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半不連續複製

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半不連續複製是指DNA複製時，前導鏈上DNA的合成是連續的，後隨鏈上是由間斷合成的短片段連接而成的，不連續的，故稱為半不連續複製。DNA複製的最主要特點是半保留複製，另外，它還是半不連續複製(Semidiscontinuous replication)。半不連續模型是DNA複製的基本過程。

綜述

問題的提出

DNA兩條鏈反向平行，一條鏈走向為5『→3『，另一條鏈也為5『→3『，但與複製叉移動方向相反，但所有DNA聚合酶合成方向都是在引物3『-OH上合成，使鏈從5『→3『延長，那麼5『→3『鏈是如何同時作為模板複製呢？

1968年岡崎提出DNA不連續複製模型（P418圖34-18），認為新合成的3『→5『走向的DNA鏈實際上是有許多5『→3『方向合成的DNA片斷連接起來的。

DNA半不連續複製

DNA複製時，以3『→5『走向為模板的一條鏈合成方向為5『→3『，與複製叉方向一致，稱為前導鏈；另一條以5『→3『走向為模板鏈的合成鏈走向與複製叉移動的方向相反，稱為後隨鏈，其合成是不連續的，先形成許多不連續的片段（岡崎片段），最後連成一條完整的DNA鏈。

DNA合成由RNA引物引發

DNA聚合酶不能發動新鏈的合成，只能催化已有鏈的延長；RNA聚合酶則不同，只要有模板存在，不需引物，就可以合成新RNA鏈。因此在體內先由RNA聚合酶合成RNA引物，DNA聚合酶再從RNA引物的3『-OH端開始合成新的DNA鏈。催化RNA引物合成的酶稱為引物合成酶。

引物長度通常只有幾個~10多個核苷酸，岡崎片斷合成也需要引物。RNA引物的消除和缺口填補是由DNA聚合酶Ⅰ完成的，最後由DNA連接酶連接。

DNA複製的複雜性保證了複製的高度忠實性

E.coli複製時，每個鹼基對錯配頻率為10-9（10的負9次方）~10-10（10的負10次方），是高保真系統。

新DNA鏈合成時需引物，引物後又要切除，再以DNA鏈取代，DNA聚合酶在合成時還有校對功能，每引入一個核苷酸都要複查一次，未核實則不能繼續進行聚合反應。

在複製過程中還有許多輔助蛋白，E.coli就至少有15種。複製叉的複雜結構進一步提高複製準確性。

DNA複製還存在正調控和負調控，調控分子可以是蛋白質，也可以是RNA。

特點

（一）複製叉由5』向3』方向連續複製，稱為前導鏈；另一條鏈複製叉由3』向5』移動，而DNA複製方向不變，形成許多不連續片段，稱為岡崎片段，最後連接成完整的DNA，稱為滯後鏈。

（二）首先由引物合成酶由5』向3』方向合成10個核苷酸以內的RNA引物，然後聚合酶III在引物3』-羥基上合成DNA，再由聚合酶I切除引物，填補空白，最後DNA連接酶將岡崎片段連接起來，形成完整DNA。

（三）複製具有高度忠實性，其錯配幾率約為10-10（10的負10次方），從熱力學上考慮，鹼基發生錯配的幾率約為10-2（10的負2次方），酶對底物的選擇作用和校正作用各使錯配幾率下降10-2（10的負2次方），所以體外合成DNA的錯配幾率為10-6（10的負6次方）。體內複製叉的複雜結構提高了複製的準確性，修復系統對錯配加以糾正，進一步提高了複製的忠實性。

岡崎片段

岡崎片段：相對比較短的DNA鏈（大約1000核苷酸殘基），是在DNA的滯後鏈的不連續合成期間生成的片段，這是ReijiOkazaki在DNA合成實驗中添加放射性的脫氧核苷酸前體觀察到的。

DNA複製過程中,2條新生鏈都只能從5端向3端延伸,前導鏈連續合成,滯後鏈分段合成.這些分段合成的新生DNA片段稱岡崎片段.細菌岡崎片段長度1000-2000核苷酸,真核生物岡崎片段長度100-200核苷酸.在連續合成的前導鏈中,U-糖苷酶和AP內切酶也會在錯配鹼基U處切斷前導鏈.

任何一種DNA聚合酶合成方向都是從5'向3'方向延伸，而DNA模板鏈是反向平行的雙鏈，這樣在一條鏈上，DNA合成方向和複製移動方向相同（前導鏈），而在另一條模板上卻是相反的（後滯鏈）。那麼在複製叉中新鏈是如何合成的呢？1968年岡崎（Okazaki）及其同事進行了一系列實驗，回答了這一問題。

相關實驗

脈衝標記實驗（pulse-labelingexperiment）。以E.coli為材料，在培養時，培養基中加入同位素[3H]標記的dTTP，經30秒後，DNA剛開始複製，分離DNA，然後在鹼中沉澱，變性，讓新合成的單鏈和模板鏈分開，再用CsCl密度梯度離心，以沉降的快慢來確定片段的大小，再檢測放射標記，結果表明被3H標記的片段，也就是新合成的片段，沉澱係數為20S左右，即都是長1000~2000Nt的DNA片段，而親本鏈要比它大20~50倍；第二組實驗是脈衝追逐實驗。

目的是檢測早期合成的DNA片段以後的命運又是如何的？是依然如舊的短片段，還是連接成了長片段。這個實驗是先進行標記培養30秒，以後除去同位素繼續培養幾分鐘，再分離DNA在鹼中沉澱，檢測結果。先合成的（帶標記）的DNA不再是短片段，而和總DNA的情況相似，沉澱係數為70S~120S較長的片段，這意味着剛開始合成的片段都是短片段，以後再連接成長片段，人們就把最初合成的短片段稱為岡崎（Okazakifragment）。

由于这个实验的结果使得人们普遍认为：无论是前导链还是后滞链都是先合成小片段，然后在连成大片段，称为“不连续复制“（discontinuousreplication）。然而由模型预测应该只有一半放射标记存在于小片段中，但实验的结果却全部是小片段DNA，为什么从前导链模板的3′-OH端延伸会不连续合成呢？人们在思考这个问题。1978年Olivera提出了半不连续（semidiscontinuous）复制模型，也就是说前导链上的合成是连续的，只有后滞链上的合成才是半连续的。