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1、DNA复制机理DNA复制广泛发生于几乎所有的生物体中。以大肠杆菌为例，它通过二分裂法的无性繁殖，依靠DNA快速而精确的复制，从而确保母细胞与子细胞所携带的遗传物质近乎相同。DNA的双螺旋结构和骨架的特点和作用，在这里就不赘述了。值得一提的是，在DNA的双螺旋结构中，一条DNA链的方向是53，另一条是35。而DNA复制时的方向均为5端到3端，这是因为DNA聚合酶合成方向为5端到3端，因此会出现两条DNA链的连续和非连续复制的场景，同时在3端不断地添加核苷酸。DNA的复制从复制起点（Origin of replication），是启动蛋白（Promoter protein）的靶标位点，能识别易于分
2、离双链的AT。一旦被识别，双链DNA在启动蛋白及其他蛋白的作用下解开，形成两处的复制叉（Replication fork）。复制叉的形成是多种蛋白质及酶参与的较复杂的过程。 多种酶在DNA复制中扮演着重要角色。 DNA解旋酶（DNA Helicase）通过水解ATP获得能量以分离双链DNA。（图示青色） DNA单链结合蛋白，即SSB蛋白（Single stranded binding proteins），保证解旋酶解开的单链在复制完成前能保持稳定的单链结构，存在于复制叉处。（图示紫色小珠） 拓扑异构酶（DNA Gyrase）的作用是避免在复制叉附近产生超螺旋化现象。(图示红色)一旦复制叉结构稳
3、定，DNA聚合酶（DNA polymerase）会催化新的核苷酸添加到子链中。还有诸如 Clamp 和 Clamp Loader 蛋白，有助于将DNA聚合酶固定在DNA上。由于DNA聚合酶不能从零开始添加新的核苷酸，因此需要一小段的RNA，在引物酶（Primase）的作用下，从5端与母链进行配对形成一段引物（Primer）。两条DNA链的复制同时发生，一条为连续合成（continuous synthesis）的前导链（leading strand）、另一条为不连续合成discontinuous synthesis）的后随链（lagging strand）。前导链的复制方向为5端到3端（因为其子
4、链的方向是3端到5端）。而后随链的复制方向也为5端到3端，由于不连续，所以形成了一个个片段，即长约23kb的冈崎片段（Okazaki fragment）。无论是前导链还是后随链都需要引物，以用于开始子链DNA的合成。冈崎片段是20世纪60年代两位日本分子生物学家、名古屋大学的一对校友夫妇冈崎令治和冈崎恒子共同发现的。他们在1968年用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌，提取DNA，变性后用超离心方法得到了许多3H标记的DNA小片段，这些短的DNA片段被后人称作冈崎片段。引物酶在后随链的5端添加了一个引物，然后DNA聚合酶（DNA polymerase）借助引物，用核苷酸填充冈崎碎片的空缺。随着不断
5、向后解螺旋，这个过程不断被重复，直至整条子链被复制。引物酶在后随链的5端添加了一个引物，然后DNA聚合酶（DNA polymerase）借助引物，用核苷酸填充冈崎碎片的空缺。随着不断向后解螺旋，这个过程不断被重复，直至整条子链被复制。DNA连接酶（DNA ligase）用于连接末端的冈崎片段，形成完整的DNA后随链由于在真核生物中，染色体以多点复制的方法进行，因此在染色体末端的DNA在每个复制周期中都会丢失一小部分。端粒（Telomere）是接近末端的重复DNA区域，它的丢失不会对有效片段有损。端粒缩短在体细胞中是正常过程，而在生殖细胞中，端粒在端粒酶（Telomerase）的作用下，延伸端粒区域的重复序列，以防止降解。 DNA的复制机理十分复杂，今天小编我只是用简单地进行介绍。并且DNA的复制在真核生物和原核生物上还具有一定差异，这也是需要在将来的分子生物学进程中进一步研究的。学科网（北京）股份有限公司