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DNA复制是一个半保留复制过程,以亲代DNA双链为模板,合成两条新的子代DNA双链。每条子代DNA双链都包含一条来自亲代的链和一条新合成的链。这种复制方式确保了遗传信息的准确传递。在复制过程中,亲代DNA双链解开,每条单链作为模板,按照碱基互补配对原则合成新的互补链,最终形成两条完全相同的子代DNA双链。
DNA复制的起始阶段始于特定的起始点,也称为复制原点。解旋酶结合到DNA上,开始解开双螺旋结构。随着解旋酶沿着DNA链移动,它进一步解开双螺旋,形成一个Y形的复制叉。为了防止解开的单链重新缠绕在一起,单链结合蛋白(SSB)会结合到这些暴露的单链上。这些蛋白质的协同作用为后续的DNA合成做好了准备。
在DNA复制的延伸阶段,首先由引物酶合成一小段RNA引物,为DNA聚合酶提供一个游离的3'-OH端。DNA聚合酶以RNA引物为起点,以亲代DNA链为模板,按照碱基互补配对原则合成新的DNA链。在复制叉移动方向上,前导链可以连续合成,而随从链则只能不连续地合成许多短的DNA片段,这些片段称为冈崎片段。每个冈崎片段都需要一个新的RNA引物。这种复杂的机制确保了DNA复制的高效性和准确性。
在DNA复制的后期阶段,DNA聚合酶会去除RNA引物,并用DNA填补这些空隙。这是因为RNA引物只是临时的起始点,最终需要被DNA替代。接下来,DNA连接酶将相邻的DNA片段连接起来,特别是在随从链上,它会将所有的冈崎片段连接成一条连续的DNA链。这个过程确保了新合成的DNA链是完整的,没有任何缺口。最终,形成两条完整的子代DNA双链,每条都包含一条来自亲代的链和一条新合成的链。
总结一下DNA复制的整个过程:DNA复制是一个半保留复制过程,每条子代DNA双链都包含一条来自亲代的链和一条新合成的链。复制起始于特定的复制原点,解旋酶解开双螺旋结构,形成Y形的复制叉。引物酶合成RNA引物,为DNA聚合酶提供起点。在前导链上,DNA连续合成;而在随从链上,形成不连续的冈崎片段。最后,DNA聚合酶去除RNA引物并用DNA填补空隙,DNA连接酶将片段连接起来,形成完整的子代DNA。这个精确的过程确保了遗传信息的准确传递,是生命延续的基础。