復制子的概念-能夠存活和自我復制!生物常識
復制子 (replicon) 是在細胞中任何的DNA (或RNA) 分子,能夠存活和自我復制。 伯氏疏螺旋菌 (Borrelia burgdorferi),造成萊姆癥 (Lyme disease),它有直線狀染色體的末端髮夾狀序列。變鉛青鏈黴菌 (Streptomyces lividans),一種土壤中的生物體,有蛋白質以共價鍵的結合至染色體末端。 質體 (plasmid) 是另一群的復制子 (replicons)。它們是屬于多馀的自我復制分子,對于宿主細胞生存是不需要的
在真核細胞中復制直線狀DNA 雖然DNA聚合酶只可以延長,而非初始,但新合成的DNA復制初始必須有RNA引子輔助。因為合成DNA的方向是從5’- 到3’-,當線狀的DNA復制時,每個RNA引子必須正確位于5’-末端的每個新合成DNA股。當末端RNA引子被移除時,RNA引子結合的位置不會有DNA取代,DNA聚合酶不會結合在此位置并做延長。如果沒有辦法去解決這樣的問題,每回合復制時,DNA分子將縮短一個RNA引子長度。環狀原核細胞DNA分子,沒有末端所以沒有這樣的問題。 真核細胞為適應這樣復制線狀DNA問題,發展出一套位于染色體尾端稱為端粒 (telomere) 的構造。
端粒包含多種連續重復片段的短序列,通常是6-堿基 (TTAGGG,在脊椎動物身上包括人類)。在每一個復制週期,染色體縮短并且許多端粒重復序列會遺失。此外,在每個週期之后細胞在端粒酶(telomerase) 存在時,遺失的DNA稍候被加入許多6-堿基對重復序列到3’-末端。端粒酶帶著小片段的RNA,配對到6-堿基對的端粒重復序列,讓端粒酶可以是辨識端粒序列,并且提醒端粒酶哪一段序列應該加入。
在端粒酶延長3’-端后,可以藉由正常的RNA引子啟動 (priming)、利用DNA聚合酶延伸和接合酶 (ligase) 相連,補入配對股。端粒重復片段也可以保護染色體末端,以防被外切酶降解。 |