# DNA复制为什么是一旧一新

By DUSK

Topic: Nature & Biology

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### 1. 两条方向相反的链

DNA 是两条链绕成的双螺旋，中间的碱基两两相连。两条链方向相反：一条从 5′ 端走向 3′ 端，另一条正好倒过来，这叫反向平行。蓝色是原有的旧链。

示意模型：大小、颜色和速度都不是真实比例。真实 DNA 约 10\.5 个碱基对绕一圈。

### 2. 解旋：打开复制叉

解旋酶（青色环）像拉链头一样向前推进，把两条旧链分开，形成 Y 形的复制叉。分开的每条旧链都是模板，新链要照着它来合成。

复制叉一边打开一边复制，并不是先全部拆开。时间已加速。

### 3. 互补配对，5′→3′ 延伸

新碱基只按规则配对：A 配 T，G 配 C。DNA 聚合酶从一小段粉色 RNA 引物出发，只能在新链的 3′ 端添加碱基，所以新链总是从 5′ 向 3′ 生长。橙色就是新链。

四种碱基颜色：A 绿、T 紫、G 黄、C 蓝。

### 4. 前导链连续，滞后链分段

复制叉继续打开。前导链顺着复制叉前进的方向，一口气连续合成。另一条模板方向相反，聚合酶只能背着复制叉一段一段地合成，这些短片段叫冈崎片段。

每个聚合酶只朝一个方向移动。片段数量和长度为示意，时间已加速。

### 5. 换掉引物，接上缺口

粉色的 RNA 引物被换成 DNA。片段之间还留着小缺口，DNA 连接酶把相邻片段的骨架接起来，滞后链就成了一条完整的链。

连接酶不添加新碱基，只把断开的骨架连上。

### 6. 一旧一新

复制完成，得到两个 DNA 分子，各自重新绕成螺旋。每个分子都有一条蓝色旧链和一条橙色新链。一句话：每个新 DNA 都保留一条旧链，配上一条新链。

这叫半保留复制，1958 年的梅塞尔森—斯塔尔实验证实了它。