滞后链合成的长号模型。Mol Cell. 2006 Jul 21;23(2):155-60.
模型中,滞后链解链后的ssDNA回折,形成一段DNA环。回折后的滞后链即可与前导链同时被pol III的两个核心分别催化。滞后链的延伸使DNA环不断伸长。当这个冈崎片段合成完毕,核心酶会转移到新的RNA引物处,合成下一个冈崎片段,DNA环又变短。这样,DNA环周期性伸缩,恰似长号演奏的情景。
长号,引自百度图片
大肠杆菌复制叉移动速度约为每秒1 kb,冈崎片段长度为1-2 kb ,因此这个长号的伸缩周期只有几秒钟,催化滞后链的核心酶也需要不断转移。引发酶(DnaG)合成新的引物后,被钳加载器(clamp loader)识别,并在杂合双链处加载新的滑动钳。然后核心酶与原来的滑动钳解离,转移到新的滑动钳上,开始新的冈崎片段合成。
大肠杆菌复制体结构。Cell Cycle. 2009 Sep 1;8(17):2686-91.
长号模型也适用于真核生物,但具体细节有所不同。真核的活性解旋酶是CMG(Cdc45、Mcm2-7和GINS复合物),滑动钳是PCNA,钳加载器是RFC(复制因子C)。真核的一个显著特点是前导链与滞后链的复制酶不同,前导链用Polε,滞后链用Polδ。
真核复制体结构模型。Annu Rev Biochem. 2017 Jun 20; 86: 417–438.
Polα作为引发酶,合成引物并延伸约20-30个核苷酸。RFC识别引物并加载滑动夹PCNA。之后由聚合酶δ和ε进行合成。真核复制叉的移动速度大约为每分钟1-2 Kb。