DNA半保留複製的主要特徵,簡述dna的半保留複製特點

2021-03-19 18:19:42 字數 4909 閱讀 9999

1樓:迷離

從waston和crick建立dna結構的雙螺旋模型開始,關於dna複製原理的輪廓就已經誕生,正如他們二人給《nature》雜誌的第一封信中所寫:「我們並沒有忽視,從我們所架設的特異的配對方式可以提出一個關於遺傳物質可能的複製機制的建議來」。然而,實際的過程卻遠為複雜,至今人們對於複雜的dna複製過程還沒有了解清楚。

dna複製過程的複雜性在於:

(1)、複製過程需要能量**以解開雙螺旋鏈;

(2)、已經解開的單鏈也可能產生鏈內鹼基配對;

(3)、一種酶只能催化有限的物理化學反應;

(4)、複製過程必須設計若干安全保障以防止複製的錯誤,並糾正已發生的錯誤(儘管極少);

(5)、巨大的dna分子特別是環形分子給複製帶來許多幾何學的問題,比如e.coli複製速度為105bp/分,如果dna模板以此速度解旋的話,則相當於每小時開70英里的汽車引起轉動的速度;

(6)、對於所有含有雙螺旋dna的生物有機體,並沒有單一的可以普遍適用複製的機制。然而,各種生物的dna複製還是有共同點的,例如新生的dna鏈總是按a.t,g.

c這樣的鹼基配對規律與母體互補,新生的dna鏈的單體總是由dna聚合酶一個一個地加在這條新生鏈的3'-oh末端。

dna的半保留複製

watson和crick最早提出dna的半保留複製機理,就是在複製過程中各以雙螺旋dna的其中一條鏈為模板合成其互補鏈,新生的互補鏈與母鏈構成子代dna分子。

這一假說於2023年得到matthew mmlson和franklin stahl所設計的精巧的實驗所證實 。

這一實驗有力地支援了半保留複製的假說,它不但否定了全保留複製假說,而且也排除了彌散複製假說。所謂彌散複製就是說子代dna的每一條鏈都是由親本鏈的片斷與新合成的片斷隨機拼接而成。

第二節 複製原點、方向和方式

很多實驗都證明了複製是從dna分子上的特定位置開始的,這一位置叫複製原點,常用ori或o表示。例如大腸桿菌的複製原點位於ilv基因附近,是一個包括大約245bp的一個區段。現已證明,除fd組的噬菌體以外,許多生物的複製原點都是雙螺旋dna呼吸作用強烈的區段,即經常開放的區段(frequently opening region),亦即富含a·t的區段。

這一區段產生的瞬時單鏈與ssb蛋白(single-stranded dna binding protein)結合,對複製的起始十分重要。在所有的原核生物中,複製都是從特定的位置開始的,迄今尚未發現例外。

複製原點的性質所決定dna複製從特定位置開始,大多數雙向進行,也有一些單向的,或以不對稱的雙向方式進行的。

用遺傳學方法可以證明e coli的複製是從ilv基因附近開始,以雙向等速進行復制的。細菌染色體複製一次的時間相當於細胞繁殖一代所需要的時間。利用溫度突變種能使dna複製同步進行。

這種突變在25℃時能正常繁殖,而在42℃時雖能完成複製之中的dna合成,但不能開始新的一輪複製。如果每個細菌從原點同時開始複製,在一定時刻,靠近複製原點的基因複製得多些,而遠離複製原點的基因就複製得少些。假如複製是單向進行的,基因頻率在基因圖上呈單向梯度,最高頻率的基因和最低頻率的基因應該是連鎖的(因為是雙鏈環狀染色體)。

如果是雙向複製,基因頻率將以o點為中心出現雙向梯度。測定了e-coli的許多基因頻率,發現是以ilv為中心雙向下降。這說明e coli的複製原點在ilv基因附近。

噬菌體μ能插入大腸桿菌染色體上不同的位置,而噬菌體λ只能插入一個特定的位置。在對數生長期可以測定噬菌體μ和k的數量。實驗結果表明,噬菌體μ插入到ilv附近,不論是在右邊或左邊,相對產量都是最高,而插入ilv的180°的位置,產量最低。

從這個實驗可以得出結論:e.coli dna的複製從ilv基因開始,雙向等速進行,用放射自顯影方法也可以得到有關複製原點和方向的資料。

用電子顯微鏡觀察噬菌體t7dna複製,總是在離一端17%處出現一個複製眼,然後向兩邊伸展。實驗表明,真核生物dna的複製也是從特定位置開始,以雙向等速進行,只不過是一個dna分子上有許多個特定的複製原點)。

複製原點、方向和方式(接上)

也有一些例外的情況。例如在枯草桿菌中,複製從原點開始雙向複製,但兩個複製叉的移動不對稱,一個移動1/5的距離便停下來,然後另一個複製叉走完4/5的距離。

質粒r6k複製的早期是單向進行的,可是這一複製叉在離起點1/5處停下來,然後從相反的方向啟動第二個複製叉。

線粒體dna的複製也是不對稱的,dna雙鏈中的一條先複製成雙鏈環態,而另一條親本鏈被置換出來成為單鏈狀態,叫做置換嚕噗,又叫d嚕噗(displacement loop)。一條鏈複製67%,另一條鏈才開始複製。這一複製方式的生物學意義目前還不太清楚。

質粒cole1的複製完全是單向的。從體內或體外系統中分離到的複製中間體,其一個複製叉〈其實就是複製原點〉總是離開ecori切點17%左右,而另一個複製叉離開ecori切點的距離卻是可變的。因此colei的複製是從特定位置開始,單方向進行。

dna半保留複製運用的遊離的某一種鹼基遵循2的n次方-1

簡述dna的半保留複製特點

2樓:小米_步槍

dna 半保留複製是:dna 在進行復制的時候鏈間氫鍵斷裂,雙鏈解旋分開,每條鏈作為模板在其上合成互補鏈,經過一系列酶(dna聚合酶、解旋酶、連結酶等)的作用生成兩個新的dna分子。 子代dna分子 其中的一條鏈來自親代dna ,另一條鏈是新合成的,這種方式稱半保留複製。

3樓:匿名使用者

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,使遺傳資訊從親代傳給了子代,從而保持了遺傳資訊的連續性。

dna半保留複製和全保留複製的區別?

4樓:南瓜蘋果

dna半保留複製和全保留複製只有一個區別:那就是複製的方式不同。

全保留複製是說複製完一次,其中一個dna還是原來的,另一個dna兩條鏈是新合成的;半保留複製是複製一次得到的兩個dna各含一條新鏈和一條原來的舊鏈。

dna有兩條鏈,以其中一條鏈作為模板複製的方式叫半保留複製,產生的兩個新dna裡都各包含著一條舊鏈和一條新鏈、全保留複製則是一兩條鏈為模板複製的,產生的兩個新dna,要不都包含著兩條舊鏈,要不就是兩條新鏈。

擴充套件資料

dna複製的起始機制:

雖然不同生物中的複製基因和起始蛋白等會有很大差異,但dna複製的起始過程都符合識別複製起點-載入解旋酶-組裝複製體這個基本程式。

複製起點的識別由起始蛋白負責。細菌的起始蛋白是dnaa,含有hthdna結合結構域和aaa +結構域。與之相應,複製起點中含有多個dnaa box,可以被hth結構域識別並結合。

due是dna解鏈元件,富含at,易於開啟雙螺旋結構。dnaa-trios是三聯體重複序列,可與dnaa的aaa +結構域相互作用,有助於解鏈。

真核生物的複製起點稱為自主複製序列(ars),其中包含一個保守的ars共識序列acs。orc通過aaa +域的起始蛋白特異性基序(i**)與dna的磷酸核糖骨架結合,wh域通過一個進入dna大溝的β-髮夾motif結合dna。

這些作用在dna離開orc的**通道時使其彎曲,有助於解旋酶mcm2-7的裝載。

5樓:匿名使用者

目前人體生物體都是dna半保留複製,全保留複製只是個猜想,後來證明是錯的。dna有兩條鏈,以其中一條鏈作為模板複製的方式叫半保留複製,產生的兩個新dna裡都各包含著一條舊鏈和一條新鏈、全保留複製則是一兩條鏈為模板複製的,產生的兩個新dna,要不都包含著兩條舊鏈,要不就是兩條新鏈。

dna複製的基本特點有哪些

6樓:匿名使用者

1、半保留複製:dna在複製時,以親代dna的每一股作模板,合成完全相同的兩個雙鏈子代dna,每個子代dna中都含有一股親代dna鏈,這種現象稱為dna的半保留複製(semiconservative replication)。dna以半保留方式進行復制,是在2023年由m。

meselson 和 f。 stahl 所完成的實驗所證明。

2、有一定的複製起始點:dna在複製時,需在特定的位點起始,這是一些具有特定核苷酸排列順序的片段,即複製起始點(複製子)。在原核生物中,複製起始點通常為一個,而在真核生物中則為多個。

3、需要引物(primer):dna聚合酶必須以一段具有3'端自由羥基(3'-oh)的rna作為引物,才能開始聚合子代dna鏈。rna引物的大小,在原核生物中通常為50~100個核苷酸,而在真核生物中約為10個核苷酸。

4、雙向複製:dna複製時,以複製起始點為中心,向兩個方向進行復制。但在低等生物中,也可進行單向複製。

5、半不連續複製:由於dna聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代dna鏈,因此兩條親代dna鏈作為模板聚合子代dna鏈時的方式是不同的。以3'→5'方向的親代dna鏈作模板的子代鏈在聚合時基本上是連續進行的,這一條鏈被稱為領頭鏈(leading strand)。

而以5'→3'方向的親代dna鏈為模板的子代鏈在聚合時則是不連續的,這條鏈被稱為隨從鏈(lagging strand)。dna在複製時,由隨從鏈所形成的一些子代dna短鏈稱為岡崎片段(okazaki fragment)。岡崎片段的大小,在原核生物中約為1000~2000個核苷酸,而在真核生物中約為100個核苷酸。

dna複製是生物遺傳的基礎,是所有生物體中最基本的過程。而這一過程是半保留複製,是以最開始的雙鏈分子中的一條作為模板進行dna複製,產生兩個完全一致的dna分子。細胞水平的校正和糾錯機制能確保非常精確地複製dna的拷貝。

dna複製發生在基因組的特定位置也就是起始點,dna分子在起始點形成複製叉開始複製。

dna的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,這個過程叫解旋。然後,以解開的每一段母鏈為模板,以周圍環境中的四種脫氧核苷酸為原料,按照鹼基配對互補配對原則,在dna聚合酶的作用下,各自合成與母鏈互補的一段子鏈。

隨著解旋過程的進行,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,通過細胞**分配到兩個子細胞中去。

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