2004-09-18【讨论】dna复制中的拓扑异构酶和解链酶的作用顺序

亲代DNA首先必须由DNA解链酶将双链解开，其产生的拓扑张力由拓扑异构酶释放，另外分开的单链由单链结合蛋白稳定。

但是有一道题目说：选择复制中各酶起作用的顺序，它答案的选项中，就是拓扑异构酶放在解链酶前面呀，我开始也是和你那么想的。这怎么解释呢？

答案有问题，应该是解链酶在拓扑异构酶之前。

“DNA新生链的合成由DNA聚合酶Ⅲ所催化，然而，DNA必须由螺旋酶在复制叉处边移动边解开双链。这样就产生了一种拓扑学上的问题:由于DNA的解链，在DNA双链区势必产生正超螺旋，在环状DNA中更为明显，当达到一定程度后就会造成复制叉难再继续前进，从而终止DNA复制。但是，在细胞内DNA复制不会因出现拓扑学问题而停止。有两种机制可以防止这种现象发生:[1]DNA在生物细胞中本身就是超螺旋，当DNA解链而产生正超螺旋时，可以被原来存在的负超螺旋所中和;[2]DNA拓扑异构酶Ⅰ要以打开一条链，使正超螺旋状态转变成松弛状态，而DNA拓扑异构酶Ⅱ(旋转酶)可以在DNA解链前方不停地继续将负超螺旋引入双链DNA。这两种机制保证了无论是环状DNA还是开环DNA的复制顺利的解链，再由DNA聚合酶Ⅲ合成新的DNA链。”

细胞内有一类特殊的蛋白质称为螺旋酶可以促使DNA在复制叉处打开双链。螺旋酶可以和单链DNA结合，并且与ATP结合，利用ATP分解成ADP时产生的能量沿DNA链向前运动促使DNA双链打开。生化课本上没有明确规定解链酶的定义。目前已知的解旋、解链酶有三类：解螺旋酶、DNA拓扑异构酶、SSB。我们应该把解旋、解链、以及SSB都称为解链酶。因为解链是这三种酶共同作用，故解链酶应该是指这三种酶。故你的问题可以从这个角度来理解。

还是不明白,可以在解释解释吗?在DNA合成时先由拓扑异构酶使DNA成负螺旋,然后再由解螺旋酶解螺旋吗?

simple3118，您好！问题的根源在于您没有搞清出解链酶的含义。在第五版生化课本中明确写到：活细胞内的复制应现解开DNA的超螺旋和双螺旋。解螺旋酶、DNA拓扑异构酶和单链DNA结合蛋白共同称为解旋、解链酶类。也就是说解旋、解链酶包括以上三种酶类，不存在一种单独的酶称之为解链酶。作用顺序应该是：（原核生物）Dna A辨认起始点－－DnaC协助Dna B解开DNA双螺旋－－拓扑异构酶理顺DNA双链－－－SSB稳定解开的单链－－DnaG 催化RNA引物生成－－重复上述过程完成DNA的复制。您能够把您所说的原题发到院子里，让大家共同参谋参谋吗？

dnarna909 先是拓扑异构酶结合，还是解链酶先结合?我是在上考研班时老师也有这样说,DAN合成中酶的作用顺序为:拓扑异构酶,解螺旋酶,SSB,引物酶,DNA聚合酶,RNA酶,连接酶.您说拓扑异构酶,解螺旋酶,SSB都是解链解旋酶,那么为什么还有这样的顺序区别呢?

simple3118 ,您好！！！你对问题的敬业程度让我感到吃惊、佩服！！很简单：我们体内的染色体在细胞内是正超螺旋，只有现把正超变为负超，继而解旋酶解开解开DNA 的双链，在解链过程中，又会遇到DNA的缠绕、打结，继而拓扑异构酶发挥作用，SSB结合在解开的DNA链上，维持单链状态，然后引发体的形成，使DNA复制进行。就这样简单。只要你能够把DNA复制的各种酶的功能记住，在加上您的理解，考研时老师是不会因为拓扑酶和解旋酶的先后顺序给你扣分，因为不同的人的理解是不一样，但是他们的目的是考察你对这些酶的掌握和知识点的理解。如果考研真的有这道题，我认为在打题的过程中，关键是看你自己把DNA的复制起始是从那个阶段开始的。如果从整个基因组染色体开始，就要把解旋酶放在拓扑酶的后边；如果是单纯的DNA双链的复制，就要把拓扑酶放在后边。以上是俺的拙见，希望对您有所帮助。如果还有其他的生化与分子生物学方面的问题，共同探讨！！！

原题是这样的：DNA复制需要1解链酶2引物酶3DNA聚合酶4拓扑异构酶5DNA连接酶其作用顺序是：A。1，2，4，3，5，B。4，1，2，3，5，C。1，4，3，2，5，D。1，4，2，3，5，E。4，3，2，5，1，答案选择B

becky6280，你好，不知你是个否仔细看了下面这段话，我看见第五版的生化书中是这样写到：rep蛋白以后定名为解螺旋酶，进一步研究复制有关的蛋白质基因，为避免重复，现已知的DnaB蛋白就是解螺旋酶。那解螺旋酶和解链酶是不是同一种类呢？如果是，simple3118考研班说的好像和这道题有点相近了，

simple3118 我是在上考研班时老师也有这样说,DAN合成中酶的作用顺序为:拓扑异构酶,解螺旋酶,SSB,引物酶,DNA聚合酶,RNA酶,连接酶.您说拓扑异构酶,解螺旋酶,SSB都是解链解旋酶,那么为什么还有这样的顺序区别呢?引物酶已经具有了RNA聚合酶的活性，是否这里的RNA酶是多余的？

dnarna909 你好！希望下面的解释对你有所帮助：拓扑酶2在无ATP时，切断处于超螺旋状态的DNA分子双链的某一部位，断端通过切口使超螺旋松弛（生化课本第五版228页）。人体内的染色体在复制时，应该先改变DNA超螺旋的状态，为其它酶发挥作用提供了基础。我认为上面这道题可以从这个角度来理解。不知你是否认同？如果有不同的意见，发到院子里，大家共同讨论、学习。通过与您的讨论，我对知识的理解又加深了一步。谢谢！！

按你的想法可以想通，但是我认为DNA复制时应该是 Dna A辨认起始点－－DnaC协助Dna B解开DNA双螺旋－－拓扑异构酶理顺DNA双链，这样作用顺序就 改变了呀

对，生化课本上按照你所说的写的。我认为重要的是：通过讨论，大家更进一步理解了这个知识点，共同进步是目标。如果还有其它的生化、分子、细胞生物学的问题，提出来让大家共同学习！！

谢谢becky6280帮我解答这个问题，生病了好几天一开机就看到好高兴啊！　　对于ＲＮＡ酶的作用是在ＤＮＡ复制终止时，水解作为引物的ＲＮＡ，然后再由ＤＮＡ聚合酶和连接酶共同作用，把冈崎片段连接起来成为连续的ＤＮＡ．这是我的看法，不同意再说说！