動物基因鏈是怎麼形成的

㈠ DNA復制過程

DNA復制過程
以原核生物DNA復制過程予以簡要說明

1．DNA雙螺旋的解旋
DNA在復制時，其雙鏈首先解開，形成復制叉，而復制叉的形成則是由多種蛋白質及酶參與的較復雜的復制過程
（1）單鏈DNA結合蛋白（single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白）
ssbDNA蛋白是較牢固的結合在單鏈DNA上的蛋白質。原核生物ssbDNA蛋白與DNA結合時表現出協同效應：若第1個ssbDNA蛋白結合到DNA上去能力為1，第2個的結合能力可高達103；真核生物細胞中的ssbDNA蛋白與單鏈DNA結合時則不表現上述效應。ssbDNA蛋白的作用是保證解旋酶解開的單鏈在復制完成前能保持單鏈結構，它以四聚體的形式存在於復制叉處，待單鏈復制後才脫下來，重新循環。所以，ssbDNA蛋白只保持單鏈的存在，不起解旋作用。

（2）DNA解鏈酶（DNA helicase）
DNA解鏈酶能通過水解ATP獲得能量以解開雙鏈DNA。這種解鏈酶分解ATP的活性依賴於單鏈DNA的存在。如果雙鏈DNA中有單鏈末端或切口，則 DNA解鏈酶可以首先結合在這一部分，然後逐步向雙鏈方向移動。復制時，大部分DNA解旋酶可沿滯後模板的5』—〉3』方向並隨著復制叉的前進而移動，只有個別解旋酶（Rep蛋白）是沿著3』—〉5』方向移動的。故推測Rep蛋白和特定DNA解鏈酶是分別在DNA的兩條母鏈上協同作用以解開雙鏈DNA。

（3）DNA解鏈過程
DNA在復制前不僅是雙螺旋而且處於超螺旋狀態，而超螺旋狀態的存在是解鏈前的必須結構狀態，參與解鏈的除解鏈酶外還有一些特定蛋白質，如大腸桿菌中的 Dna蛋白等。一旦DNA局部雙鏈解開，就必須有ssbDNA蛋白以穩定解開的單鏈，保證此局部不會恢復成雙鏈。兩條單鏈DNA復制的引發過程有所差異，但是不論是前導鏈還是後隨鏈，都需要一段RNA引物用於開始子鏈DNA的合成。因此前導鏈與後隨鏈的差別在於前者從復制起始點開始按5』—3』持續的合成下去，不形成岡崎片段，後者則隨著復制叉的出現，不斷合成長約2—3kb的岡崎片段。

2．岡崎片段與半不連續復制
因DNA的兩條鏈是反向平行的，故在復制叉附近解開的DNA鏈，一條是5』—〉3』方向，另一條是3』—〉5』方向，兩個模板極性不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5』—〉3』方向，不是3』—〉5』方向，因而無法解釋DNA的兩條鏈同時進行復制的問題。為解釋DNA兩條鏈各自模板合成子鏈等速復制現象，日本學者岡崎（Okazaki）等人提出了DNA的半連續復制（semidiscontinuous replication）模型。1968年岡崎用3H脫氧胸苷短時間標記大腸桿菌，提取DNA，變性後用超離心方法得到了許多3H 標記的，被後人稱作岡崎片段的DNA。延長標記時間後，岡崎片段可轉變為成熟DNA鏈，因此這些片段必然是復制過程中的中間產物。另一個實驗也證明DNA 復制過程中首先合成較小的片段，即用DNA連接酶溫度敏感突變株進行試驗，在連接酶不起作用的溫度下，便有大量小DNA片段積累，表明DNA復制過程中至少有一條鏈首先合成較短的片段，然後再由連接酶鏈成大分子DNA。一般說，原核生物的岡崎片段比真核生物的長。深入研究還證明，前導鏈的連續復制和滯後鏈的不連續復制在生物界具有普遍性，故稱為DNA雙螺旋的半不連續復制。

3．復制的引發和終止
所有的DNA的復制都是從一個固定的起始點開始的，而DNA聚合酶只能延長已存在的DNA鏈，不能從頭合成DNA鏈，新DNA的復制是如何形成的？經大量實驗研究證明，DNA復制時，往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物，再由聚合酶從RNA引物3』端開始合成新的DNA鏈。對於前導鏈來說，這一引發過程比較簡單，只要有一段RNA引物，DNA聚合酶就能以此為起點，一直合成下去。對於後隨鏈，引發過程較為復雜，需要多種蛋白質和酶參與。後隨鏈的引發過程由引發體來完成。引發體由6種蛋白質構成，預引體或引體前體把這6種蛋白質結合在一起並和引發酶或引物過程酶進一步組裝形成引發體。引發體似火車頭一樣在後隨鏈分叉的方向前進，並在模板上斷斷續續的引發生成滯後鏈的引物RNA短鏈，再由DNA聚合酶 III 作用合成DNA，直至遇到下一個引物或岡崎片段為止。由RNA酶H降解RNA引物並由DNA聚合酶 I 將缺口補齊，再由DNA連接酶將每兩個岡崎片段連在一起形成大分子DNA.。

（四）端粒和端粒酶
1941年美籍印度人麥克林托克（Mc Clintock）就提出了端粒(telomere)的假說，認為染色體末端必然存在一種特殊結構——端粒。現在已知染色體端粒的作用至少有二：① 保護染色體末端免受損傷，使染色體保持穩定；② 與核纖層相連，使染色體得以定位。
在弄清楚DNA復制過程之後，20世紀70年代科學家對DNA復制時新鏈5』端的RNA引物被切除後，空缺是如何被填補的提出了質疑。如不填補豈不是 DNA每復制一次就短一點。以後隨鏈復制為例，當RNA引物被切除後，岡崎片段之間是由DNA聚合酶 I 催化合成的DNA填補之，然後再由DNA連接酶將它們連接成一條完整的鏈。但是DNA聚合酶 I 催化合成DNA時，需要自由3』—OH作為引物，最後餘下子鏈的5』無法填補，於是染色體就短了一點。

在正常體細胞中普遍存在著染色體酶復制一次端粒就短一次的現象。人們推測，可能一旦端粒縮短到某一閾限長度一下時，他們就會發出一個警報，指令細胞進入衰老；或許是當細胞判斷出它們的染色體已變得太短了，於是分裂也就停止了，造成正常體細胞壽命有一定界限。但是在癌細胞中染色體端粒卻一直維持在一定長度上，這是為什麼？這是因為DNA復制後，把染色體末端短缺部分補上需要端粒酶，這是一種含有RNA的酶，它既解決了模板，又解決了引物的問題。在生殖細胞和85%癌細胞中都測出了端粒酶具有活性，但是在正常體細胞中卻無活性，20世紀90年代中期，Blackburn首次在原生動物中克隆出端粒酶基因。

端粒酶在癌細胞中具有活性，它不僅使癌細胞可以不斷分裂增生，而且它為癌變前的細胞或已經是癌性的細胞提供了時間，以積累附加的突變，即等於增加它們復制，侵入和最終轉移的能力。同時人們也由此萌生了開發以端粒為靶的葯物，即通過抑制癌細胞中端粒酶活性而達到治療癌症的目的。

至於真核細胞DNA末端的結構特點，早就在1978年Blackburn就以原生動物四膜出（一種纖毛蟲）為例說明之：① 迥紋形式的發夾環；② 僅由C,A組成的簡單序列大量重復（C4A2）20~70；③ 鏈上有許多缺口（nicks）。

㈡ DNA為什麼叫脫氧核糖核酸，它是脫氧的嗎，為什麼要脫氧，DNA又是什麼樣的

脫氧核糖核苷酸是由嘌呤鹼或嘧啶鹼、脫氧核糖以及磷酸三種物質組成的化合物。

所謂的脫氧核糖核苷酸是指他所含有的五碳糖的一個羥基脫了一個氧

如果不脫氧，在形成DNA鏈的時候，這個羥基會作用於DNA鏈，導致DNA鏈不穩定。

㈢ 人類基因組怎樣形成的

人類基因組，又譯人類基因體，是智慧人種的基因組。共組成24個染色體，分別是22個體染色體、X染色體與Y染色體，含有約30億個DNA鹼基對。鹼基對是以氫鍵相結合的兩個含氮鹼基，以A、T、C、G四種鹼基排列成鹼基序列。其中一部分的鹼基對組成了大約20000到25000個基因。

全世界的生物學與醫學界在人類基因組計劃中，調查人類基因組中的真染色質基因序列。發現人類的基因數量比原先預期的更少，其中的外顯子，也就是能夠製造蛋白質的編碼序列，只佔總長度的1.5%。

現代遺傳學家認為，基因是DNA(脫氧核糖核酸)分子上具有遺傳效應的特定核苷酸序列的總稱，是具有遺傳效應的DNA分子片段。基因位於染色體上，並在染色體上呈線性排列。基因不僅可以通過復制把遺傳信息傳遞給下一代，還可以使遺傳信息得到表達。不同人種之間頭發、膚色、眼睛、鼻子等不同，是基因差異所致。

人類只有一個基因組，大約有5萬~10萬個基因。

隨著人類基因組逐漸被破譯，一張生命之圖將被繪就，人們的生活也將發生巨大變化。基因葯物已經走進人們的生活，利用基因治療更多的疾病不再是一個奢望。因為隨著我們對人類本身的了解邁上新的台階，很多疾病的病因將被揭開，葯物就會設計得更好些，治療方案就能「對因下葯」，生活起居、飲食習慣有可能根據基因情況進行調整，人類的整體健康狀況將會提高，21世紀的醫學基礎將由此奠定。

利用基因，人們可以改良果蔬品種，提高農作物的品質，更多的轉基因植物和動物、食品將問世，人類可能在新世紀里培育出超級作物。通過控制人體的生化特性，人類將能夠恢復或修復人體細胞和器官的功能，甚至改變人類的進化過程。

人類基因組計劃人類基因組計劃（HGP）是由美國科學家於1985年率先提出，於1990年正式啟動的。美國、英國、法蘭西共和國、德意志聯邦共和國、日本和我國科學家共同參與了這一價值達30億美元的人類基因組計劃。按照這個計劃的設想，在2005年，要把人體內約10萬個基因的密碼全部解開，同時繪制出人類基因的譜圖。換句話說，就是要揭開組成人體10萬個基因的30億個鹼基對的秘密。人類基因組計劃與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅計劃並稱為三大科學計劃。

1986年，諾貝爾獎獲得者Renato Dulbecco發表短文《腫瘤研究的轉折點：人類基因組測序》（Science， 231: 1055~1056）。文中指出：「如果我們想更多地了解腫瘤，我們從現在起必須關注細胞的基因組。……從哪個物種著手努力？如果我們想理解人類腫瘤，那就應從人類開始。……人類腫瘤研究將因對DNA的詳細知識而得到巨大推動。」

什麼是基因組·基因組就是一個物種中所有基因的整體組成。人類基因組有兩層意義：遺傳信息和遺傳物質。要揭開生命的奧秘，就需要從整體水平研究基因的存在、基因的結構與功能、基因之間的相互關系。

為什麼選擇人類的基因組進行研究？因為人類是在「進化」歷程上最高級的生物，對它的研究有助於認識自身、掌握生老病死規律、疾病的診斷和治療、了解生命的起源。

測出人類基因組DNA的30億個鹼基對的序列，發現所有人類基因，找出它們在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息。

在人類基因組計劃中，還包括對五種生物基因組的研究：大腸桿菌、酵母、線蟲、果蠅和小鼠，稱之為人類的五種「模式生物」。

HGP的目的是解碼生命、了解生命的起源、了解生命體生長發育的規律、認識種屬之間和個體之間存在差異的起因、認識疾病產生的機制以及長壽與衰老等生命現象、為疾病的診治提供科學依據。

HGP的主要任務是人類的DNA測序，此外還有測序技術、人類基因組序列變異、功能基因組技術、比較基因組學、社會、法律、倫理研究、生物信息學和計算生物學、教育培訓等目的。

1.遺傳圖譜

遺傳圖譜又稱連鎖圖譜，它是以具有遺傳多態性（在一個遺傳位點上具有一個以上的等位基因，在群體中的出現頻率皆高於1%）的遺傳標記為「路標」，以遺傳學距離（在減數分裂事件中兩個位點之間進行交換、重組的百分率，1%的重組率稱為1cm）為圖距的基因組圖。遺傳圖譜的建立為基因識別和完成基因定位創造了條件。意義：6000多個遺傳標記已經能夠把人的基因組分成6000多個區域，使得連鎖分析法可以找到某一致病的或表現型的基因與某一標記鄰近（緊密連鎖）的證據，這樣可把這一基因定位於這一已知區域，再對基因進行分離和研究。對於疾病而言，找基因和分析基因是個關鍵。

第一代標記：經典的遺傳標記，例如ABO血型位點標記，HLA位點標記。20世紀70年中後期，限制性片段長度多態性（RFLP），位點數目大與105，用限制性內切酶特異性切割DNA鏈，由於DNA的一個「點」上的變異所造成的能切與不能切兩種狀況，可產生不同長度的片段（等位片段），可用凝膠電泳顯示多態性，從片段多態性的信息與疾病表型間的關系進行連鎖分析，找到致病基因。如Huntington症。但每次酶切2~3個片段，信息量有限。

第二代標記：1985年，小衛星中心、可變串聯重復VNTR可提供不同長度的片段，其重復單位長度為6~12個核苷酸，1989年微衛星標記系統被發現和建立，重復單位長度為2～6個核苷酸，又稱簡短串聯重復（STR）。

第三代標記：1996年MIT的Lander ES又提出了SNP（single nucleotide polymorphysm）的遺傳標記系統。對每一核苷酸突變率為10~9，雙等位型標記，在人類基因組中可達到300萬個，平均約每1250個鹼基對就會有一個。3～4個相鄰的標記構成的單倍型（haplotype）就可有8～16種。

2.物理圖譜

物理圖譜是指有關構成基因組的全部基因的排列和間距的信息，它是通過對構成基因組的DNA分子進行測定而繪制的。繪制物理圖譜的目的是把有關基因的遺傳信息及其在每條染色體上的相對位置線性而系統地排列出來。DNA物理圖譜是指DNA鏈的限制性酶切片段的排列順序，即酶切片段在DNA鏈上的定位。因限制性內切酶在DNA鏈上的切口是以特異序列為基礎的，核苷酸序列不同的DNA，經酶切後就會產生不同長度的DNA片段，由此而構成獨特的酶切圖譜。因此，DNA物理圖譜是DNA分子結構的特徵之一。DNA是很大的分子，由限制酶產生的用於測序反應的DNA片段只是其中的極小部分，這些片段在DNA鏈中所處的位置關系是應該首先解決的問題，故DNA物理圖譜是順序測定的基礎，也可理解為指導DNA測序的藍圖。廣義地說，DNA測序從物理圖譜製作開始，它是測序工作的第一步。製作DNA物理圖譜的方法有多種，這里選擇一種常用的簡便方法——標記片段的部分酶解法，來說明圖譜製作原理。

用部分酶解法測定DNA物理圖譜包括兩個基本步驟：

(1)完全降解：選擇合適的限制性內切酶將待測DNA鏈(已經標記放射性同位素)完全降解，降解產物經凝膠電泳分離後進行自顯影，獲得的圖譜即為組成該DNA鏈的酶切片段的數目和大小。

(2)部分降解：以末端標記使待測DNA的一條鏈帶上示蹤同位素，然後用上述相同酶部分降解該DNA鏈，即通過控制反應條件使DNA鏈上該酶的切口隨機斷裂，而避免所有切口斷裂的完全降解發生。部分酶解產物同樣進行電泳分離及自顯影。比較上述二步的自顯影圖譜，根據片段大小及彼此間的差異即可排出酶切片段在DNA鏈上的位置。下面是測定某組蛋白基因DNA物理圖譜的詳細說明。

完整的物理圖譜應包括人類基因組的不同載體DNA克隆片段重疊群圖，大片段限制性內切酶切點圖，DNA片段或一特異DNA序列（STS）的路標圖，以及基因組中廣泛存在的特徵型序列（如CpG序列、Alu序列，isochore）等的標記圖，人類基因組的細胞遺傳學圖（即染色體的區、帶、亞帶，或以染色體長度的百分率定標記），最終在分子水平上與序列圖的統一。

基本原理是把龐大的無從下手的DNA先「敲碎」，再拼接。以Mb、kb、bp作為圖距，以DNA探針的STS（sequence tags site）序列為路標。1998 年完成了具有52000個序列標簽位點(STS)，並覆蓋人類基因組大部分區域的連續克隆系的物理圖譜。構建物理圖的一個主要內容是把含有STS對應序列的DNA的克隆片段連接成相互重疊的「片段重疊群（contig）」。用「酵母人工染色體(YAC)作為載體的載有人DNA片段的文庫已包含了構建總體覆蓋率為100%、具有高度代表性的片段重疊群」，近幾年來又發展了可靠性更高的BAC、PAC庫或cosmid庫等。

3.序列圖譜

隨著遺傳圖譜和物理圖譜的完成，測序就成為重中之重的工作。DNA序列分析技術是一個包括制備DNA片段化及鹼基分析、DNA信息翻譯的多階段的過程。通過測序得到基因組的序列圖譜。

HGP對人類的重要意義

1.HGP對人類疾病基因研究的貢獻

人類疾病相關的基因是人類基因組中結構和功能完整性至關重要的信息。對於單基因病，採用「定位克隆」和「定位候選克隆」的全新思路，導致了亨廷頓舞蹈病、遺傳性結腸癌和乳腺癌等一大批單基因遺傳病致病基因的發現，為這些疾病的基因診斷和基因治療奠定了基礎。對於心血管疾病、腫瘤、糖尿病、神經精神類疾病（老年性痴呆、精神分裂症）、自身免疫性疾病等多基因疾病是目前疾病基因研究的重點。健康相關研究是HGP的重要組成部分，1997年相繼提出：「腫瘤基因組解剖計劃」「環境基因組學計劃」。

2.HGP對醫學的貢獻

基因診斷、基因治療和基於基因組知識的治療、基於基因組信息的疾病預防、疾病易感基因的識別、風險人群生活方式、環境因子的干預。

3.HGP對生物技術的貢獻

（1）基因工程葯物：分泌蛋白（多肽激素，生長因子，趨化因子，凝血和抗凝血因子等）及其受體。

（2）診斷和研究試劑產業：基因和抗體試劑盒、診斷和研究用生物晶元、疾病和篩葯模型。

（3）對細胞、胚胎、組織工程的推動：胚胎和成年期幹細胞、克隆技術、器官再造。

4.HGP對制葯工業的貢獻

篩選葯物的靶點：與組合化學和天然化合物分離技術結合，建立高通量的受體、酶結合試驗以知識為基礎的葯物設計：基因蛋白產物的高級結構分析、預測、模擬——葯物作用「口袋」。

個體化的葯物治療：葯物基因組學。

5.HGP對社會經濟的重要影響

生物產業與信息產業是一個國家的兩大經濟支柱；發現新功能基因的社會和經濟效益；轉基因食品；轉基因葯物（如減肥葯，增高葯）。

6.HGP對生物進化研究的影響

生物的進化史，都刻寫在各基因組的「天書」上；草履蟲是人的親戚——13億年；人是由300萬～400萬年前的一種猴子進化來的；人類第一次「走出非洲」——200萬年的古猿；人類的「夏娃」來自於非洲，距今20萬年——第二次「走出非洲」。

7.HGP帶來的負面作用

侏羅紀公園不只是科幻故事；種族選擇性滅絕性生物武器；基因專利戰；基因資源的掠奪戰；基因與個人隱私。

㈣ 人的基因與動物的基因有什麼不同的

基因的概念：基因物質組成上就是DNA 一種由糖 鹼基 磷酸 組成的大分子

其中糖和磷酸只有一種

鹼基有4種不同的鹼基

由於鹼基序列的排列有無限種 所以DNA所含有的信息是大量的

好比計算機僅僅是0/1的二進制編碼 就可以有許許多多的信息

相同:人和動物的基因從物質上看是完全一樣的 都是DNA 都是一樣的化學物質

不同：區別就在於DNA組成的單位排列順序不同 以及大小不同

人大約幾百萬個核苷酸（組成DNA的單體物質）

這些核苷酸有一定的排列順序 基因就是一段的排列順序 而許多基因合起來就組成完整的DNA

給你一個基因序列圖來說明吧 這就是某個基因

人和動物都有許多基因 有些基因是相同的 也有些基因是不同的

基因的功能就是控制生物性狀

人和動物都有一些相同的性狀 比如都是有四肢 有頭 有心臟 這些基因就是差不多相同的

有些性狀比如動物全身披毛等等不同的性狀 那控制這些性狀的基因就是不一樣的

㈤ 原始DNA分子是如何形成的

生物多樣性包括物種多樣性與生態系統多樣性。物種多樣性與生態系統多樣性主要是由於不定向變異與定向選擇在進化過程中共同作用的結果。
而從DNA的機構特點來看，DNA分子是規則的雙螺旋結構，結構特點：
1、DNA分子是由兩條鏈組成，兩條鏈按反向平行方式盤旋成雙螺旋結構；
2、DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排列在外側，構成基本骨架；鹼基排列在
內側；
3、DNA分子兩條鏈上的鹼基通過氫鍵連接成鹼基對，並且鹼基配對有一定的規律。
組成DNA分子的鹼基只有四種，但鹼基對的排列順序千變萬化構成了DNA分子的多樣性生物體內，一個最短的DNA分子有4000個鹼基對其排列順序方式有：44000種。從分子水平說明了遺傳多樣性（基因多樣性），從而說明了生物體具有多樣性。
另外生物的生長環境不同，基因突變方向不定向。而自然選擇決定了變化方向，使DNA發生定向改變，從而轉錄和翻譯出的蛋白質不同，性狀不同，就形成了生物多樣性。

㈥ 請用生物化學方面知識說明一下DNA復制過程及步驟

DNA復制過程
以原核生物DNA復制過程予以簡要說明
1．DNA雙螺旋的解旋
DNA在復制時,其雙鏈首先解開,形成復制叉,而復制叉的形成則是由多種蛋白質及酶參與的較復雜的復制過程
（1）單鏈DNA結合蛋白（single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白）
ssbDNA蛋白是較牢固的結合在單鏈DNA上的蛋白質.原核生物ssbDNA蛋白與DNA結合時表現出協同效應：若第1個ssbDNA蛋白結合到DNA上去能力為1,第2個的結合能力可高達103；真核生物細胞中的ssbDNA蛋白與單鏈DNA結合時則不表現上述效應.ssbDNA蛋白的作用是保證解旋酶解開的單鏈在復制完成前能保持單鏈結構,它以四聚體的形式存在於復制叉處,待單鏈復制後才脫下來,重新循環.所以,ssbDNA蛋白只保持單鏈的存在,不起解旋作用.
（2）DNA解鏈酶（DNA helicase）
DNA解鏈酶能通過水解ATP獲得能量以解開雙鏈DNA.這種解鏈酶分解ATP的活性依賴於單鏈DNA的存在.如果雙鏈DNA中有單鏈末端或切口,則 DNA解鏈酶可以首先結合在這一部分,然後逐步向雙鏈方向移動.復制時,大部分DNA解旋酶可沿滯後模板的5』—〉3』方向並隨著復制叉的前進而移動,只有個別解旋酶（Rep蛋白）是沿著3』—〉5』方向移動的.故推測Rep蛋白和特定DNA解鏈酶是分別在DNA的兩條母鏈上協同作用以解開雙鏈DNA.
（3）DNA解鏈過程
DNA在復制前不僅是雙螺旋而且處於超螺旋狀態,而超螺旋狀態的存在是解鏈前的必須結構狀態,參與解鏈的除解鏈酶外還有一些特定蛋白質,如大腸桿菌中的 Dna蛋白等.一旦DNA局部雙鏈解開,就必須有ssbDNA蛋白以穩定解開的單鏈,保證此局部不會恢復成雙鏈.兩條單鏈DNA復制的引發過程有所差異,但是不論是前導鏈還是後隨鏈,都需要一段RNA引物用於開始子鏈DNA的合成.因此前導鏈與後隨鏈的差別在於前者從復制起始點開始按5』—3』持續的合成下去,不形成岡崎片段,後者則隨著復制叉的出現,不斷合成長約2—3kb的岡崎片段.
2．岡崎片段與半不連續復制
因DNA的兩條鏈是反向平行的,故在復制叉附近解開的DNA鏈,一條是5』—〉3』方向,另一條是3』—〉5』方向,兩個模板極性不同.所有已知DNA聚合酶合成方向均是5』—〉3』方向,不是3』—〉5』方向,因而無法解釋DNA的兩條鏈同時進行復制的問題.為解釋DNA兩條鏈各自模板合成子鏈等速復制現象,日本學者岡崎（Okazaki）等人提出了DNA的半連續復制（semidiscontinuous replication）模型.1968年岡崎用3H脫氧胸苷短時間標記大腸桿菌,提取DNA,變性後用超離心方法得到了許多3H 標記的,被後人稱作岡崎片段的DNA.延長標記時間後,岡崎片段可轉變為成熟DNA鏈,因此這些片段必然是復制過程中的中間產物.另一個實驗也證明DNA 復制過程中首先合成較小的片段,即用DNA連接酶溫度敏感突變株進行試驗,在連接酶不起作用的溫度下,便有大量小DNA片段積累,表明DNA復制過程中至少有一條鏈首先合成較短的片段,然後再由連接酶鏈成大分子DNA.一般說,原核生物的岡崎片段比真核生物的長.深入研究還證明,前導鏈的連續復制和滯後鏈的不連續復制在生物界具有普遍性,故稱為DNA雙螺旋的半不連續復制.
3．復制的引發和終止
所有的DNA的復制都是從一個固定的起始點開始的,而DNA聚合酶只能延長已存在的DNA鏈,不能從頭合成DNA鏈,新DNA的復制是如何形成的?經大量實驗研究證明,DNA復制時,往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物,再由聚合酶從RNA引物3』端開始合成新的DNA鏈.對於前導鏈來說,這一引發過程比較簡單,只要有一段RNA引物,DNA聚合酶就能以此為起點,一直合成下去.對於後隨鏈,引發過程較為復雜,需要多種蛋白質和酶參與.後隨鏈的引發過程由引發體來完成.引發體由6種蛋白質構成,預引體或引體前體把這6種蛋白質結合在一起並和引發酶或引物過程酶進一步組裝形成引發體.引發體似火車頭一樣在後隨鏈分叉的方向前進,並在模板上斷斷續續的引發生成滯後鏈的引物RNA短鏈,再由DNA聚合酶 III 作用合成DNA,直至遇到下一個引物或岡崎片段為止.由RNA酶H降解RNA引物並由DNA聚合酶 I 將缺口補齊,再由DNA連接酶將每兩個岡崎片段連在一起形成大分子DNA..
（四）端粒和端粒酶
1941年美籍印度人麥克林托克（Mc Clintock）就提出了端粒(telomere)的假說,認為染色體末端必然存在一種特殊結構——端粒.現在已知染色體端粒的作用至少有二：① 保護染色體末端免受損傷,使染色體保持穩定；② 與核纖層相連,使染色體得以定位.
在弄清楚DNA復制過程之後,20世紀70年代科學家對DNA復制時新鏈5』端的RNA引物被切除後,空缺是如何被填補的提出了質疑.如不填補豈不是 DNA每復制一次就短一點.以後隨鏈復制為例,當RNA引物被切除後,岡崎片段之間是由DNA聚合酶 I 催化合成的DNA填補之,然後再由DNA連接酶將它們連接成一條完整的鏈.但是DNA聚合酶 I 催化合成DNA時,需要自由3』—OH作為引物,最後餘下子鏈的5』無法填補,於是染色體就短了一點.
在正常體細胞中普遍存在著染色體酶復制一次端粒就短一次的現象.人們推測,可能一旦端粒縮短到某一閾限長度一下時,他們就會發出一個警報,指令細胞進入衰老；或許是當細胞判斷出它們的染色體已變得太短了,於是分裂也就停止了,造成正常體細胞壽命有一定界限.但是在癌細胞中染色體端粒卻一直維持在一定長度上,這是為什麼?這是因為DNA復制後,把染色體末端短缺部分補上需要端粒酶,這是一種含有RNA的酶,它既解決了模板,又解決了引物的問題.在生殖細胞和85%癌細胞中都測出了端粒酶具有活性,但是在正常體細胞中卻無活性,20世紀90年代中期,Blackburn首次在原生動物中克隆出端粒酶基因.
端粒酶在癌細胞中具有活性,它不僅使癌細胞可以不斷分裂增生,而且它為癌變前的細胞或已經是癌性的細胞提供了時間,以積累附加的突變,即等於增加它們復制,侵入和最終轉移的能力.同時人們也由此萌生了開發以端粒為靶的葯物,即通過抑制癌細胞中端粒酶活性而達到治療癌症的目的.
至於真核細胞DNA末端的結構特點,早就在1978年Blackburn就以原生動物四膜出（一種纖毛蟲）為例說明之：① 迥紋形式的發夾環；② 僅由C,A組成的簡單序列大量重復（C4A2）20~70；③ 鏈上有許多缺口（nicks）.

㈦ 最初的DNA是怎樣形成/生命是如何產生的

整個問題都可以用概率，隨機，偶然這樣的字眼概括。除了密碼子。如果你說有機物，蛋白質，核酸等等與生命有關的信息都是偶然產生的。但密碼子怎麼解釋？我認為無論怎麼隨機都隨機不出來一套完整的密碼子，而且密碼子是全生物界共用，也就是說密碼子的產生在生命的最初期，這更縮短了給他產生的幾率，太奇妙了，簡直無法想像，這可能就是我最想弄懂的問題。

㈧ 生物DNA雙螺旋結構和DNA復制的問題!答的好有加分!

你說的第一個問題和雙螺旋結構沒什麼關系，是DNA的一級結構。
核酸是由很多單核苷酸聚合形成的多聚核苷酸（polynucleotide），DNA的一級結構即是指四種核苷酸（dAMP、dCMP、dGMP、dTMP）按照一定的排列順序，通過磷酸二酯鍵連接形成的多核苷酸，由於核苷酸之間的差異僅僅是鹼基的不同，故又可稱為鹼基順序。核苷酸之間的連接方式是：一個核苷酸的5′位磷酸與下一位核苷酸的3′-OH形成3′，5′磷酸二酯鍵，構成不分支的線性大分子，其中磷酸基和戊糖基構成DNA鏈的骨架，可變部分是鹼基排列順序。核酸是有方向性的分子，即核苷酸的戊糖基的5′位不再與其它核苷酸相連的5′末端，以及核苷酸的戊糖基3′位不再連有其它核苷酸的3′末端，兩個末端並不相同，生物學特性也有差異。

DNA的復制過程
（一）DNA的半保留復制
Waston和Click在提出DNA雙螺旋結構模型時曾就DNA復制過程進行過研究，他們推測，DNA在復制過程中鹼基間的氫鍵首先斷裂，雙螺旋解旋分開，每條鏈分別作模板合成新鏈，每個子代DNA的一條鏈來自親代，另一條則是新合成的，故稱之為半保留式復制(semiconservative replication)。
（二）DNA復制的起始，方向和速度
DNA在復制時，雙鏈DNA解旋成兩股分別進行。其復制過程的復制起點呈現叉子的形式，故稱復制叉。以復制叉向前移動的方向為標准，一條模板鏈為3』—〉 5』走向，在其上DNA能以5』—〉3』方向連續合成，稱為前導鏈(leading strand)；另一條模板鏈為5』—〉3』走向，在其上DNA也是5』—〉3』方向合成，但與復制叉移動的方向正好相反，故隨著復制叉的移動形成許多不連續的岡崎片段，最後在連成一條完整的DNA鏈，該鏈稱為後隨鏈(lagging strand)。實驗證明DNA的復制是由一個固定的起始點開始的。一般把生物體的單個復制單位稱為復制子。一個復制子只含一個復制起點。一般說，細菌，病毒即線粒體DNA分子均作為單個復制子完成其復制，真核生物基因組可以同時在多個復制起點上進行雙向復制，即它們的基因組包括多個復制子。多方面的實驗結果表明，大多數生物內DNA的復制都是從固定的起始點以雙向等速方式進行的。復制叉以DNA分子上某一特定順序為起始點，向兩個方向等速生長前進。
（三）DNA復制過程
以原核生物DNA復制過程予以簡要說明

1．DNA雙螺旋的解旋
DNA在復制時，其雙鏈首先解開，形成復制叉，而復制叉的形成則是由多種蛋白質及酶參與的較復雜的復制過程
（1）單鏈DNA結合蛋白（single—stranded DNA binding protein, ssbDNA蛋白）
ssbDNA蛋白是較牢固的結合在單鏈DNA上的蛋白質。原核生物ssbDNA蛋白與DNA結合時表現出協同效應：若第1個ssbDNA蛋白結合到DNA上去能力為1，第2個的結合能力可高達103；真核生物細胞中的ssbDNA蛋白與單鏈DNA結合時則不表現上述效應。ssbDNA蛋白的作用是保證解旋酶解開的單鏈在復制完成前能保持單鏈結構，它以四聚體的形式存在於復制叉處，待單鏈復制後才脫下來，重新循環。所以，ssbDNA蛋白只保持單鏈的存在，不起解旋作用。

（2）DNA解鏈酶（DNA helicase）
DNA解鏈酶能通過水解ATP獲得能量以解開雙鏈DNA。這種解鏈酶分解ATP的活性依賴於單鏈DNA的存在。如果雙鏈DNA中有單鏈末端或切口，則 DNA解鏈酶可以首先結合在這一部分，然後逐步向雙鏈方向移動。復制時，大部分DNA解旋酶可沿滯後模板的5』—〉3』方向並隨著復制叉的前進而移動，只有個別解旋酶（Rep蛋白）是沿著3』—〉5』方向移動的。故推測Rep蛋白和特定DNA解鏈酶是分別在DNA的兩條母鏈上協同作用以解開雙鏈DNA。

（3）DNA解鏈過程
DNA在復制前不僅是雙螺旋而且處於超螺旋狀態，而超螺旋狀態的存在是解鏈前的必須結構狀態，參與解鏈的除解鏈酶外還有一些特定蛋白質，如大腸桿菌中的 Dna蛋白等。一旦DNA局部雙鏈解開，就必須有ssbDNA蛋白以穩定解開的單鏈，保證此局部不會恢復成雙鏈。兩條單鏈DNA復制的引發過程有所差異，但是不論是前導鏈還是後隨鏈，都需要一段RNA引物用於開始子鏈DNA的合成。因此前導鏈與後隨鏈的差別在於前者從復制起始點開始按5』—3』持續的合成下去，不形成岡崎片段，後者則隨著復制叉的出現，不斷合成長約2—3kb的岡崎片段。

2．岡崎片段與半不連續復制
因DNA的兩條鏈是反向平行的，故在復制叉附近解開的DNA鏈，一條是5』—〉3』方向，另一條是3』—〉5』方向，兩個模板極性不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5』—〉3』方向，不是3』—〉5』方向，因而無法解釋DNA的兩條鏈同時進行復制的問題。為解釋DNA兩條鏈各自模板合成子鏈等速復制現象，日本學者岡崎（Okazaki）等人提出了DNA的半連續復制（semidiscontinuous replication）模型。1968年岡崎用3H脫氧胸苷短時間標記大腸桿菌，提取DNA，變性後用超離心方法得到了許多3H 標記的，被後人稱作岡崎片段的DNA。延長標記時間後，岡崎片段可轉變為成熟DNA鏈，因此這些片段必然是復制過程中的中間產物。另一個實驗也證明DNA 復制過程中首先合成較小的片段，即用DNA連接酶溫度敏感突變株進行試驗，在連接酶不起作用的溫度下，便有大量小DNA片段積累，表明DNA復制過程中至少有一條鏈首先合成較短的片段，然後再由連接酶鏈成大分子DNA。一般說，原核生物的岡崎片段比真核生物的長。深入研究還證明，前導鏈的連續復制和滯後鏈的不連續復制在生物界具有普遍性，故稱為DNA雙螺旋的半不連續復制。

3．復制的引發和終止
所有的DNA的復制都是從一個固定的起始點開始的，而DNA聚合酶只能延長已存在的DNA鏈，不能從頭合成DNA鏈，新DNA的復制是如何形成的？經大量實驗研究證明，DNA復制時，往往先由RNA聚合酶在DNA模板上合成一段RNA引物，再由聚合酶從RNA引物3』端開始合成新的DNA鏈。對於前導鏈來說，這一引發過程比較簡單，只要有一段RNA引物，DNA聚合酶就能以此為起點，一直合成下去。對於後隨鏈，引發過程較為復雜，需要多種蛋白質和酶參與。後隨鏈的引發過程由引發體來完成。引發體由6種蛋白質構成，預引體或引體前體把這6種蛋白質結合在一起並和引發酶或引物過程酶進一步組裝形成引發體。引發體似火車頭一樣在後隨鏈分叉的方向前進，並在模板上斷斷續續的引發生成滯後鏈的引物RNA短鏈，再由DNA聚合酶 III 作用合成DNA，直至遇到下一個引物或岡崎片段為止。由RNA酶H降解RNA引物並由DNA聚合酶 I 將缺口補齊，再由DNA連接酶將每兩個岡崎片段連在一起形成大分子DNA.。

（四）端粒和端粒酶
1941年美籍印度人麥克林托克（Mc Clintock）就提出了端粒(telomere)的假說，認為染色體末端必然存在一種特殊結構——端粒。現在已知染色體端粒的作用至少有二：① 保護染色體末端免受損傷，使染色體保持穩定；② 與核纖層相連，使染色體得以定位。
在弄清楚DNA復制過程之後，20世紀70年代科學家對DNA復制時新鏈5』端的RNA引物被切除後，空缺是如何被填補的提出了質疑。如不填補豈不是 DNA每復制一次就短一點。以後隨鏈復制為例，當RNA引物被切除後，岡崎片段之間是由DNA聚合酶 I 催化合成的DNA填補之，然後再由DNA連接酶將它們連接成一條完整的鏈。但是DNA聚合酶 I 催化合成DNA時，需要自由3』—OH作為引物，最後餘下子鏈的5』無法填補，於是染色體就短了一點。

在正常體細胞中普遍存在著染色體酶復制一次端粒就短一次的現象。人們推測，可能一旦端粒縮短到某一閾限長度一下時，他們就會發出一個警報，指令細胞進入衰老；或許是當細胞判斷出它們的染色體已變得太短了，於是分裂也就停止了，造成正常體細胞壽命有一定界限。但是在癌細胞中染色體端粒卻一直維持在一定長度上，這是為什麼？這是因為DNA復制後，把染色體末端短缺部分補上需要端粒酶，這是一種含有RNA的酶，它既解決了模板，又解決了引物的問題。在生殖細胞和85%癌細胞中都測出了端粒酶具有活性，但是在正常體細胞中卻無活性，20世紀90年代中期，Blackburn首次在原生動物中克隆出端粒酶基因。

端粒酶在癌細胞中具有活性，它不僅使癌細胞可以不斷分裂增生，而且它為癌變前的細胞或已經是癌性的細胞提供了時間，以積累附加的突變，即等於增加它們復制，侵入和最終轉移的能力。同時人們也由此萌生了開發以端粒為靶的葯物，即通過抑制癌細胞中端粒酶活性而達到治療癌症的目的。

至於真核細胞DNA末端的結構特點，早就在1978年Blackburn就以原生動物四膜出（一種纖毛蟲）為例說明之：① 迥紋形式的發夾環；② 僅由C,A組成的簡單序列大量重復（C4A2）20~70；③ 鏈上有許多缺口（nicks）。

㈨ 什麼叫做基因鏈

基因鏈為DNA的別稱。

DNA：

作為染色體的一個成分而存在於細胞核內，功能為儲藏遺傳信息。DNA 分子巨大，由核苷酸組成。核苷酸的含氮鹼基為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶及胸腺嘧啶；戊糖為脫氧核糖。

DNA 的結構：

由一對多核苷酸鏈圍繞一個共同的中心軸盤繞構成。糖 -磷酸鏈在螺旋形結構的外面，鹼基朝向裡面。兩條多核苷酸鏈通過鹼基間的氫鍵相連，形成相當穩定的組合。

(9)動物基因鏈是怎麼形成的擴展閱讀：

主要類別

1、單鏈DNA

單鏈DNA大部分DNA以雙螺旋結構存在，但一經熱或鹼處理就會變為單鏈狀態。

2、閉環DNA

閉環DNA沒有斷口的雙鏈環狀DNA，亦稱為超螺旋DNA。

3、連接DNA

連接DNA(Linker DNA）：核小體中除147bp核心DNA 外的所有DNA。

4、模板DNA

模板DNA可以是單鏈分子，也可以是雙鏈分子，可以是線狀分子，也可以是環狀分子（線狀分子比環狀分子的擴增效果稍好）。

5、互補DNA

互補DNA構成基因的雙鏈DNA分子用一條單鏈作為模板，轉錄產生與其序列互補的信使RNA分子，然後在反轉錄酶的作用下，以mRNA分子為模板，合成一條與mRNA序列互補的單鏈DNA，最後再以單鏈DNA為模板合成另一條與其互補的單鏈DNA，兩條互補的單鏈DNA分子組成一個雙鏈cDNA分子。