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DNA復制體結構和工作原理首次被揭示----中國科學院

文章來源:中國科學院    時間:2019-03-08


DNA復制分子機制的研究一直是生命科學中最基本的問題之一。近日,美國國立衛生研究院杰出研究員楊薇課題組揭示了DNA復制體的結構和工作原理,相關成果發表在《科學》上。

DNA的復制由多個蛋白組成的復制體協同完成,這些蛋白包括DNA聚合酶、DNA螺旋酶、引發酶和若干輔助蛋白。早在60年前,人們就已經確認DNA是遺傳物質,并且解析出了DNA的雙螺旋結構。然而直到今天,復制體如何在DNA上組裝并協同完成復制,依然沒有明確的答案。

研究人員利用冷凍電鏡技術,研究了模式生物T7噬菌體的DNA復制機制,并獲得了第一個復制體復制DNA的三維結構。

在DNA復制過程中,雙鏈DNA被解旋成前導鏈和滯后鏈,分別作為復制模板,前導鏈和滯后鏈則共同形成一個被稱作“復制叉”的結構。

研究者發現,DNA聚合酶、螺旋酶和引發酶緊密結合在“T形”的復制叉周圍,形成一個多層緊密分子結構。前導鏈和滯后鏈分別被DNA聚合酶和DNA螺旋酶捕獲,兩個酶向相反的方向拉伸母鏈DNA,協同完成母鏈DNA的解旋。先導鏈直接被DNA聚合酶復制,而滯后鏈穿過螺旋酶后,先后被滯后鏈上的引發酶和DNA聚合酶捕獲,作為復制模板被復制。

研究人員捕捉到復制體尤其是螺旋酶在復制過程中的多個分子構象,揭示了DNA復制的動態過程。這項研究是科學家第一次看到真正的復制叉。

 
 
 
 

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