半保留半不连续复制.pdf

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1、DNADNA的半保留复制和半的半保留复制和半不连续复制不连续复制DNADNA复制的特点复制的特点¢DNADNA复制的最主要特点是半保留复制的最主要特点是半保留复制，另外，它还是半不连续复复制，另外，它还是半不连续复制制(Semi(Semi--ondisctinureplicationondisctinureplication))。。DNADNA双螺旋的两条链是反向平行双螺旋的两条链是反向平行的的DNADNA复制的过程复制的过程DNA复制过程大致可以分为复制的引发，DNA链的延伸和DNA复制的终止三个阶段。DNA复制过程图DNADN

2、A复制的真实性：复制的真实性：大肠杆菌中，每复制大肠杆菌中，每复制109109--10101010个核苷个核苷便要出现一个误差。由于便要出现一个误差。由于大肠杆菌染色体中有大肠杆菌染色体中有4.54.5××10106碱碱基对，这样每基对，这样每10001000个细胞经过一个细胞经过一次分裂才会插入一个不正常的核次分裂才会插入一个不正常的核苷酸。如果单纯靠碱基对原则来苷酸。如果单纯靠碱基对原则来维持其维持其DNADNA复制准确性的话，那复制准确性的话，那么误差出现的频率将为么误差出现的频率将为1010--44--1010--55。因

3、而，在细胞内除了碱基对。因而，在细胞内除了碱基对原则外，必然还有其他因子的作原则外，必然还有其他因子的作用，来维持用，来维持DNADNA复制的准确性。复制的准确性。DNADNA的半保留复制的半保留复制¢WastonWaston和和ClickClick在提出在提出DNADNA双螺双螺旋结构模型时曾就旋结构模型时曾就DNADNA复制过程复制过程进行过研究，他们推测，进行过研究，他们推测，DNADNA在在复制过程中碱基间的氢键首先断复制过程中碱基间的氢键首先断裂，双螺旋解旋分开，每条链分裂，双螺旋解旋分开，每条链分别作模板合成新链，每个

4、子代别作模板合成新链，每个子代DNADNA的一条链来自亲代，另一条的一条链来自亲代，另一条则是新合成的，故称之为半保留则是新合成的，故称之为半保留式复制式复制((semiconservativesemiconservativereplication)replication)。。试验中，他们先将大肠杆菌细试验中，他们先将大肠杆菌细胞培养在用胞培养在用15NH4Cl15NH4Cl作为唯一氮作为唯一氮源的培养液里养很长时间（源的培养液里养很长时间（1414代），使得细胞内所有的氮原子代），使得细胞内所有的氮原子都以都以15N15N的形式

5、存在（包括的形式存在（包括DNADNA分子里的氮原子）。这时再加入分子里的氮原子）。这时再加入大大过量的大大过量的14NH4Cl14NH4Cl和各种和各种14N14N的核苷酸分子，细菌从此开始摄的核苷酸分子，细菌从此开始摄入入14N14N，因此所有既存的，因此所有既存的““老老””DNADNA分子部分都应该是分子部分都应该是15N15N标记的，标记的，而新生的而新生的DNADNA则应该则应该是未标记的。接下来他们让细胞是未标记的。接下来他们让细胞们继续高高兴兴地生长，而自己们继续高高兴兴地生长，而自己则在在不同时间提取出则在在不同

6、时间提取出DNADNA分子分子,,利用利用CsClCsCl密度梯度离心分离，最密度梯度离心分离，最后得到右图后得到右图：：¢通过与全14N和全15N的DNA标样在离心管中沉积的位置对比，一次复制（分裂）时的这根DNA带的密度应当介于两者之间，也就是相当于一根链是14N，另一根链是15N。而经历过大约两次复制后的DNA样品（generation＝1.9）在离心管中显示出强度相同的两条黑带，一条的密度和generation＝1时候的一样，另一条则等同于完全是14N的DNA。这样的结果跟半保留机理推测的结果完美吻合：19581958年年

7、MeselsonMeselson和和StahlStahl进行了如下图的实验进行了如下图的实验证明了证明了DNADNA分子是以半保留方式进行自我复制分子是以半保留方式进行自我复制的：的：1．DNA双螺旋的解旋DNADNA的半不连续复制的半不连续复制¢semidiscontinuoussemidiscontinuous半不连续半不连续（复制）：（复制）：DNADNA复制时前导链上复制时前导链上DNADNA的合成是连续的，后随链上的合成是连续的，后随链上是不连续的，故称半不连续复是不连续的，故称半不连续复制。制。DNA双螺旋在自然状态下

8、,以超螺旋形式存在，DNA分子进行复制时首先由DNA拓扑异构酶催化,使超螺旋松弛,不再卷曲。接着在解旋酶的作用下解开双螺旋,生成单链DNA,DNA聚合酶结合在复制叉上及复制叉附近已解开的单链DNA上。在复制叉上两条模板链合成的DNA是不对称的,在复