图Il-3证明DNA半保留复制的Meselsen-Sahl实验图解 带，浮力密度为1.7I7g/ml,位于15N一DNA和14N一DNA之间，这条区带的DNA是由 4N/5N一DNA组成的。经二代之后，出现两条区带，其浮力密度分别为1.7I0g/ml和 1.717g/m,即一条区带为4N/I4N-DNA,另一条区带为14N/15N-DNA。再继续培养， 1N/1N一DNA分子逐渐增多，而1N/5N一DNA分子所占的比例逐渐减少。这些结果 及其解释可用图11-3表示。这个试验结果证明DNA是以半保留方式进行复制的。以后用 其他细菌、动物、植物、噬菌体、动物病毒等也证明了DNA的半保留复制。DNA的半保 留复制可以使遗传信息的传递保持相对的稳定，这和它的遗传功能是相吻合的，说明半保 留复制具有重要的生物学意义。但是这种稳定性是相对的。在一定条件下，DNA会发生损 伤，需要修复：在复制和转录中DN会有损耗，必须进行更新：在发育和分化过程中， DNA特定序列可能修饰、删除、扩增和重排 二、与DNA复制有关的酶和蛋白质 DNA的合成是以四种三磷酸脱氧核糖核苷为底物的聚合反应，该过程除了酶的催化 之外，还需要以适量的DNA为模板，以RNA或DNA)为引物和镁离子的参与。 mdATP、 DNA聚合酶 DNA+(m+m+m+na)PPi mdCTP DNA,Mg" ndTTP 实际上，DNA合成的反应是很复杂的，催化这个反应的酶也有多种，除DNA聚合酶 外，还有RNA引物合成酶（即引发酶），DNA连接酶、拓扑异构酶、解螺旋酶及多种蛋白 质因子参与。现将与DNA合成有关的几种酶和蛋白质因子扼要介绍如下： 1.引物合成酶（亦称引发酶，Primase) 此酶以DNA为模板合成一段RNA,这段RNA作为合成DNA的引物Primer)。催化 引物RNA合成的酶对利福平((rifampicin)不敏感，而且在一定程度上可用脱氧核糖核苷酸代 替核糖核苷酸作为底物，而与经典的RNA聚合酶不同。大肠杆菌的引物酶为一条单链多 肽，分子量为60000。 2.DNA聚合酶(DNA polymerase) 目前已知的DNA聚合酶有多种，它们的性状和在DNA合成中的功能均不相同。在大 肠杆菌中发现有3种DNA聚合酶，分别称为DNA聚合酶I、I、Ⅲ。DNA聚合酶I最初 是在1955年由Kornberg在大肠杆菌内发现的。Kornberg将其进行了高度纯化。纯化的酵 是一条单链多肽，呈球状，直径约为6.5m,是DNA直径的3倍左右。分子量为109000。 每个分子含一个锌原子。这个锌原子与酶的催化作用有关。DNA聚合酶I是多功能酶，它 具有5’→3'聚合酶，5’→3'外切酶及3′→5'外切酶的活性。它的主要功能是对 DNA损伤的修复，以及在DNA复制时，填补RNA引物切除后留下的空隙。 272 272 图 11-3 证明 DNA 半保留复制的 Meselsen-Stahl 实验图解 带，浮力密度为 1.7l7g／ml，位于 15N—DNA 和 14N—DNA 之间，这条区带的 DNA 是由 14N／15N—DNA 组成的。经二代之后，出现两条区带，其浮力密度分别为 1.710g／ml 和 1.717g／ml，即一条区带为 14N／14N—DNA，另一条区带为14N／15N -DNA。再继续培养， 14N／14N—DNA 分子逐渐增多，而 14N／15N—DNA 分子所占的比例逐渐减少。这些结果 及其解释可用图 11-3 表示。这个试验结果证明 DNA 是以半保留方式进行复制的。以后用 其他细菌、动物、植物、噬菌体、动物病毒等也证明了 DNA 的半保留复制。DNA 的半保 留复制可以使遗传信息的传递保持相对的稳定，这和它的遗传功能是相吻合的，说明半保 留复制具有重要的生物学意义。但是这种稳定性是相对的。在一定条件下，DNA 会发生损 伤，需要修复；在复制和转录中 DNA 会有损耗，必须进行更新；在发育和分化过程中， DNA 特定序列可能修饰、删除、扩增和重排。 二、与 DNA 复制有关的酶和蛋白质 DNA 的合成是以四种三磷酸脱氧核糖核苷为底物的聚合反应，该过程除了酶的催化 之外，还需要以适量的 DNA 为模板，以 RNA(或 DNA)为引物和镁离子的参与。 n1dATP + n2dGTP DNA 聚合酶 + DNA+ (n1+n2+n3+n4)PPi n3dCTP DNA, Mg2+ + n4dTTP 实际上，DNA合成的反应是很复杂的，催化这个反应的酶也有多种，除DNA 聚合酶 外，还有 RNA 引物合成酶(即引发酶)，DNA 连接酶、拓扑异构酶、解螺旋酶及多种蛋白 质因子参与。现将与 DNA 合成有关的几种酶和蛋白质因子扼要介绍如下； 1． 引物合成酶(亦称引发酶，Primase) 此酶以 DNA 为模板合成一段 RNA，这段 RNA 作为合成 DNA 的引物(Primer)。催化 引物 RNA 合成的酶对利福平(rifampicin)不敏感，而且在一定程度上可用脱氧核糖核苷酸代 替核糖核苷酸作为底物，而与经典的 RNA 聚合酶不同。大肠杆菌的引物酶为一条单链多 肽，分子量为 60 000。 2． DNA 聚合酶(DNApolymerase) 目前已知的 DNA 聚合酶有多种，它们的性状和在 DNA 合成中的功能均不相同。在大 肠杆菌中发现有 3 种 DNA 聚合酶，分别称为 DNA 聚合酶 I、Ⅱ、Ⅲ。DNA 聚合酶I 最初 是在 1955 年由 Kornberg 在大肠杆菌内发现的。Kornberg 将其进行了高度纯化。纯化的酶 是一条单链多肽，呈球状，直径约为6.5nm，是 DNA 直径的 3 倍左右。分子量为 109 000。 每个分子含一个锌原子。这个锌原子与酶的催化作用有关。DNA 聚合酶 I 是多功能酶，它 具有 5′ →3′ 聚合酶，5′→3′外切酶及 3′→5′外切酶的活性。它的主要功能是对 DNA 损伤的修复，以及在 DNA 复制时，填补 RNA 引物切除后留下的空隙