科技名词

半不连续复制

semidiscontinuous replication

定义：DNA复制时，一条链（前导链）是连续合成的，而另一条链（后随链）的合成却是不连续的。

学科：生物化学与分子生物学_核酸与基因

相关名词：DNA聚合酶 冈崎片段 前导链 后随链

【延伸阅读】

DNA复制时，DNA的两条链分别作为模板，同时合成出两条新的互补链。DNA分子的两条链是反向平行的，一条链的走向为5´—3´，另一条链的走向为3´—5´。所有已知的DNA聚合酶的合成方向都是5´—3´，对于3´—5´走向的模板链，其互补的子代链是以5´—3´方向合成的。那么对于5´—3´走向的模板链，它的子代链是如何合成的呢？

日本学者冈崎等人用3H-脱氧胸苷标记噬菌体T4感染大肠杆菌，利用密度梯度离心法分离出很多3H标记的DNA小片段，长度约1000个核苷酸，这些短的DNA片段被后人称作冈崎片段。用DNA连接酶变异的温度敏感株进行实验，有大量短的DNA片段积累。用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株进行实验时，新合成的DNA有一半放射性标记出现在冈崎片段中，另一半放射性标记直接进入长的DNA链，说明在DNA复制时，一条链是连续合成的，另一条链的合成是不连续的。后续研究发现，冈崎片段的合成需要RNA引物和DNA聚合酶Ⅲ，RNA引物的消除和缺口的填补由DNA聚合酶Ⅰ来完成，最后由DNA连接酶将冈崎片段连成完整的长链。至此，DNA半不连续复制机制被完全阐释清楚，即：以复制叉移动方向为准，以前导链（3´—5´走向）为模板的子代DNA链可以连续合成，而以后随链（5´—3´走向）为模板的子代DNA链的合成方向与复制叉移动方向相反，随着复制叉的移动，形成许多不连续的冈崎片段，最后连成一条完整的DNA链。DNA半保留复制和半不连续复制两种理论的确立，彻底揭开了DNA复制的神秘面纱。

（延伸阅读作者：东北师范大学生命科学学院 张帆博士）