dna複製的拓撲性質是什麼,DNA複製的拓撲性質是什麼

2021-05-03 22:21:55 字數 4417 閱讀 7838

1樓:小灰馬

在通常的平面幾何裡,把平面上的一個圖形搬到另一個圖形上,如果完全重合,那麼這兩個圖形叫做全等形。但是,在拓撲學裡所研究的圖形,在運動中無論它的大小或者形狀都發生變化。在拓撲學裡沒有不能彎曲的元素,每一個圖形的大小、形狀都可以改變。

例如,前面講的尤拉在解決哥尼斯堡七橋問題的時候,他畫的圖形就不考慮它的大小、形狀,僅考慮點和線的個數。這些就是拓撲學思考問題的出發點。

在拓撲學裡不討論兩個圖形全等的概念,但是討論拓撲等價的概念。比如,儘管圓和方形、三角形的形狀、大小不同,在拓撲變換下,它們都是等價圖形。左圖的三樣東西就是拓撲等價的,換句話講,就是從拓撲學的角度看,它們是完全一樣的。

在一個球面上任選一些點用不相交的線把它們連線起來,這樣球面就被這些線分成許多塊。在拓撲變換下,點、線、塊的數目仍和原來的數目一樣,這就是拓撲等價。一般地說,對於任意形狀的閉曲面,只要不把曲面撕裂或割破,他的變換就是拓撲變幻,就存在拓撲等價。

應該指出,環面不具有這個性質。比如像左圖那樣,把環面切開,它不至於分成許多塊,只是變成一個彎曲的圓桶形,對於這種情況,我們就說球面不能拓撲的變成環面。所以球面和環面在拓撲學中是不同的曲面。

直線上的點和線的結合關係、順序關係,在拓撲變換下不變,這是拓撲性質。在拓撲學中曲線和曲面的閉合性質也是拓撲性質。

拓撲異構酶(topoisomerase):通過切斷dna的一條或兩條鏈中的磷酸二酯鍵,然後重新纏繞和封口來改變dna連環數的酶。拓撲異構酶ⅰ、通過切斷dna中的一條鏈減少負超螺旋,增加一個連環數。

某些拓撲異構酶ⅱ也稱為dna促旋酶。

dna拓撲異構酶 dna topoisomerase 為催化dna拓撲學異構體相互轉變的酶之總稱。催化dna鏈斷開和結合的偶聯反應,為了分析體外反應機制,用環狀dna為底物。在閉環狀雙鏈dna的拓撲學轉變中,要暫時的將dna的一個鏈或兩個鏈切斷,根據異構體化的方式而分為二個型。

切斷一個鏈而改變拓撲結構的稱為ⅰ型拓撲異構酶(top- oisomeraseⅰ),通過切斷二個鏈來進行的稱為ⅱ型拓撲異構酶(topoisomeraseⅱ)。屬於ⅰ型的拓撲異構酶,有大腸桿菌的ω蛋白(ω-protein,由分子量11萬的單個多肽鏈所成)及各種真核細胞中存在的切斷-結合酶(nicking-closing enzyme,分子量約6萬5千—7萬的及分子量約10萬的)。ⅱ型拓撲異構酶,有存在於細菌中的dna促旋酶、噬菌體t4的拓撲異構酶ⅱ以及真核細胞中依賴atp的拓撲異構酶ⅱ等。

另外,噬菌體λ的irt基因產物和噬菌體φx174的基因a的產物等也具有切斷—結合酶的活性,可認為是拓撲異構酶之一種。ⅰ型拓撲異構酶不需要atp的能量而催化異構體化,作為反應的中間產物,在原核生物來說是遊離型的5′-oh末端扣3′-磷酸末端與酶形成共價鍵,而真核生物是3′-oh末端5′-磷酸末端與酶形成共價鍵。此酯鍵中所貯存的能量,可能在切斷端的再結合上起著作用。

ⅰ型拓撲異構化酶催化的反應有下列各種:使超螺旋dna在每一切斷—結合反應中,使l數(參見dna拓撲學異構體)發生一種變化,即鬆弛(relaxation)(圖1)。將互補的單鏈環狀dna轉變成具有螺旋結構的雙鏈環狀dna(圖 2),使單鏈dna打結(topological knot)或解結(圖3)。

另外在二個環狀雙鏈dna一個分子的一個鏈切斷時,形成鏈環狀二聚體的分子(ca-tenane)。在ⅱ型拓撲異構酶中,dna促旋酶可單獨催化閉環狀dna產生超螺旋,這是獨特的。其它二個型的酶,除可使超螺旋鬆弛也需要atp的能量外,還可催化促旋酶的催化反應。

真核細胞的拓撲異構酶ⅰ,參與核小體的形成,細菌的ω蛋白參與轉錄和某種轉位子的插入。促旋酶和t4拓撲異構酶ⅱ參與dna的複製和轉錄過程。

2樓:匿名使用者

舉例來說,在通常的平面幾何裡,把平面上的一個圖形搬到另一個圖形上,如果完全重合,那麼這兩個圖形叫做全等形。但是,在拓撲學裡所研究的圖形,在運動中無論它的大小或者形狀都發生變化。在拓撲學裡沒有不能彎曲的元素,每一個圖形的大小、形狀都可以改變。

例如,前面講的尤拉在解決哥尼斯堡七橋問題的時候,他畫的圖形就不考慮它的大小、形狀,僅考慮點和線的個數。這些就是拓撲學思考問題的出發點。

在拓撲學裡不討論兩個圖形全等的概念,但是討論拓撲等價的概念。比如,儘管圓和方形、三角形的形狀、大小不同,在拓撲變換下,它們都是等價圖形。左圖的三樣東西就是拓撲等價的,換句話講,就是從拓撲學的角度看,它們是完全一樣的。

在一個球面上任選一些點用不相交的線把它們連線起來,這樣球面就被這些線分成許多塊。在拓撲變換下,點、線、塊的數目仍和原來的數目一樣,這就是拓撲等價。一般地說,對於任意形狀的閉曲面,只要不把曲面撕裂或割破,他的變換就是拓撲變幻,就存在拓撲等價。

應該指出,環面不具有這個性質。比如像左圖那樣,把環面切開,它不至於分成許多塊,只是變成一個彎曲的圓桶形,對於這種情況,我們就說球面不能拓撲的變成環面。所以球面和環面在拓撲學中是不同的曲面。

直線上的點和線的結合關係、順序關係,在拓撲變換下不變,這是拓撲性質。在拓撲學中曲線和曲面的閉合性質也是拓撲性質。

拓撲異構酶(topoisomerase):通過切斷dna的一條或兩條鏈中的磷酸二酯鍵,然後重新纏繞和封口來改變dna連環數的酶。拓撲異構酶ⅰ、通過切斷dna中的一條鏈減少負超螺旋,增加一個連環數。

某些拓撲異構酶ⅱ也稱為dna促旋酶。

dna拓撲異構酶 dna topoisomerase 為催化dna拓撲學異構體相互轉變的酶之總稱。催化dna鏈斷開和結合的偶聯反應,為了分析體外反應機制,用環狀dna為底物。在閉環狀雙鏈dna的拓撲學轉變中,要暫時的將dna的一個鏈或兩個鏈切斷,根據異構體化的方式而分為二個型。

切斷一個鏈而改變拓撲結構的稱為ⅰ型拓撲異構酶(top- oisomeraseⅰ),通過切斷二個鏈來進行的稱為ⅱ型拓撲異構酶(topoisomeraseⅱ)。屬於ⅰ型的拓撲異構酶,有大腸桿菌的ω蛋白(ω-protein,由分子量11萬的單個多肽鏈所成)及各種真核細胞中存在的切斷-結合酶(nicking-closing enzyme,分子量約6萬5千—7萬的及分子量約10萬的)。ⅱ型拓撲異構酶,有存在於細菌中的dna促旋酶、噬菌體t4的拓撲異構酶ⅱ以及真核細胞中依賴atp的拓撲異構酶ⅱ等。

另外,噬菌體λ的irt基因產物和噬菌體φx174的基因a的產物等也具有切斷—結合酶的活性,可認為是拓撲異構酶之一種。ⅰ型拓撲異構酶不需要atp的能量而催化異構體化,作為反應的中間產物,在原核生物來說是遊離型的5′-oh末端扣3′-磷酸末端與酶形成共價鍵,而真核生物是3′-oh末端5′-磷酸末端與酶形成共價鍵。此酯鍵中所貯存的能量,可能在切斷端的再結合上起著作用。

ⅰ型拓撲異構化酶催化的反應有下列各種:使超螺旋dna在每一切斷—結合反應中,使l數(參見dna拓撲學異構體)發生一種變化,即鬆弛(relaxation)(圖1)。將互補的單鏈環狀dna轉變成具有螺旋結構的雙鏈環狀dna(圖 2),使單鏈dna打結(topological knot)或解結(圖3)。

另外在二個環狀雙鏈dna一個分子的一個鏈切斷時,形成鏈環狀二聚體的分子(ca-tenane)。在ⅱ型拓撲異構酶中,dna促旋酶可單獨催化閉環狀dna產生超螺旋,這是獨特的。其它二個型的酶,除可使超螺旋鬆弛也需要atp的能量外,還可催化促旋酶的催化反應。

真核細胞的拓撲異構酶ⅰ,參與核小體的形成,細菌的ω蛋白參與轉錄和某種轉位子的插入。促旋酶和t4拓撲異構酶ⅱ參與dna的複製和轉錄過程。

3樓:匿名使用者

簡單點的告訴你,就是像手一樣,結構是一樣的,但是會有左右之分,而且永遠都不重疊。

變個方向合成同樣的東西,但是永遠都不會是一摸一樣的。

4樓:瑤瑤王國

基因或dna是遺傳資訊的攜帶者,在細胞**過程中,親代細胞所含的遺傳資訊,完整地傳遞到兩個子代細胞。這個過程的實質問題是dna分子如何複製成完全相同的兩個拷貝,有許多酶和蛋白質參與複製過程,通過正確和完整的複製,親代dna的遺傳資訊真實地傳給子代,這是遺傳資訊一代一代傳遞下去的分子基礎,這也是本章的重點內容。但生物體內外環境存在著使dna分子損傷的因素,因此機體還必須有一套dna修復的機制。

最後還將介紹一些有關重組dna技術的概念和方法。

dna雙螺旋的兩股鏈是反向平行(antiparallel)的,新合成的兩股子鏈,一股的方向為5′→3′,另一股為3′→5′。那麼體內是否存在兩種dna聚合酶?一種催化核苷酸以5′→3′方向聚合,另一種以3′→5′方向聚合。

但從現知所有的dna聚合酶都只能催化5′→3′方向合成。這個問題直到2023年岡崎(okazaki)發現大腸桿菌dna複製過程中出現一些含1000 ~2000個核苷酸的片段,一旦合成終止,這些片段即連成一條長鏈。這種小片段被稱為岡崎片段(okazaki fragment)。

因此,複製時親代dna分子中那股3′→5′方向的母鏈作為模板,指導新鏈以5′→3′方向連續合成,此鏈稱為前導鏈(1eading strand)。在前導鏈延長1000 ~2000個核苷酸後,另一母鏈也作為模板指導新鏈也是沿5′→3′合成1 000 ~2 000個核苷酸的小片段,這就是岡崎片段。隨著鏈的延長,可以有許多個岡崎片段,這條稱

為隨從鏈(1agging strand)。可見,隨從鏈為不連續複製,所以dna為半不連續複製(semi-discontinuous replication),如圖12-2所示。複製後,這些岡崎片段由dna連線酶的作用而連線成完整的新鏈。

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