在DNA复制终止阶段令人困惑的一个问题是,线性DNA分子两端是如何完成其复制的?
已知DNA复制都要有RNA引物参与.当RNA引物被切除后,中间所遗留的间隙由DNA聚合Ⅰ所填充.但是,在线性分子的两端以5→3为模板的滞后链的合成,其末端的RNA引物被切除后是无法被DNA聚合酶所填充的.
在研究T7DNA复制时,这个问题部分地得到了解决.T7DNA两端的DNA序列区有160bp长的序列完全相同.而且,在T7DNA复制时,产生的子代DNA分子不是一个单位T7DNA长度,而是许多单位长度的T7DNA首尾连接在一起.T7DNA两个子代DNA分子都会有一个3端单链尾巴,两个子代DNA的3端尾巴以互补结合形成两个单位T7DNA的线性连接.然后由DNA聚合酶Ⅰ填充和DNA连接酶连接后,继续复制便形成四个单位长度的T7DNA分子.这样复制下去,便可形成多个单位长度的T7DNA分子.这样的T7DNA分子可以被特异的内切酶切开,用DNA聚合酶填充与亲代DNA完全一样的双链T7DNA分子.
在研究痘病毒复制时,发现了线性DNA分子完成末端复制的第二种方式.痘病毒DNA在两端都形成发夹环状结构.DNA复制时,在线性分子中间的一个复制起点开始,双向进行,将发夹环状结构变成双链环状DNA.然后,在发夹的中央将不同DNA链切开,使DNA分子变性,双链分开.这样,在每个分子两端形成一个单链尾端要以自我互补,形成完整的发夹结构,与亲代DNA分子一样.在真核生物染色体线性DNA分子复制时,尚不清楚末端的复制过程是怎样进行的.也可能像痘病毒那样形成发夹结构而进行复制.
对腺病毒的研究发现了第三种线性DNA分子完成末端复制的方式.腺病毒基因组DNA是双链线性DNA,两端是倒转重复序列.复制时采用自身合成的一种蛋白质,末端蛋白（TP）,它能结合在腺病毒基因组DNA的末端,DNApol能够利用TP上的Ser-OH起始DNA复制,复制的方式是单链连续式复制（即只进行一条单链的复制）；置换出来的另一条单链通过末端的倒转重复序列形成茎环结构,由TP引导完成这条单链的复制.由于没有使用到RNA引物,不存在末端短缩的问题.
但进一步的实验表明,真核生物染色体末端DNA复制是由一种特殊的酶（即端粒酶）将一个新的末端DNA序列加在刚刚完成复制的DNA末端.这种机制首先在四膜虫中发现.该生物细胞的线性DNA分子末端有30-70拷贝的5'TTGGGG3'序列,该细胞中存在一种酶可以将TTGGGG序列加在事先已存在的单链DNA末端的TTGGGG序列上.这样有较长的末端单链DNA,可以被引物酶重新引发或其他的酶蛋白引发而合成RNA引物,并由DNA聚合酶将其变成双链DNA.这样就可以避免其DNA随着复制的不断进行而逐渐变短. 在DNA复制终止阶段令人困惑的一个问题是,线性DNA分子两端是如何完成其复制的?
已知DNA复制都要有RNA引物参与.当RNA引物被切除后,中间所遗留的间隙由DNA聚合Ⅰ所填充.但是,在线性分子的两端以5→3为模板的滞后链的合成,其末端的RNA引物被切除后是无法被DNA聚合酶所填充的.
在研究T7DNA复制时,这个问题部分地得到了解决.T7DNA两端的DNA序列区有160bp长的序列完全相同.而且,在T7DNA复制时,产生的子代DNA分子不是一个单位T7DNA长度,而是许多单位长度的T7DNA首尾连接在一起.T7DNA两个子代DNA分子都会有一个3端单链尾巴,两个子代DNA的3端尾巴以互补结合形成两个单位T7DNA的线性连接.然后由DNA聚合酶Ⅰ填充和DNA连接酶连接后,继续复制便形成四个单位长度的T7DNA分子.这样复制下去,便可形成多个单位长度的T7DNA分子.这样的T7DNA分子可以被特异的内切酶切开,用DNA聚合酶填充与亲代DNA完全一样的双链T7DNA分子.
在研究痘病毒复制时,发现了线性DNA分子完成末端复制的第二种方式.痘病毒DNA在两端都形成发夹环状结构.DNA复制时,在线性分子中间的一个复制起点开始,双向进行,将发夹环状结构变成双链环状DNA.然后,在发夹的中央将不同DNA链切开,使DNA分子变性,双链分开.这样,在每个分子两端形成一个单链尾端要以自我互补,形成完整的发夹结构,与亲代DNA分子一样.在真核生物染色体线性DNA分子复制时,尚不清楚末端的复制过程是怎样进行的.也可能像痘病毒那样形成发夹结构而进行复制.
对腺病毒的研究发现了第三种线性DNA分子完成末端复制的方式.腺病毒基因组DNA是双链线性DNA,两端是倒转重复序列.复制时采用自身合成的一种蛋白质,末端蛋白（TP）,它能结合在腺病毒基因组DNA的末端,DNApol能够利用TP上的Ser-OH起始DNA复制,复制的方式是单链连续式复制（即只进行一条单链的复制）；置换出来的另一条单链通过末端的倒转重复序列形成茎环结构,由TP引导完成这条单链的复制.由于没有使用到RNA引物,不存在末端短缩的问题.
但进一步的实验表明,真核生物染色体末端DNA复制是由一种特殊的酶（即端粒酶）将一个新的末端DNA序列加在刚刚完成复制的DNA末端.这种机制首先在四膜虫中发现.该生物细胞的线性DNA分子末端有30-70拷贝的5'TTGGGG3'序列,该细胞中存在一种酶可以将TTGGGG序列加在事先已存在的单链DNA末端的TTGGGG序列上.这样有较长的末端单链DNA,可以被引物酶重新引发或其他的酶蛋白引发而合成RNA引物,并由DNA聚合酶将其变成双链DNA.这样就可以避免其DNA随着复制的不断进行而逐渐变短.