dna复制方向为什么是由5到3?dna复制方向是5到3还是3到5( 二 )


三:dna复制方向是5到3还是3到51921年 , 科学家亚历克西斯·卡雷尔(Alexis Carrel)在培养皿中的鸡心脏细胞不断添加培养液(鸡血清滤除液) , 结果发现鸡的心脏细胞可以源源不断地增加 。
于是 , 当时的业界认为 , 细胞可以一直无限制的复制下去 , 即细胞是永生的 。
卡雷尔后来一直细心重复着他上述的试验 , 直到其1946年去世 。

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文章插图
卡雷尔培养皿中的鸡心细胞
直到1961年 , 伦纳德·海弗里克(Leonard Hayflick)等人对该项研究的结果提出了质疑:
“卡雷尔的试验过程提供的培养液中并没有完全去除血清中的活细胞 , 所谓源源不断复制的细胞实际
海弗里克等人对卡雷尔的试验过程进行了更加严格的设计 , 尽可能减少额外带入的新细胞 。
伦纳德·海弗里克
结果发现 , 细胞的复制次数是有限的 。
细胞在经过40-60次的分裂之后 , 就会逐渐失去活性而最终无法再分裂 。
海弗里克等人的研究结果推翻了“细胞永生”的错误观点 , 业界也渐渐认为细胞分裂存在理论上的“海弗里克极限” 。
可是 , 为什么细胞会有分裂次数的极限呢?
1975年以后 , 以伊丽莎白·布莱克本(Elizabeth Blackburn)为代表的科学家 , 发现了端粒及端粒酶在这一机制的重要作用 。
伊丽莎白·布莱克本
为此 , 他们获得了2009年的诺贝尔生理或医学奖 。
要想更好的理解细胞的分裂极限 , 这需要我们从DNA的复制说起 。
DNA的复制DNA是生命信息的核心部分 。DNA由脱氧核苷酸组成 , 自然界中脱氧核苷酸一共有4种不同类型 。
它们根据碱基——脱氧核苷酸的某一结构——的不同 , 分别叫做腺嘌呤(A)脱氧核苷酸、鸟嘌呤(G)脱氧核苷酸、胸腺嘧啶(T)脱氧核苷酸和胞嘧啶(C)脱氧核苷酸 。
ATCG四种不同的核苷酸密密麻麻、按照顺序依次排列 , 不同核苷酸的结合可以指导RNA等为细胞翻译表达不同的氨基酸和蛋白质 。
简言之 , DNA是细胞的司令部 , 它指挥着细胞的新陈代谢的各个过程 。
DNA是双螺旋双链结构 , 它如果要从一个细胞到另一个新的子代细胞里 , 它必须要打开双链结构 , 随后对自身进行复制 , 如此才能按照“碱基互补原则”一点点复制新链 。
但是 , 这种复制必须要有条件限制:
1. 必须按照一定方向进行;
2.必须要有引物引导;
人们根据DNA解旋后末端的分子结构 , 将其两端分别命名为5'端和3'端 。
而DNA复制的进行就是按照从5'端到3'端的顺序进行的 。
当然这一系列活动背后的基础是一系列酶来完成的 。
DNA解旋酶首先识别DNA上的特定位置 , 将磷酸二酯键剪断 , 随后一种由DNA或RNA小片段组成的引物会附着在其上 , 最后按照5'端到3'端的顺序进行复制 。
但是 , 根据碱基互补配对的原则 , 即DNA的两条链的核苷酸排列顺序恰好是相反的 。
这也意味着 , 一条链的方向是5'端到3'端 , 而另一条链的方向为3'端到5'端 。
这种顺序的不同 , 导致DNA双链的复制方式拥有着明显不同 。
人们根据DNA双链的这种差异 , 将顺序为5'端到3'端的一条链叫做先导链 , 而另一条链称为后随链 。