链复制是高度不对称的。复制时,在固定点解开,以负链为模板顺时针进行子代正链的复制,当子代正链复制到整个环的2/3时,又以亲代正链为模板逆时针方向合成子代负链,复制到一定程度时,正负链分开,两链继续复制并闭环,但正链先于负链完成复制。