高一生物：3.3《DNA的复制》素材（1）新人教版

第 3 节 DNA 的复制——冈崎片段冈崎片段：DNA 双链进行半保留复制时,在 DNA 的滞后链的不连续合成期间生成的片段。概念： DNA 复制过程中，两条新生链都只能从 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。长度： 冈崎片段相对比较短的 DNA 链。细菌冈崎片段长度 1000-2000 核苷酸，真核生物冈崎片段长度 100-200 核苷酸。发现背景： 1968 年，冈崎（Okazaki）及其同事进行了两组实验。 第一组实验是脉冲标记实验（pulse-labeling experiment）。实验以大肠杆菌（E.coli）为材料，在培养大肠杆菌的培养基中加入同位素[H]3 标记的 dTTP，经 30 秒后，DNA 开始复制，分离 DNA，然后在碱中沉淀，变性，让新合成的单链和模板链分开，再用 CsCl 密度梯度离心，以沉降的快慢来确定片段的大小，再检测放射性标记，结果表明被[H]3 标记的片段，也就是新合成的片段，沉淀系数为 20S 左右，即都是长 1000~2000Nt 的 DNA 片段，而亲本链要比它大 20~50 倍； 第二组实验是脉冲追逐实验。实验目的是检测早期合成的 DNA 片段是依然如旧的短片段，还是连接成了长片段。这个实验是先进行标记培养 30 秒，以后除去同位素继续培养几分钟，再分离 DNA 在碱中沉淀，检测结果。先合成的（带标记）的 DNA 不再是短片段，而和总 DNA 的情况相似，沉淀系数为 70S~120S 较长的片段，这意味着刚开始合成的片段都是短片段，以后再连接成长片段，人们就把最初合成的短片段称为冈崎片段（ Okazaki fragment）。 原理： 1978 年，Olivera 提出了半不连续（semidiscontinuous）复制模型，也就是说前导链上的合成是连续的，只有后滞链上的合成才是半连续的。这是因为细胞内都存在有脱氧胸苷三磷酸(dTTP)和脱氧尿苷三磷酸（dUTP），而脱氧核糖核酸聚合酶Ⅲ(DNA pol Ⅲ)并不能区分这两者，因此会将 dUTP 加入到 DNA 中，形成 A·U 对。但是在 DNA 中并没有 U 的存在！因为大肠杆菌细胞里有双重“保险”，防止了 U 的“混入”。第一道关是细胞里的 dUTPase，它能使 dUTP 变成 dUMP，dUMP 是不能作为 DNA 合成的底物，这样它就不再能加入 DNA中。但总还有些漏网之“鱼”，它们还是逃过此关，混入 DNA 中，这就靠第二道关来清除“异己”，这道关的主角是尿嘧啶 N-糖苷酶（uracil N-glycosylase），它可以切断混合尿苷的糖苷键，形成无 Pu 和 ...