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冈崎片段

疑难问题：今天有一试题涉及到DNA复制的不连续性，教材中只有DNA的半保留复制特点，没有DNA复制的不连续性特点，其实DNA复制有两个特点，当然，此题是一信息题，学生仍然觉得很难理解。

一、冈崎片段的发现史

任何一种DNA聚合酶合成方向都是从5'向3'方向延伸，而DNA模板链是反向平行的双链，这样在一条链上，DNA合成方向和复制移动方向相同（前导链），而在另一条模板上却是相反的（后滞链）。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5’—〉3’方向，不是3’—〉5’方向，那么在复制叉中新链是如何合成的呢？

1968年冈崎（Okazaki）及其同事进行了一系列实验，回答了这一问题，提出了DNA的半连续复制模型。

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DNA的半连续复制模型

其团队是在研究大肠杆菌中的噬菌体DNA复制情形时发现此现象。

他们认为，DNA复制过程中，2条新生链都只能从5'端向3'端延伸，前导链连续合成，滞后链分段合成，这些分段合成的新生DNA片段称冈崎片段，解释了DNA的两条链同时进行复制的问题。

冈崎片段名称就是源自最早发现团队的领导者，也就是冈崎令治与冈崎恒子（一对夫妻）的姓氏。

细菌冈崎片段长度1000-2000核苷酸残基，真核生物冈崎片段长度100-200核苷酸残基。

二、发现的简单实验过程

1968年冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌，提取DNA，变性后用超离心方法得到了许多3H标记的，被后人称作冈崎片段的DNA。

延长标记时间后，冈崎片段可转变为成熟DNA链，因此这些片段必然是复制过程中的中间产物。

另一个实验也证明DNA复制过程中首先合成较小的片段，即用DNA连接酶温度敏感突变株进行试验，在连接酶不起作用的温度下，便有大量小DNA片段积累，表明DNA复制过程中至少有一条链首先合成较短的片段，然后再由连接酶链成大分子DNA。

一般说，原核生物的冈崎片段比真核生物的长。深入研究还证明，前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界具有普遍性，故称为DNA双螺旋的半不连续复制。

三、DNA复制的过程

经大量实验研究证明，DNA复制时，往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物，再由聚合酶从RNA引物3’端开始合成新的DNA链。

对于前导链来说，这一引发过程比较简单，只要有一段RNA引物，DNA聚合酶就能以此为起点，一直合成下去。

对于后随链，引发过程较为复杂，需要多种蛋白质和酶参与。后随链的引发过程由引发体来完成。引发体由6种蛋白质构成，预引体或引体前体把这6种蛋白质结合在一起并和引发酶或引物过程酶进一步组装形成引发体。引发体似火车头一样在后随链分叉的方向前进，并在模板上断断续续的引发生成滞后链的引物RNA短链，再由DNA聚合酶III作用合成DNA，直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。

由RNA酶降解RNA引物并由DNA聚合酶I将缺口补齐，再由DNA连接酶将每两个冈崎片段连在一起形成大分子DNA.。

http://s10/mw690/001fCEoHgy6Vsm3P3oB59&690
DNA复制的过程