半保留复制的简介
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发布时间：2022-05-01 23:41
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时间：2022-06-25 04:40
1958年Meselson和Stahl利用氮标记技术在大肠杆菌中首次证实了DNA的半保留复制，他们将大肠杆菌放在含有15N标记的NH4Cl培养基中繁殖了15代，使所有的大肠杆菌DNA被15N所标记，可以得到15N-DNA。然后将细菌转移到含有14N标记的NH4Cl培养基中进行培养，在培养不同代数时，收集细菌，裂介细胞，用氯化铯(CsCl)密度梯度离心法观察DNA所处的位置。由于15N-DNA的密度比普通DNA(14N－DNA)的密度大，在氯化铯密度梯度离心(density gradient centrifugation)时，两种密度不同的DNA分布在不同的区带。边解旋边复制.发生在有丝*间期或减数第一次*前的间期. DNA既然是主要的遗传物质，它必须具备自我复制的能力。瓦特森和克里克（1953）在提出DNA双螺旋结构模型的同时，对DNA复制也进行了假设。他们根据DNA分子双螺旋结构模型，认为DNA分子的复制，首先是从它的一端氢键逐渐断开。当双螺旋的一端已拆开为两条单链时，各自可以作为模板，从细胞核内吸取与自己碱基互补的游离核苷酸（A吸取T，C吸取G），进行氢键的结合，在复杂的酶系统的作用下，逐渐连接起来，各自形成一条新的互补链，与原来模板单链互相盘旋在一起，两条分开的单链恢复为双链DNA分子，与原来的完全一样。DNA的这种复制方式称为半保留复制（semiconservative replication）,因为通过复制所形成的新的DNA分子，保留原来亲本DNA双链分子的一条单链。
DNA在活体内的半保留复制特征已为1958年以来的大量试验所证实。DNA的这种复制方式对保持生物遗传的稳定具有非常重要的作用。
还可能存在其他两种复制方式，都以原来亲本DNA双链分子作为模板链。一种方法称为全保留复制（conservative replication）,在复制过程中新的DNA分子单链结合在一起，形成一条新的DNA双链，而亲本DNA双链仍然被保留在一起。另一种方法称为散布式复制(dispersive replication)，在复制过程中亲本DNA双链被切割成小片段，分散在新合成的两条DNA双链分子中。
1953年J．D．Watson和 F．H．C． Crick在提出DNA双螺旋结构时，对其互补关系予以很大的重视，而且提出了DNA的复制模型。DNA在进行复制时各以双链中的每一条链作为模板，各个和互补的前体单核苷酸配对重合而形成与这二条单链各各对应的双重子螺旋二条。所谓互补就是指腺嘌呤一定只与胸腺嘧啶配对，鸟嘌呤一定只与胞嘧啶配对，新的单核苷酸排列在模板上时，其排列法是依原来链上的碱基通过互补来决定的。这样无论子分子与子分子间，还是子分子与母分子间，碱基排列顺序是完全相同。这样一来具有和亲本完全一样的遗传信息的子分子自我增殖了二倍。这时所产生的子双重螺旋分子一条链是从亲代原封不动的接受下来的，只有相对的一条链是新合成的，所以把这种复制方式称作半保留复制。这个模型曾用重同位素标记的DNA以密度梯度离心法进行分析，或用放射性同位素标记的DNA以放射自显影法进行测定等等，用几种不同原理的方法，曾在从人到病毒的许多种生物中进行了验证，肯定了这个模型的正确性和普遍性。关于DNA是以半保留方式复制这一点已被认为是生物学中最基本的肯定性原理。 20世纪40年代～50年代，科学家已经知道DNA分子是由四种脱氧核苷酸组成的一种高分子化合物。但是，对于只
由四种脱氧核苷酸组成的DNA分子为什么能够成为遗传物质，仍然
感到困惑不解。为此，许多科学家都投入到对DNA分子结构的研究
中。1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克，共同提出了
DNA分子的双螺旋结构模型(如图)。 DNA的复制是一个边解旋边复制的过程(如图)。复制开始时，DNA分子首先利用细胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把两条螺旋的双链解开，这个过程叫做解旋。然后，以解开的每一段母链为模板，以周围环境中游离的四种脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，在有关酶的作用下，各自合成与母链互补的一段子链。随着解旋过程的进行，新合成的子链也不断地延伸，同时，每条子链与其对应的母链盘绕成双螺旋结构，从而各形成一个新的DNA分子。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*分配到子细胞中去。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，这种复制方式叫做半保留复制。由DNA的复制过程可以看出，DNA分子复制需要模板、原料、能量和酶等基本条件。DNA分子独特的双螺旋结构，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分子通过复制，使遗传信息从亲代传给了子代，从而保持了遗传信息的连续性。
