Question

dna多起点复制发生在原核生物吗？这有何意义，具体要怎么执行呢？

Answer 1

不发生，多起点双向复制发生在真核生物中，原核生物是单起点双向复制。真核生物因为细胞内含有核膜，并且蛋白质的需求量高，所以多起点复制有效的加快了复制的效率，方便后续的转录和翻译。具体是DNA双螺旋的解旋

DNA在复制的时候，在DNA解旋酶的作用下，双链首先解开，形成了复制叉，而复制叉的形成则是由多种蛋白质和酶参与的较复杂的复制过程

（1）单链DNA结合蛋白（single—stranded DNA binding protein,ssbDNA蛋白）

ssbDNA蛋白是较牢固结合在单链DNA上的蛋白质。原核生物ssbDNA蛋白和DNA结合时表现出协同效应：如果第一个ssbDNA蛋白结合到DNA上去能力为1，第二个的结合能力可高达103；真核生物细胞里的ssbDNA蛋白与单链DNA结合时则不表现上述效应。ssbDNA蛋白作用是保证解旋酶解开的单链在复制完成前能保持单链结构，以四聚体的形式存在于复制叉处，等待单链复制后才脱下来，重新循环。因此，ssbDNA蛋白仅保持单链的存在，是不起解旋作用。

（2）DNA解链酶（DNA helicase）

DNA解链酶可以通过水解ATP获得能量以解开双链DNA。这一种解链酶分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在。若双链DNA中有单链末端或切口，则DNA解链酶能首先结合在这一部分，然后逐步向双链的方向移动。复制时，大部分DNA解旋酶沿滞后模板的5’—〉3’方向并随着复制叉的前进而移动，只有个别解旋酶（Rep蛋白）是沿着3’—〉5’方向移动。因而推测Rep蛋白和特定DNA解链酶是分别在DNA的两条母链上协同作用以解开双链DNA。

（3）DNA解链过程

DNA在复制前不仅为双螺旋而且处于超螺旋状态，而超螺旋状态的存在为解链前的必须结构状态，参与解链的除解链酶外有一些特定蛋白质，比如大肠杆菌中的Dna蛋白等。一旦DNA局部双链被解开，就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开单链，保证此局部不会恢复为双链。两条单链DNA复制的引发过程是有所差异，可是不论是前导链还是后随链，都需要一段RNA引物用于开始子链DNA合成。因此前导链和后随链的差别在于前者从复制起始点开始按5’—3’持续的合成下去、不形成冈崎片段、后者则随着复制叉的出现、不断合成长约2—3kb的冈崎片段。

冈崎片段与半不连续复制

因为DNA的两条链是反向平行的，所以在复制叉附近解开的DNA链，一条为5’—〉3’方向，另一条为3’—〉5’方向，两个模板极性是不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均为5’—〉3’方向，不为3’—〉5’方向，所以无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。解释DNA两条链各自模板合成子链等速复制现象，日本的学者冈崎（Okazaki）等人提出了DNA的半不连续复制（semidiscontinuous replication）模型。在1968年，冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌，提取DNA，变性之后用超离心方法得到了许多3H标记的，被后人称作为冈崎片段的DNA。延长标记时间之后，冈崎片段可转变为成熟的DNA链，所以这些片段必然是复制过程中的中间产物。另一个实验也证明DNA复制过程里首先合成较小的片段，即用DNA连接酶温度敏感突变株进行的试验，在连接酶不起作用的温度中，便产生大量小DNA片段积累，表明DNA复制过程里至少有一条链首先合成较短的片段，之后再由连接酶链成大分子DNA。一般说，原核生物的冈崎片段比真核生物长。深入研究还可证明，前导链的连续复制与滞后链的不连续复制在生物界具有普遍性，故称为DNA双螺旋的半不连续复制

Answer 2

原核生物DNA一般是单起点复制，真核生物DNA为多起点复制。

DNA分子的复制过程是首先DNA分子在解旋酶的作用下解旋成两条单链，解开的两条单链分别作为DNA复制的模板，在DNA聚合酶的作用下，按照碱基互补配对原则形成子链。子链和模板链双螺旋形成新的DNA分子。

DNA分子的复制是边解旋边复制的过程，且真核细胞DNA分子的复制具有多起点复制的特点，并且均是以亲代DNA分子的一条链作为模板进行半保留复制。这种半保留、多起点的复制方式不仅保持了前后代的稳定性，而且还加速了DNA的复制过程。