1樓：飛雨過江來
這是生物長期進化的結果。所有已知的 dna聚合酶只能使新合成的 dna子鏈從 5′→3′方向延伸 ,這種方向性是其在生物進化中保留的、深刻的、選擇與適應性特徵 ,有著深刻的化學及生物學功能的根源。
首先 , dna複製過程中 , dna雙鏈解螺旋後 ,每一條鏈上所暴露出來的鹼基各自與一個遊離於核中的三磷酸脫氧核糖核苷酸 ( dttp、dgtp、 datp、dgtp)按鹼基配對原則配對。之所以參與反應的是三磷酸脫氧核苷酸 ( dntp) ,是因為 dna的聚合反應需要能量 ,在 dna聚合酶的催化下 , dntp分解 2個磷酸基團 ,放出能量用於核苷酸順序連線而成為新鏈。
其次 , dna聚合酶只能將遊離的核苷酸加到新鏈的 3′端 (即 -oh)。
再次 ,我們可以利用反證法來說明 「為什麼 dna聚合酶的延伸方向都是 5′→3′,而不是 3′→5′」。假設鏈的延伸方向為 3′→5′,基於能量的需要 ,其多核苷酸鏈的 5′端必須帶有三磷酸基團 (p～p～p) ,才能與遊離的 dntp起反應 ,而 dntp也有 p～p～ p,由於磷酸基團之間強的電負性 ,使 dntp難以聚合到 dna的 5′端 ,這就需要切除 dna5′端的 2個磷酸基因以消除這種影響。而這樣又難於為進一步的聚合提供所需的能量 ,為使聚合反應得以繼續 ,5′端必須重新活化 ,需要額外的能量**以及別的酶參與反應 ,才能與下一個 dntp的 3′-oh生成磷酸二酯鍵。
這樣既費時又耗能 ,從生物進化與適應角度來講是不利的。
通過進化 , dna複製總是在 5′→3′方向新增新核苷酸解決該問題。 dna複製過程中 ,滯後鏈的半不連續複製過程雖然複雜 ,但它節省能量 ,且有利於錯配核苷酸的校正。因此 , dna複製方向只能是由 5′到 3′端的方向
2樓：匿名使用者
與核苷酸連結成dna時的結構有關，核苷酸的3』-ho和5'-po結合，限制了延伸方向。
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