DNA拓扑异构酶
DNA复制的酶学DNA复制的体系底物dNTPdATPdGTP
复制相关蛋白的基因：dna A、dna B、 dna C… …dna X
相应的表达产物蛋白质：Dna A、Dna B、
Dna C … …Dna X
Dna A：辨认复制起始位点
Dna B：解螺旋酶
Dna C：辅助解螺旋酶使其在起始点上
结 合并打开双链。
(二) 单链DNA结合蛋白 (SSB) :
拓扑：是指物体或图像作弹性移位而又保 持物体不变的性质。 拓扑异构酶：是一类可改变DNA拓扑性质 的酶。对DNA分子的作用是既能水解、又
能连接磷酸二酯键。可松弛DNA超螺旋，
有利于DNA解链。
拓扑异构酶I（topo I）: • 在原核生物曾被称为－蛋白。
• 主要作用是切开DNA双链中的一股，使
第二节
DNA复制的酶学
DNA复制的体系
底物：dNTP (dATP、dGTP 、 dCTP 、dTTP) ；
聚合酶(polymerase)：依赖DNA的DNA聚合酶，
简写为DNA-pol或DDDP；
模板(template)：解开成单链的DNA母链；
引物(primer)：提供3´-OH末端的寡核苷酸；
解开并理顺DNA双链，维持DNA
处于单链状态。主要有解螺旋酶、 DNA拓扑异构酶和单链DNA结合蛋白。
(一) 解螺旋酶 (helicase) :
模板对复制的指导作用在于碱基的准确 配对，而碱基却埋在双螺旋的内部。只有把
DNA解开成单链，它才能起模板作用。
解螺旋酶是最早发现的与复制有关的蛋
白质，当时称为rep蛋白。作用是利用ATP供
5'
(二) DNA聚合酶的种类
1. 原核生物的DNA聚合酶
pol-I pol-II pol-III
DNA复制的酶学DNA复制的体系底物dNTPdATPdGTP-2022年学习资料
拓扑异构酶Itopo I:-·在原核生物曾被称为0一蛋白。-·主要作用是切开DNA双链中的一股，使-DNA 链旋转中不打结，DNA变为松弛-状态再封闭切口。
拓扑异构酶IⅡ（topoⅡ：-。-在原核生物又叫旋转酶gyrase。-·能切断DNA双链，使螺旋松弛。在A P参-与下，松弛的DNA进入负超螺旋，再连接-断端。
二DNA聚合酶的种类-1.原核生物的DNA聚合酶-pol-I-pol-II-pol-IⅢ-5→3聚合酶活性 +-3→5外切酶活性-5°→3外切酶活性-一-切除引物-功-能-填补空隙-不清-复制的-主要酶-修复合成
DNA-pol I:-。单一肽链的大分子-曾被称为复制酶replicase-·含量最多-·可被水解成两个片 --小片段N端：具有5′→3'外切酶活性；--大片段C端：具有聚合活性和3'5”-外切酶活性，也称为Kle ow片段，是常-用的工具酶。
三复制的保真性fidelity-至少依赖三种机制：-1.遵守严格的碱基配对规律；-2.聚合酶在复制延长中对 基的选择功能；-3.复制中的即时校读功能。
二、解旋解链酶类-解开并理顺DNA双链，维持DNA-处于单链状态。主要有解螺旋酶、-DNA拓扑异构酶和单链 NA结合蛋白。
一解螺旋酶helicase:-模板对复制的指导作用在于碱基的准确-配对，而碱基却埋在双螺旋的内部。只有把NA解开成单链，它才能起模板作用。-解螺旋酶是最早发现的与复制有关的蛋-白质，当时称为rep蛋白。作用是利 ATP供-能，解开DNA双链。
引发体primosome:-·是由DnaB、DnaA、DnaC以及其他复制-因子一起形成复合体，再结合引物 形成-较大的聚合体，结合到模板DNA上。-·复制开始时，在引发体的下游解开双链，-再由引物酶催化引物的合成
拓扑异构酶功能-概述说明以及解释
拓扑异构酶功能-概述说明以及解释1.引言1.1 概述拓扑异构酶是一类具有重要生物功能的酶。
拓扑异构酶的功能主要涉及DNA的拓扑结构调控，它们以调节DNA的旋转、环化和切割等方式对DNA分子进行拓扑学的调整和重排。
通过这些拓扑结构的调控，拓扑异构酶在维持DNA的结构完整性、保证DNA复制和转录等关键生物过程的进行中起着重要作用。
拓扑异构酶的重要性可以从多个方面来说明。
首先，它们参与了DNA 复制、转录和重组等基本生物学过程，在维持基因组的稳定性和一致性方面具有关键作用。
其次，拓扑异构酶还参与了细胞的调控和应激响应等生命活动，对于细胞的正常生理状态至关重要。
此外，一些拓扑异构酶还在细胞凋亡、肿瘤发生等疾病过程中发挥了重要作用，因此对拓扑异构酶的研究也具有重要的临床意义。
在最新的研究中，拓扑异构酶的调控机制和作用方式也得到了深入的研究和探索。
通过对拓扑异构酶的结构和功能的分析，科学家们发现了多种拓扑异构酶的亚型和亚基，揭示了它们在结构、催化机制和调节路径中的差异和相似之处。
这些发现不仅拓宽了我们对拓扑异构酶的认识，也为相关疾病的诊断和治疗提供了新的思路。
综上所述，拓扑异构酶作为一类具有重要生物功能的酶，在生物学和医学研究领域具有重要的地位和广阔的应用前景。
对于拓扑异构酶的进一步研究和理解，将有助于我们深入了解基因组的结构和功能，并为相关疾病的治疗提供新的策略和方法。
1.2 文章结构1.3 目的本文的目的是探讨拓扑异构酶的功能以及其在细胞生物学和生物化学领域中的重要作用。
通过对拓扑异构酶的定义、分类和作用机制的详细介绍，我们希望能够帮助读者深入了解这一特殊类酶的独特性质。
首先，我们将提供关于拓扑异构酶的概述，介绍其与其他酶的区别，以及其在生物体内的普遍存在。
通过这一部分的内容，读者将对这一领域有一个整体的认识。
接下来，我们将详细探讨拓扑异构酶的功能。
我将介绍拓扑异构酶在DNA拓扑结构的调控中扮演的角色，包括在DNA重组、染色质重塑、DNA复制和DNA修复过程中的作用。
分子生物学名词解释沈阳农业大学
分子生物学名词解释松弛（relaxed）状态：DNA在水溶液中, 构型偏B型状态。
DNA以10.5 bp/helix为最稳定构型。
正超螺旋：小于10.5bp/helix，则其二级结构处于紧缩状态，由此产生的超螺旋为正超螺旋。
负超螺旋：大于10.5bp/helix，则其二级结构处于松缠状态，由此产生的超螺旋为负超螺旋。
DNA的拓扑异构现象(topoisome):即在保持DNA一级和二级结构不变的情况下，两条单链可以相互缠绕，形成不同的空间构型。
拓扑异构体(topoisomer)：具有不同连接数的同一种DNA分子称为DNA拓扑异构体。
拓扑异构酶(topoisomerase) 细胞内存在着一类能催化DNA拓扑异构体相互转化的酶，称为拓扑异构酶。
或者说，能改变DNA拓扑联系数的酶就叫拓扑异构酶。
基因: 产生一条多肽链或功能RNA所必需的全部核苷酸序列，在遗传学上也称顺反子（cistron）。
基因组：指DNA分子所携带遗传信息总和，即指一个细胞所有基因和基因间DNA的总和，称基因组。
遗传学定义为：一个物种的单倍体的染色体的数目为该物种的基因组。
C值：在真核生物中，每种生物的单倍体基因组的DNA总量是恒定的，称之为C值。
着丝点（centromere）：端粒（telomere）：是真核细胞染色体的物理末端,即染色体两端的染色粒。
端粒通常由富含鸟嘌呤核苷酸(G)的短串联重复序列组成,伸展到染色体的3′端。
反向重复序列（Inverted repetitive sequence）：又称回文序列（Palindrome）,易形成发夹结构，在DNA双链中可能形成十字形结构。
断裂基因（split gene）：指在真核生物中，大多数编码蛋白质的基因是不连续的，即基因的编码序列之间插入了不编码的序列，称为断裂基因。
基因家族：真核生物基因组中有许多来源相同、结构相似、功能相关的基因，这样一组基因称为基因家族。
内含子：真核生物体基因内的一种DNA片段,能转录成mRNA,但在翻译前这段mRNA被剪除和降解,一个基因内可有几个长度不等的内含子分隔着外显子(exon),组成断裂基因。
拓扑异构酶I和拓扑异构酶II（攻略）
一、DNA的化学组成DNA的组成单位是脱氧核苷酸（nucleotide）。
核苷酸有三个组成成分：一个磷酸基团(phosphate)，一个2’-脱氧核糖（2’-deoxyribose）和一个碱基(base)。
之所以叫做2’-脱氧核糖是因为戊糖的第二位碳原子没有羟基，而是两个氢。
为了区别于碱基上原子的位臵，核糖上原子的位臵在右上角都标以“ ’ ”。
第一节DNA的结构构成DNA的碱基可以分为两类，嘌呤（purine）和嘧啶（pyrimidine）。
嘌呤为双环结构(Bicyclic)，包括腺嘌呤(adenine)和鸟嘌呤(guanine)，这两种嘌呤有着相同的基本结构，只是附着的基团不同。
而嘧啶为单环结构(monocyclic)，包括胞嘧啶(cytosine)和胸腺嘧啶(thymine)，它们同样有着相同的基本结构。
我们可以用数字表示嘌呤和嘧啶环上的原子位臵。
1、碱基嘌呤的N9和嘧啶的N1通过糖苷键与脱氧核糖结合形成核苷，分别称为2’－脱氧腺苷，2’－脱氧胸苷等。
2、脱氧核苷(deoxynucleosides)磷酸基团通过酯键(ester)与2’－脱氧核糖的5’－碳原子相连形成脱氧核糖核苷酸。
3、脱氧核苷酸(Nucleotides)核苷中戊糖C2、C3、C5羟基被磷酸酯化。
Deoxynucleotides(containing deoxyribose)Ribonucleotides(containing ribose)Phosphate ester bonds核苷酸依次以磷酸二酯键相连形成多核苷酸链(polynucleotide)，即一个核苷酸的脱氧核糖上的3’－羟基与另一核苷酸上的5’－磷酸基形成磷酸二酯键(phosphodiester)。
也就是一个核苷的3’－羟基和另一核苷的5’－羟基与同一个磷酸分子形成两个酯键。
核苷酸链的一个末端有一个游离的5’基团，另一端的核苷酸有一游离的3’基团。
人们习惯于从5’→3’方向书写核苷酸系列，即从左侧的5’端到右侧的3’端书写二、DNA double helix生物化学家Erwin Chargaff用纸层析技术分析了DNA的核苷酸组成。
现代分子生物学复习题
一名词解释1缺口（gap）：DNA分子中，一条链上失去一段单链，称为gap。
切口（nick）：DNA分子中，一条链上失去一个磷酸二酯键称为nick。
DNA hellicase (DNA解链酶)：也叫DNA解螺旋酶，其通过水解ATP获得能量来解开双链DNA，每解开一对碱基，需水解2分子A TP→ADP+Pi(磷酸盐)拓扑异构酶：细胞内一类催化DNA拓扑异构体（topoisomerase）相互转化的酶，其为topoisomerase，其与DNA双条链形成共价结合的Pr-DNA中间体，在DNA双链骨架的3’，5’-磷酸二酯键处造成暂时的切口，使DNA的多聚核苷酸链得以穿越，通过改变DNA的连接数，而改变的分子拓扑结构。
3 无义突变(nonsense mutation)：DNA序列三联体密码子发生突变，导致AA密码子变为终止密码子，称为无义突变，其导致翻译提前结束而常使产物失活错义突变（missense mutation）：DNA序列三联体密码子发生突变导致pr中原来的AA被另一种AA取代。
4 转座子：是存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。
DNA的转座：或称移位，是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
5转录单位：RNA链的转录起始于DNA模板的一个特定起点（启动子），并在一终点处（终止子）终止，此转录区域称为转录单位。
一个转录单位可是一个基因，也可是多个基因。
转录因子：RNA聚合酶起始转录需要的辅助因子称为转录因子。
其作用或是认别DNA的顺式作用位点，或是识别其他因子，或是识别RNA聚合酶。
6 复制子：DNA的复制单位。
终止子（Terminator）：模板DNA上提供转录停止信号得DNA序列。
7. 单顺反子mRNA：编码1条多肽链的mRNARNA编辑：是某些RNA，特别是mRNA的一种加工方式，其改变RNA的序列，而导致DNA所编辑的遗传信息改变。
8 起始tRNA：有一类能特异的识别MRNA摸板上起始密码子的tRNA多顺反子mRNA：编码多条多肽链的mRNA。
dna拓扑异构酶名词解释
dna拓扑异构酶名词解释
《
DNA拓扑异构酶（Topoisomerase）是一类蛋白质，有着特殊的拓扑结构，能够在DNA链上形成临时的分子连接，调节DNA拓扑结构。
这类蛋白质在许多DNA生物过程中起着至关重要的作用，包括DNA复制、调节转录和翻译等。
DNA拓扑异构酶的作用是通过临时的分子连接在DNA链上形成临时的拓扑结构，从而调节DNA的拓扑（topology）结构。
拓扑结构类似于DNA丝的缠绕，这就是DNA的结构的一个重要方面。
如果没有DNA拓扑异构酶，DNA丝将不能够正确缠绕，而这将会妨碍这些生物过程的进行。
因此，DNA拓扑异构酶是一种在调节DNA拓扑结构方面非常重要的蛋白质。
生物化学名词解释DNA
➢中心法则：DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物体的表型。
DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则（DNA处于生命活动的中心）。
➢反中心法则：在RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA分子中，遗传信息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代，通过反转录将遗传信息传递给DNA，再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质。
➢复制：以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程，使亲代DNA遗传信息准确传给子代DNA。
➢转录：以DNA某段碱基顺序（基因）为模板，合成互补的RNA分子的过程，信息从DNA传到RNA。
➢逆转录：以RNA为模板，通过逆转录酶催化合成DNA的过程，遗传信息的传递方向与转录过程相反。
➢翻译：以mRNA为模板，指导合成蛋白质的过程。
➢基因的表达：DNA分子中基因的遗传信息通过转录和翻译，合成有蛋白质的过程。
➢半保留复制（semiconservative replication）：DNA复制时，每一条DNA链在新链合成中充当模板，按碱基配对方式形成两个新的DNA分子，每个分子都含有一条新链和一条旧链。
➢起点（origin，ori）：复制起始部位的一段核酸序列，控制复制的起始。
➢终点（terminus）：终止DNA复制的一段核酸序列。
➢复制子（replicon）：基因组中能独立进行复制的单位（复制起点到终点的核酸片段）。
原核生物只有一个复制子；真核生物含多个复制子，多个起点和终点，形成多个“复制眼”或“复制泡”。
➢复制叉（replication fork）：复制开始后由于DNA双链解开，在两股单链上进行复制，形成在显微镜下可看到的叉状结构。
➢DNA双链复制时，一条链是连续合成的（前导链或领头链，leading strand），另一条链是不连续合成的（后随链或滞后链，lagging strand）。
➢DNA的半不连续复制（semidiscontinuous replication）：前导链的连续复制和后随链的不连续复制方式。
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调控DNA的拓扑状态和催化拓扑异构体相互转换的一类酶，这些反应包括超螺旋性的变化和形成结及环链式结构。
所有DNA的拓扑性相互转换均需DNA链暂时断裂和再连接。
分为Ⅰ型和Ⅱ型。
为催化DNA拓扑学异构体相互转变的酶之总称。
催化DNA链断开和结合的偶联反应，为了分析体外反应机制，用环状DNA为底物。
在闭环状双链DNA的拓扑学转变中，要暂时的将DNA的一个链或两个链切断，根据异构体化的方式而分为二个型。
切断一个链而改变拓扑结构的称为Ⅰ型拓扑异构酶（top- oisomeraseⅠ），通过切断二个链来进行的称为Ⅱ型拓扑异构酶（topoisomeraseⅡ）。
属于Ⅰ型的拓扑异构酶，有大肠杆菌的ω蛋白（ω-protein，由分子量11万的单个多肽链所成）及各种真核细胞中存在的切断-结合酶（nicking-closing enzyme，分子量约6万5千—7万的及分子量约10万的）。
Ⅱ型拓扑异构酶，有存在于细菌中的DNA促旋酶、噬菌体T4的拓扑异构酶Ⅱ以及真核细胞中依赖ATP的拓扑异构酶Ⅱ等。
另外，噬菌体λ的irt基因产物和噬菌体φX174的基因A的产物等也具有切断—结合酶的活性，可认为是拓扑异构酶之一种。
Ⅰ型拓扑异构酶不需要ATP的能量而催化异构体化，作为反应的中间产物，在原核生物来说是游离型的5′-OH末端扣3′-磷酸末端与酶形成共价键，而真核生物是3′-OH末端5′-磷酸末端与酶形成共价键。
此酯键中所贮存的能量，可能在切断端的再结合上起着作用。
Ⅰ型拓扑异构化酶催化的反应有下列各种：使超螺旋DNA 在每一切断—结合反应中，使L数（参见DNA拓扑学异构体）发生一种变化，即松弛（relaxation）（图1）。
将互补的单链环状DNA转变成具有螺旋结构的双链环状DNA （图2），使单链DNA打结（topological knot）或解结（图3）。
另外在二个环状双链DNA一个分子的一个链切断时，形成链环状二聚体的分子（ca-tenane）。
在Ⅱ型拓扑异构酶中，DNA促旋酶可单独催化闭环状DNA产生超螺旋，这是独特的。
其它二个型的酶，除可使超螺旋松弛也需要ATP的能量外，还可催化促旋酶的催化反应。
真核细胞的拓扑异构酶Ⅰ，参与核小体的形成，细菌的ω蛋白参与转录和某种转位子的插入。
促旋酶和T4拓扑异构酶Ⅱ参与DNA的复制和转录过程。