核糖核酸(RNA)引物在脱氧核糖核酸(DNA)复制中起着至关重要的作用,DNA分子的复制发生在所有生物中。复制使有机体能够将DNA副本中包含的遗传信息传递给后代。RNA引物有助于在分子水平上启动复制。它们与几种酶或蛋白质共同作用,催化这一过程中的反应。
RNA和DNA一样,是由称为核苷酸的亚单位组成的分子。RNA或DNA链中的每个核苷酸都含有一种称为碱基的化合物。DNA碱基包括腺嘌呤、胸腺嘧啶、鸟嘌呤和胞嘧啶。在RNA中,复合尿嘧啶被用来代替胸腺嘧啶,但其他碱基与DNA中的碱基相同。
RNA或DNA链中的每个碱基与另一条DNA或RNA链上的互补碱基化学结合,形成碱基对,形成双螺旋。腺嘌呤与胸腺嘧啶或尿嘧啶配对,而鸟嘌呤与胞嘧啶配对。重复单位的模式创造了一个序列,在这个序列中可以存储遗传信息。
在复制过程中,酶解螺旋酶将核苷酸之间的键分开,并将DNA分子分成两条组成链。另一种酶,DNA聚合酶,将互补核苷酸连接到每条单链上。这个过程通过使用两条互补链中的每一条作为模板来创建原始DNA分子的副本。
DNA聚合酶可以将核苷酸添加到正在发育的链中,但不能从头开始创建新链。这就是RNA引物的作用。RNA引物是由酶primase形成的短链,每条约10或11个核苷酸。Primase与螺旋酶结合形成一种称为原生体的结构。原生体将互补核苷酸连接到单链DNA分子上,形成RNA引物,RNA引物沿着链的作用引发DNA聚合酶。
核苷酸分子中原子的排列使DNA和RNA链具有方向性——每条链都有一个特定的方向。链末端根据其末端的核苷酸分子的面积命名。链的五个(5’)端与分子碳环结构中的第五个碳原子终止。互补链彼此相对,因此另一条链在该位置有一个三素数(3’)端,终止于其第三个碳原子。为了直观地看到这一点,如果双螺旋的一条链从5'到3'从左到右延伸,则另一条链必须从3'到5'从左到右延伸。
DNA聚合酶只能向3'端添加核苷酸,向5'端工作。只需要一个RNA引物就可以从以3'结尾的前导链开始这一过程。相反滞后链的复制更为复杂。DNA聚合酶间歇性地沿着这条链向后添加核苷酸,在链分裂时以短序列工作。每个序列的开始都需要一个RNA引物,因此需要几个RNA引物来复制滞后链。
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