DNA的双螺旋结构中的两条链是反向平行的,当复制开始解链时,
亲代DNA分子中一条
母链的方向 为5'—3',另一条母链的方向为3' —5'。由 于
DNA聚合酶只能催化5' —3'方向合成。 在以3' —5'方向的母链为模板时,DNA1U 沿5'—3'方向
连续复制,
复制速度较快,完成复制较早,称为前导链。前导链的前进方 向与
复制叉的行进方向一致,在
DNA复制 时,前导链的复制是连续进行的。
在
真核细胞内,DNA的两条链都作为模板同时合成两条新的DNA链.由于
DNA分子的两条链是反向平行的,从一个方向看去,一条链是从5'→3'走向,另一条链则是3'→5'.
DNA复制时,不管以哪条链作模板,新链的合成始终是按5'→3'方向进行的.随着
双链的打开,由起始点形成复制叉后,新合成的两条方向相反的链中,一条链的合成方向与复制叉前进方向是一致的,合成就能顺利地连续进行;另一条链的合成方向则与复制叉前进方向相反。
1968年,日本生化学者冈崎等人用3H-胸腺嘧啶核苷酸培养
大肠杆菌,发现短时间内首先合成的是较短的
DNA片段,接着再出现较大的分子.这说明这条新链是一段一段地,不
连续合成的.这些DNA片段称
冈崎片段.
冈崎片段的形成是从
RNA引物的3'-
OH末端开始的,DNA聚合酶α催化这一反应,它以
脱氧核苷三磷酸为底物,依据碱基
互补原则,以分开的一条DNA链为模板,合成新的
互补链.合成的方向仍然为5'→3'.一旦冈崎片段达到这一长度,
引发酶与
DNA聚合酶α形成的复合体便从DNA上解离下来.RFC结合到这一延长的
引物上,并组装到PCNA滑动夹上,然后
DNA聚合酶δ(polδ)结合到
PCNA上并完成冈崎片段的最终长度130-200
bp.当它遇到原先已形成的冈崎片段5`末端时,polδ/PCNA复合物从DNA上释放下来,见图(12-4).
两条链均按5'到3'方向合成,一条链3'末端的方向朝着
复制叉前进的方向,可连续合成,称前导链(leading strand).另一条链5'末端朝着复制叉,合成是不连续的,形成冈崎片段,此链称
后随链(lagging strand).