DNA半保留復制（DNA復制方式）

DNA半保留復制（DNA復制方式）

DNA半保留復制 （DNA復制方式） 次瀏覽 | 2022.10.12 20:51:59 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 DNA半保留復制DNA復制方式

DNA半保留復制是：DNA在進行復制的時候鏈間氫鍵斷裂，雙鏈解旋分開，每條鏈作為模板在其上合成互補鏈，經過一系列酶（DNA聚合酶、解旋酶、鏈接酶等）的作用生成兩個新的DNA分子。子代DNA分子其中的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈是新合成的，這種方式稱半保留復制。

中文名

DNA半保留復制

時期

DNA 在進行復制的時候

經過

一系列酶

一條鏈

來自親代DNA

術語解釋

DNA半保留復制是：DNA在進行復制的時候鏈間氫鍵斷裂，雙鏈解旋分開，每條鏈作為模板在其上合成互補鏈，經過一系列酶（DNA聚合酶、解旋酶、鏈接酶等）的作用生成兩個新的DNA分子。子代DNA分子其中的一條鏈來自親代DNA，另一條鏈是新合成的，這種方式稱半保留復制。

半保留復制的意義：遺傳穩定性的分子機制。

主要特征

從美國科學家沃森（J.D.Waston）和英國科學家克里克（F.Crick）建立DNA結構的雙螺旋模型開始，關于DNA復制原理的輪廓就已經誕生，正如他們二人給《Nature》雜志的第一封信中所寫：“我們并沒有忽視，從我們所架設的特異的配對方式可以提出一個關于遺傳物質可能的復制機制的建議來”。然而，實際的過程卻遠為復雜，至今人們對于復雜的DNA復制過程還沒有了解清楚。DNA復制過程的復雜性在于：

（1）復制過程需要能量供應以解開雙螺旋鏈；

（2）已經解開的單鏈也可能產生鏈內堿基配對；

（3）一種酶只能催化有限的物理化學反應；

（4）復制過程必須設計若干安全保障以防止復制的錯誤，并糾正已發生的錯誤（盡管極少）；

（5）巨大的DNA分子特別是環形分子給復制帶來許多幾何學的問題，比如E.coli復制速度為105bp/分，如果DNA模板以此速度解旋的話，則相當于每小時開70英里的汽車引擎轉動的速度；

（6）對于所有含有雙螺旋DNA的生物有機體，并沒有單一的可以普遍適用復制的機制。然而，各種生物的DNA復制還是有共同點的，例如新生的DNA鏈總是按A、T，G、C這樣的堿基配對規律與母體互補，新生的DNA鏈的單體總是由DNA聚合酶一個一個地加在這條新生鏈的3'-OH末端。

DNA的半保留復制

沃森和克里克最早提出DNA的半保留復制機理,就是在復制過程中各以雙螺旋DNA的其中一條鏈為模板合成其互補鏈，新生的互補鏈與母鏈構成子代DNA分子。

這一假說于1957年得到MatthewMelson和FranklinStahl所設計的精巧的實驗所證實。

這一實驗有力地支持了半保留復制的假說,它不但否定了全保留復制假說，而且也排除了彌散復制假說。所謂彌散復制就是說子代DNA的每一條鏈都是由親本鏈的片斷與新合成的片斷隨機拼接而成。

第二節復制原點、方向和方式

很多實驗都證明了復制是從DNA分子上的特定位置開始的，這一位置叫復制原點，常用ori或O表示。例如大腸桿菌的復制原點位于ilv基因附近，是一個包括大約245bp的一個區段。現已證明，除fd組的噬菌體以外，許多生物的復制原點都是雙螺旋DNA呼吸作用強烈的區段，即經常開放的區段(frequentlyopeningregion)，亦即富含A·T的區段。這一區段產生的瞬時單鏈與ssb蛋白(single-strandedDNAbindingprotein)結合，對復制的起始十分重要。在所有的原核生物中，復制都是從特定的位置開始的，迄今尚未發現例外。

復制原點的性質所決定DNA復制從特定位置開始，大多數雙向進行，也有一些單向的，或以不對稱的雙向方式進行的。

用遺傳學方法可以證明Ecoli的復制是從ilv基因附近開始，以雙向等速進行復制的。細菌染色體復制一次的時間相當于細胞繁殖一代所需要的時間。利用溫度突變種能使DNA復制同步進行。這種突變在25℃時能正常繁殖，而在42℃時雖能完成復制之中的DNA合成，但不能開始新的一輪復制。如果每個細菌從原點同時開始復制，在一定時刻,靠近復制原點的基因復制得多些，而遠離復制原點的基因就復制得少些。假如復制是單向進行的，基因頻率在基因圖上呈單向梯度，最高頻率的基因和最低頻率的基因應該是連鎖的(因為是雙鏈環狀染色體)。如果是雙向復制，基因頻率將以O點為中心出現雙向梯度。測定了E-coli的許多基因頻率，發現是以ilv為中心雙向下降。這說明Ecoli的復制原點在ilv基因附近。

噬菌體μ能插入大腸桿菌染色體上不同的位置，而噬菌體λ只能插入一個特定的位置。在對數生長期可以測定噬菌體μ和k的數量。實驗結果表明,噬菌體μ插入到ilv附近，不論是在右邊或左邊，相對產量都是最高,而插入ilv的180°的位置，產量最低。從這個實驗可以得出結論：E.coliDNA的復制從ilv基因開始，雙向等速進行，用放射自顯影方法也可以得到有關復制原點和方向的資料。

用電子顯微鏡觀察噬菌體T7DNA復制，總是在離一端17%處出現一個復制眼,然后向兩邊伸展。實驗表明，真核生物DNA的復制也是從特定位置開始，以雙向等速進行，只不過是一個DNA分子上有許多個特定的復制原點。

也有一些例外的情況。例如在枯草桿菌中，復制從原點開始雙向復制，但兩個復制叉的移動不對稱，一個移動1/5的距離便停下來，然后另一個復制叉走完4/5的距離。

質粒R6K復制的早期是單向進行的，可是這一復制叉在離起點1/5處停下來，然后從相反的方向啟動第二個復制叉。

線粒體DNA的復制也是不對稱的，DNA雙鏈中的一條先復制成雙鏈環態，而另一條親本鏈被置換出來成為單鏈狀態，叫做置換嚕噗，又叫D嚕噗（displacementloop)。一條鏈復制67%，另一條鏈才開始復制。這一復制方式的生物學意義還不太清楚。

質粒ColE1的復制完全是單向的。從體內或體外系統中分離到的復制中間體，其一個“復制叉”（其實就是復制原點）總是離開EcoRI切點17%左右，而另一個復制叉離開EcoRI切點的距離卻是可變的。因此ColEI的復制是從特定位置開始，單方向進行。

DNA半保留復制運用的游離的某一種堿基遵循2的n次方-1。

參考資料