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DNA的复制

2024-8-6 09:39| 发布者: admin| 查看: 34| 评论: 0

摘要: .
 

第3节 DNA的复制

DNA复制的推测

沃森和克里克紧接着发表了第二篇论文,提出了遗传物质自我复制的假说:DNA复制时,DNA双螺旋解开,互补的碱基之间的氢键断裂,解开的两条单链分别作为复制的模板,游离的脱氧核苷酸根据碱基互补配对原则,通过形成氢键,结合到作为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中,都保留了原来DNA分子中的一条链,因此,这种复制方式称作半保留复制(图3-9,左)。

这一假说提出后,也有人持不同观点,提出全保留复制等不同假说。全保留复制是指DNA复制以DNA双链为模板,子代DNA的双链都是新合成的(图3-9,右)。到底哪种假说正确呢?

DNA半保留复制的实验证据

要证明DNA复制是半保留复制,就需要通过实验区分亲代与子代的DNA

1958年,美国生物学家梅塞尔森(M.Meselson,1930—)和斯塔尔(F.Stahl1929一)以大肠杆菌为实验材料,运用同位素标记技术,设计了一个巧妙的实验。

科学家完成上述实验的结果是:亲代大肠杆菌的DNA经离心处理后,试管中只出现了一条DNA带,位置靠近试管的底部,说明其密度最大,是“N标记的亲代双链DNA("N/'N-DNA);将转移培养后第一代细菌的DNA离心后,试管中也只有一条带,但位置居中,说明其密度居中,是只有一条单链被“N标记的子代双链DNA("N/'N-DNA);将第二代细菌的DNA离心后,试管中出现两条带,一条带位置居中,为"N/'N-DNA,另一条带的位置更靠上,说明其密度最小,是两条单链都没有被“N标记的子代双链DNA"N/N-DNA)。实验结果证明:DNA的复制是以半保留的方式进行的。

DNA复制的过程

DNA的复制是指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。在真核生物中,这一过程是在细胞分裂前的间期,随着染色体的复制而完成的。

复制开始时,在细胞提供的能量的驱动下,解旋酶将DNA双螺旋的两条链解开,这个过程叫作解旋。然后,DNA聚合酶等以解开的每一条母链为模板,以细胞中游离的4种脱氧核苷酸为原料,按照碱基互补配对原则,各自合成与母链互补的一条子链。随着模板链解旋过程的进行,新合成的子链也在不断延伸。同时,每条新链与其对应的模板链盘绕成双螺旋结构(图3-10)。这样,复制结束后,一个DNA分子就形成了两个完全相同的DNA分子。新复制出的两个子代DNA分子,通过细胞分裂分配到子细胞中。

DNA复制是一个边解旋边复制的过程,需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证了复制能够准确地进行。

DNA通过复制,将遗传信息从亲代细胞传递给子代细胞,从而保持了遗传信息的连续性。


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