DNA复制:以DNA分子为模板合成两个结构上完全相同的DNA分子。1953年沃森和克里克提出DNA分子结构的双螺旋模型,并指出DNA复制以半保留方式进行。1958年米西尔森等人在大肠杆菌同位素实验中证实了DNA的半保留复制。DNA复制必须有DNA作模板,而且所合成的DNA其碱基顺序与模板相对应。复制原料是含有A、T、C、G四种碱基的核苷酸,复制中除DNA聚合酶和多种辅助因子参加外,还需短片段RNA作为引物。复制过程可分为起始、DNA链的合成与终止等主要阶段。DNA复制开始于复制起始区,原核细胞中该区常为1个,而真核细胞中则为多个。复制起始时,RNA聚合酶识别DNA分子上的复制起始区,并催化核糖核苷三磷酸合成与模板链该片段互补的RNA作引物,DNA聚合酶在引物尾端按模板要求逐个接上脱氧核糖核苷三磷酸,直至固定的终点为止。最后形成两个分子的DNA,各分子中都有1条链来自模板链,另一条链为新链。因此被称为半保留复制。复制过程异常复杂,涉及模板DNA双螺旋的局部解开、引物的切除与替换(短片段DNA的取代)等。电镜下可观察到复制中的DNA链呈分叉状,1条与分子复制方向相同的新链连续合成,另1条新链则通过合成小片段后连接而成。细胞内复制速度很快,大肠杆菌可在40分钟内完成复制的全过程。
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