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半保留複製(semiconservative replication)是DNA複製的模式。親代DNA雙鏈分離後的兩條單鏈均可作為新鏈合成的模板,複製完成後的子代DNA分子的核苷酸序列均與親代DNA分子相同,但子代DNA分子的雙鏈一條來自親代,另一條為新合成的鏈,故稱為半保留複製。

複製過程

DNA複製是一個邊解旋邊複製的過程。複製開始時,DNA分子首先利用細胞提供的能量,在解旋酶的作用下,把兩條螺旋的雙鏈解開,這個過程叫做解旋。然後,以解開的每一段母鏈為模板,以周圍環境中游離的四種脫氧核苷酸為原料,按照鹼基互補配對原則,在有關酶的作用下,各自合成與母鏈互補的一段子鏈。隨着解旋過程的進行,新合成的子鏈也不斷地延伸,同時,每條子鏈與其對應的母鏈盤繞成雙螺旋結構,從而各形成一個新的DNA分子。這樣,複製結束後,一個DNA分子就形成了兩個完全相同的DNA分子。新複製出的兩個子代DNA分子,通過細胞分裂分配到子細胞中去。由於新合成的每個DNA分子中,都保留了原來DNA分子中的一條鏈。[1]

簡介

定義及發現過程 半保留複製闡述了在所有已知細胞中DNA複製的機制。半保留複製的名字來源於這樣的事實,在複製產生的兩個子代DNA拷貝中,每個拷貝的DNA雙鏈包含一個來自親代DNA的單鏈和一個新合成的DNA單鏈。

DNA的半保留複製假說最早由前蘇聯生物學家尼古拉·科爾佐夫(Nikolai Koltsov)於1927年提出。1953年沃森(J.D.Watson)和克里克(F.H.C.Crick)發表的DNA雙螺旋結構為此假說提供了結構上的依據。1958年美國科學家馬修 梅塞森(Matthew Meselson)和富蘭克林 斯塔爾(Franklin Stahl )的DNA同位素標記試驗[2]證實了DNA的雙螺旋結構和半保留複製機制。

生物學意義 DNA既然是主要的遺傳物質,它必須具備自我複製的能力,即通過複製形成新的和原來一樣的DNA分子的能力。但雙鏈DNA是如何解鏈、如何進行複製和如何保證DNA序列不變的,一直有很多的假說。

DNA在活體內的半保留複製特徵已為1958年以來的大量試驗所證實。DNA分子獨特的雙螺旋結構,為複製提供了精確的模板,通過鹼基互補配對,保證了複製能夠準確地進行。DNA分子通過複製,使遺傳信息從親代傳給了子代,從而保持了遺傳信息的連續性。DNA的這種複製方式對保持生物遺傳的穩定具有非常重要的作用。

其他的DNA複製方式 DNA還可能存在其他兩種複製方式,都以原來親本DNA雙鏈分子作為模板鏈

全保留複製(conservative replication):保守複製會使兩條原始模板DNA鏈以雙螺旋結合在一起,並產生由兩條含有所有新DNA鹼基對的新鏈組成的拷貝。

分散複製(dispersive replication):分散複製將產生兩個DNA拷貝,兩個拷貝都含有由原始鏈或兩個新鏈組成的不同DNA區域。[2]

參考文獻