哪位学者用实验证明了dna的半保留复制
梅塞尔森(Meselson M)和斯塔尔(Stahl FW)。
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DNA复制(replication)是遗传的物质基础,也是细胞分裂的前提条件,对于生物的生长和繁殖十分重要。关于DNA复制的基本机制,即半保留复制(semi-conservative replication),沃森和克里克在1953年5月就已经根据DNA的双螺旋结构提出(Nature. 1953),与其发表双螺旋模型论文仅隔一个月。
1958年,加州大学的梅塞尔森(Meselson M)和斯塔尔(Stahl FW)用重同位素15N标记大肠杆菌的亲代DNA,在轻培养基中复制后,再用密度梯度离心分离,证实了DNA的半保留复制机制。
半保留复制模型。Proc Natl Acad Sci U S A. 1958
1963年凯恩斯(John Cairns)用放射自显影技术直接观察到了复制中DNA的图像,进一步证实了半保留复制机制。大肠杆菌DNA在氚标记的胸苷中复制近两代,然后进行放射自显影,未复制部分银密度低,由一条放射链和一条非放射链组成;已复制部分有一条双链是放射的,一条双链有一半是放射的(J Mol Biol. 1963)。
这个实验同时证实了当时对大肠杆菌基因组呈环状排列的推测。因为观察到的环状染色体的DNA呈θ状,所以后来对环状DNA的半保留复制称为θ型复制。
原核生物多数采用θ型复制,但也有一些特殊的单向复制方式,如噬菌体φX174就采用滚环复制(rolling circle replication):其DNA是环状单链分子,复制时先形成双链,再将正链切开,将5’连接在细胞膜上,从3’延长,滚动合成出新的正链。某些质粒采用滚环复制,线虫的线粒体DNA也采用这种复制方式(下图A)。
线粒体DNA(mtDNA)的复制有多种方式,取代环(D环)是较常见的一种。脊椎动物mtDNA的互补链由于其独特的碱基组成而被称为重链(H)和轻链(L),其复制起点不同(称为OH和OL)。所以两条链的复制是不对称的,重链先复制,轻链保持单链而被取代,呈D环形状。当OL露出后轻链才开始复制。