分子生物学教材概述.docx
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分子生物学教材概述
分子生物学
教材：
生物化学（第五版）周爱儒主编人民卫生出版社
第二章核酸的结构与功能（4学时）
本章重点:
1．DNA双螺旋结构模型要点。
2．核小体的概念。
3．DNA的变性、复性及分子杂交。
本章难点：
DNA在真核细胞内的组装。
一、核酸的化学组成
基本要点：
1．核苷酸中的碱基成分
核苷酸由碱基嘌呤（A,G）嘧啶（T，C，U）
戊糖β-D-核糖，β-D-2-核糖
磷酸
2．戊糖与核苷核苷酸（脱氧核苷酸）核苷（脱氧核苷）与磷酸通过酯键结合。
3．核苷酸的结构与命名
核苷一磷酸（nucleosidemonophosphate,NMP）
核苷二磷酸（nucleosidediphosphate,NDP）
核苷三磷酸（nucleosidetriphosphate,NTP）
环腺苷酸（cycleAMP,cAMP）环鸟苷酸（cycleGMP,cGMP）
基本概念：
基本要求：
了解核苷酸的结构。
熟悉核苷酸的命名。
掌握核苷酸的化学组成。
二、核酸的一级结构
基本要点：
1．DNA和RNA的一级结构四种核苷酸或脱氧核苷酸按照一定的排列顺序以3’，5’磷酸二酯键（phosphodiesterlinkage）相连形成的多聚核苷酸链或脱氧核苷酸（polydeoxynucleotides）,称为核苷酸序列（也称为碱基序列）。
脱氧核苷酸或核苷酸的连接具有严格的方向性，是前一核苷酸的３’-OH与下一位核苷酸的5’-位磷酸间形成3’，5’磷酸二酯键，构成一个没有分支的线性大分子。
DNA的书写应从5'到3'。
2．RNA与DNA的差别戊糖成分是核糖不是脱氧核糖;嘧啶为胞嘧啶和尿嘧啶而不含有胸腺嘧啶,U代替了DNA的T。
DNA和RNA对遗传信息的携带和传递是依靠核苷酸中的碱基排列顺序变化而实现的。
基本概念：
核酸的一级结构。
基本要求：
熟悉DNA与RNA的区别。
掌握核酸的一级结构。
三、DNA的空间结构与功能
基本要点：
1．DNA的二级结构——双螺旋结构模型
ＤＮＡ的双螺旋结构的研究背景Chargaff规则：
①腺嘌呤与胸腺嘧啶的摩尔数总是相等（Ａ=T），鸟嘌呤的含量总是与胞嘧啶相等（G=C）；②不同生物种属的DNA碱基组成不同，③同一个体不同器官、不同组织的DNA具有相同的碱基组成。
ＤＮＡ双螺旋结构模型的要点
ＤＮＡ是一反向平行的互补双链结构亲水的脱氧核糖基和磷酸基骨架位于双链的外侧、而碱基位于内侧，两条链的碱基互补配对，A---T形成两个氢键，G---C形成三个氢键。
堆积的疏水性碱基平面与线性分子结构的长轴相垂直。
两条链呈反平行走向，一条链５’→３’，另一条链是３’→５’。
）。
DNA是右手螺旋结构DNA线性长分子在小小的细胞核中折叠形成了一个右手螺旋式结构（图３-7）。
螺旋直径为２nm。
螺旋每旋转一周包含了10对碱基，每个碱基的旋转角度为36°。
螺距为3.4nm；碱基平面之间的距离为0.34nm。
DNA双螺旋分子存在一个大沟（majorgroove）和一个小沟（minorgroove），目前认为这些沟状结构与蛋白质和DNA间的识别有关。
DNA双螺旋结构稳定的维系横向靠两条链间互补碱基的氢键维系，纵向则靠碱基平面间的疏水性堆积力维持，尤以碱基堆积力更为重要。
2．ＤＮＡ结构的多样性B-DNA（Ｗatson-Crick模型结构）Z-DNAA-DNA
3．DNA的超螺旋结构DNA在双链螺旋式结构基础上,进一步折叠成为超级螺旋结构,在蛋白质的参与下构成核小体（nucleosome）,再进一步折叠将DNA紧密压缩于染色体中。
DNA的超螺旋-原核生物DNA的高级结构绝大部分原核生物的DNA都是共价封闭的环状双螺旋分子。
这种双螺旋分子还需再次螺旋化形成超螺旋结构以保证其可以较致密的形式存在于细胞内（图3-9）。
4．DNA在真核生物细胞核内的组装染色体的基本单位核小体。
核小体由DNA和组蛋白共同构成。
组蛋白分子共有五种,分别称为H1,H2A,H2B,H3和H4共同构成了核小体的核心,称为组蛋白八聚体（又称核心组蛋白）。
DNA双螺旋分子缠绕在这一核心上构成了核小体的核心颗粒（coreparticle）。
核小体的核心颗粒之间再由DNA（约60个碱基对,bp）和组蛋白H1构成的连接区连接起来形成串珠样的结构（图3-10）。
在此基础上,核小体又进一步旋转折叠,形成纤维状结构及襟状结构、最后形成棒状的染色体,将近lm长的DNA分子容纳于直径只有数微米的细胞核中。
DNA双螺旋分子→组蛋白八聚体→DNA双螺旋分子缠绕（核心颗粒）→串珠样的结构→维状结构及襟状结构→棒状的染色体
5．DNA的功能基因（gene）就是DNA分子中的某一区段,经过复制可以遗传给子代,经过转录和翻译可以保证支持生命活动的各种蛋白质在细胞内有序地合成。
DNA的基本功能就是作为生物遗传信息复制的模板和基因转录的模板,它是生命遗传繁殖的物质基础,也是个体生命活动的基础。
一个生物体的全部基因序列称为基因组（genome）。
基本概念：
DNA双螺旋结构、核小体
基本要求：
了解DNA双螺旋结构模型的研究背景及意义。
熟悉DNA结构的多样性及超螺旋结构。
掌握DNA双螺旋结构模型的要点及DNA的功能。
四、RNA的空间结构与功能
基本要点：
1．信使RNA的结构与功能细胞核内合成的mRNA初级产物比成熟的mRNA大得多,这种初级的RNA被称为不均一核RNA（HetergeneounuclearRNA,hnRNA）,它们在细胞核内存在时间极短,经过剪接成为成熟的mRNA并移位到细胞质（见十二章）。
成熟的mRNA由编码区和非编码区构成,它的结构特点（图3-11）如下:
大多数的真核mRNA转录后在5'-端加一个7-甲基鸟苷,同时第一个核苷酸的C'2也是甲基化的,这种m7GpppNm结构被称为帽子结构（capsequence）。
帽子结构具有促进核蛋白体与mRNA的结合、加速翻译起始速度的作用,同时可以增强mRNA的稳定性。
在真核mRNA的3'末端,有一多聚腺苷酸（polyA）结构,通常称为多聚A尾。
一般由数十个至一百几十个腺苷酸连接而成。
polyA是RNA生成后加上去的。
polyA与mRNA从核内向胞质的转位及mRNA的稳定性有关。
各种mRNA的长短差别很大,mRNA分子的长短,决定翻译的蛋白质分子量的大小。
各种RNA分子中,mRNA的半衰期最短,由几分钟到数小时不等,是细胞内蛋白质合成速度的调控点之一。
mRNA的功能是把核内DNA的碱基顺序（遗传信息）,按照碱基互补的原则,抄录并转送至胞质,在蛋白质合成中用以翻译成蛋白质中氨基酸的排列顺序。
mRNA分子上每3个核苷酸为一组,三联体密码（tripletcode）。
2．转运RNA的结构与功能转运RNA（transferRNA,tRNA）是细胞内分子量最小的一类核酸,100多种tRNA都由70至90个核苷酸构成。
tRNA的功能是在细胞蛋白质合成过程中作为各种氨基酸的载体并将其转呈给mRNA。
tRNA的结构特点:
分子中含10%~20%的稀有碱基（rarebases）。
稀有碱基是指除A、G、C、U外的一些碱基,包括双氢尿嘧啶（DHU）、假尿嘧啶（ψ,pseudouridine）和甲基化的嘌呤（mG,mA）等（图3-12）。
一般的嘧啶核苷以杂环上N-1与糖环的C-1’连成糖苷键,假尿嘧啶核苷则用杂环上的C-5与糖环的C-1’相连。
tRNA核苷酸中存在局部互补配对的区域,可以形成局部双链,进而形成一种茎-环样（stem-loop）结构或发夹结构。
中间不能配对的部分则膨出形成环状或襻状。
tRNA形成三叶草形（cloverleafpattern）二级结构。
分别称为DHU环和Tψ环,以及反密码环。
反密码子（anticoden）与mRNA相应的三联体密码子碱基互补。
例如负责转运酪氨酸的tRNA（tRNATyr）的反密码子5'-GUA-3'与mRNA上相应的三联体密码子5'-UAC-3'（编码酪氨酸）呈反向互补。
不同的tRNA依照其转运的氨基酸的差别,有不同的反密码子。
X射线衍射结构分析发现tRNA的共同三级结构是倒L型（图3-13b）。
倒L形三级结构中Tψ环与DHU环相距很近。
3．核蛋白体RNA的结构与功能核蛋白体RNA（ribosomalRNA,rRNA）约占RNA总量的80%以上。
rRNA与核蛋白体蛋白共同构成核蛋白体或称为核糖体（ribosome）,原核生物和真核生物的核蛋白体均由易于解聚的大、小两个亚基组成。
真核生物的核蛋白体小亚基由18SrRNA及30余种蛋白质构成；大亚基则由5S、5.8S、及28S三种rRNA加上近50种蛋白质构成（表3-3）。
真核生物的18SrRNA的二级结构呈花状（图3-14）,形似40S小亚基,其中多个茎环结构为核蛋白体蛋白的结合和组装提供了结构基础。
4．其他小分子ＲＮＡ细胞的不同部位还存在着另外一些小分子的RNA，它们分别被称为小核ＲＮＡ、小核仁ＲＮＡ、小胞质RＮＡ等。
这些小RNA分别参与hnRNA和rRNA的转运和加工。
5．核酶某些RNA分子本身具有自我催化能力，可以完成rRNA的剪接。
这种具有催化作用的ＲＮＡ被称为核酶（ribozyme）。
基本概念：
核酶
基本要求：
了解HnRNA、SnRNA等小分子RNA的功能。
掌握mRNA、tRNA、rRNA的结构特点和功能。
五、核酸的理化性质及其应用
基本要点：
1．核酸的一般理化性质核酸具有较强的酸性。
DNA是线性高分子，粘度极大，RNA分子远小于DNA，粘度也小得多。
DNA分子在机械力的作用下易发生断裂。
嘌呤和嘧啶环中均含有共轭双键，因此对波长260ｎｍ左右的紫外光有较强吸收。
这是DNA和RNA定量最常用的方法。
2．ＤＮＡ的变性
ＤＮＡ变性在某些理化因素作用下，DNA分子互补碱基对之间的氢键断裂，DNA双螺旋结构松散，变成单链。
加热是实验室最常用的DNA变性的方法。
DNA的增色效应（hyperchromiceffect）加热时，DNA双链解链过程中，内部的碱基暴露，对260nm波长紫外光吸收增加，DNA的A260增加，并与解链程度有一定的比例关系。
这种关系称为DNA的增色效应（hyperchromiceffect）。
解链曲线连续加热DNA的过程中以温度对A260的关系作图，所得的曲线（图3-15）。
从曲线中可以看出，DNA的变性从开始解链到完全解链，是在一个相当窄的温度内完成的，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50％时的温度称为DNA的解链温度（融解温度）（meltingtemprature,Tm）。
在Tm时，核酸分子内50%的双链结构被解开。
一种DNA分子的Tm值的大小与其所含碱基中的G+C比例相关，G+C比例越高，Tm值越高。
Tm值计算公式：
Tm＝69.3+0.41（%G+C），
＜20bp的寡核苷酸的Tm计算：
Tm＝4（G+C）+2（A+T）。
3．ＤＮＡ的复性与分子杂交
DNA复性变性DNA在适当条件下，分开的两条单链分子按照碱基互补原则重新恢复天然的双螺旋构象的现象。
热变性的DNA经缓慢冷却后即可复性，又称为退火（annealing）。
DNA的复性速度受到温度的影响，复性时温度缓慢下降才可使其重新配对复性。
如加热后，将其迅速冷却至４℃以下，则几乎不可能发生复性。
这一特性被用来保持DNA的变性状态，一般认为，比Tm低25℃的温度是DNA复性的最佳条件。
核酸分子杂交（hybridization）在DNA复性过程中，如果将不同来源的DNA单链分子放在同一溶液中，或者将DNA和RNA分子放在一起，双链分子的再形成既可以发生在序列完全互补的核酸分子间，也可以发生在那些碱基序列部分互补的不同的DNA之间或DNA与RNA之间。
核酸分子探针用同位素、生物素或荧光染料标记一小段已知序列的多聚核苷酸的末端或全链就可以作为探针，探针的序列如果与DNA或RNA序列互补，就可以探知核酸分子。
基本概念：
DNA变性和复性、Tm值、增色效应、减色效应、核酸分子杂交
基本要求：
了解核酸的一般理化性质。
熟悉Tm值的计算。
掌握DNA的变性、复性及分子杂交。
六、核酸酶
基本要点：
核酸酶（nucleases）是指所有可以水解核酸的酶，在细胞内催化核酸的降解，以维持核酸（尤其是RNA）的水平与细胞功能相适应。
食物中的核酸也需要在核酸酶的作用下被消化。
按照作用底物DNA酶（DNase）、RNA酶（RNase）。
核酸外切酶５’末端外切酶、３’末端外切酶
核酸内切酶作用于链的内部，其中一部分具有严格的序列依赖性（4～8bp），称为限制性内切酶。
核酸酶在DNA重组技术中是不可缺少的重要工具，尤其是限制性核酸内切酶的应用更是所有基因人工改造的基础。
基本概念：
核酸酶
基本要求：
了解核酸酶的分类。
掌握核酸酶的特性及应用。
第九章核苷酸代谢（3学时）
本章重点：
核苷酸最主要的功能是作为核酸合成的原料，体内核苷酸的合成有两条途径，一条是从头合成途径，一条是补救合成途径。
肝组织进行从头合成途径，脑、骨髓等则只能进行补救合成，前者是合成的主要途径。
核苷酸合成代谢中有一些嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物，可以干扰或阻断核苷酸的合成过程，故可作为核苷酸的抗代谢物。
体内核苷酸的分解代谢类似于食物中核苷酸的消化过程，嘌呤核苷酸的分解终产物是尿酸，嘧啶核苷酸的分解终产物是β-丙氨酸或β-氨基异丁酸。
核苷酸的合成代谢受多种因素的调节。
本章难点：
嘌呤核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成的原料及关键步骤、关键酶，嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的从头合成代谢调节机制。
核苷酸合成代谢过程中的一些抗代谢物，以及它们的作用机理。
一、概述
要点：
1．核酸的消化食物中的核酸大多以核蛋白的形式存在。
核蛋白在胃中受胃酸的作用，分解成核酸与蛋白质。
核酸在小肠中受胰液和肠液中各种水解酶的作用逐步水解，最终生成碱基和戊糖。
产生的戊糖被吸收参加体内的戊糖代谢；嘌呤和嘧啶碱主要被分解排出体外。
食物来源的嘌呤和嘧啶很少被机体利用。
2．核苷酸的分布核苷酸是核酸的基本结构单位，人体内的核苷酸主要有机体细胞自身合成，核苷酸不属于营养必需物质。
核苷酸在体内的分布广泛。
细胞中主要以5′-核苷酸形式存在。
细胞中核糖核苷酸的浓度远远超过脱氧核糖核苷酸。
不同类型细胞中的各种核苷酸含量差异很大，同一细胞中，各种核苷酸含量也有差异，核苷酸总量变化不大。
3．核苷酸的生物学功用①作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功能；②体内能量的利用形式；③参与代谢和生理调节；④组成辅酶；⑤活化中间代谢物。
基本要求：
掌握核苷酸的生物学功用。
了解核酸消化概况，及核苷酸的分布情况。
二、嘌呤核苷酸代谢
要点：
（一）嘌呤核苷酸的合成代谢体内嘌呤核苷酸的合成有两条途径，一是从头合成途径，一是补救合成途径，其中从头合成途径是主要途径。
1．嘌呤核苷酸的从头合成
肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠粘膜和胸腺。
嘌呤核苷酸合成部位在胞液，合成的原料包括磷酸核糖、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、一碳单位及CO2等。
主要反应步骤分为两个阶段：
首先合成次黄嘌呤核苷酸（IMP），然后IMP再转变成腺嘌呤核苷酸（AMP）与鸟嘌呤核苷酸（GMP）。
嘌呤环各元素来源如下：
N1由天冬氨酸提供，C2由N10-甲酰FH4提供、C8由N5，N10-甲炔FH4提供，N3、N9由谷氨酰胺提供，C4、C5、N7由甘氨酸提供，C6由CO2提供。
嘌呤核苷酸从头合成的特点是：
嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子基础上逐步合成的，不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合的。
反应过程中的关键酶包括PRPP酰胺转移酶、PRPP合成酶。
PRPP酰胺转移酶是一类变构酶，其单体形式有活性，二聚体形式无活性。
IMP、AMP及GMP使活性形式转变成无活性形式，而PRPP则相反。
从头合成的调节机制是反馈调节，主要发生在以下几个部位：
嘌呤核苷酸合成起始阶段的PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶活性可被合成产物IMP、AMP及GMP等抑制；在形成AMP和GMP过程中，过量的AMP控制AMP的生成，不影响GMP的合成，过量的GMP控制GMP的生成，不影响AMP的合成；IMP转变成AMP时需要GTP，而IMP转变成GMP时需要ATP。
2．嘌呤核苷酸的补救合成
反应中的主要酶包括腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT），次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）。
嘌呤核苷酸补救合成的生理意义：
节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗；体内某些组织器官，例如脑、骨髓等由于缺乏从头合成嘌呤核苷酸的酶体系，而只能进行嘌呤核苷酸的补救合成。
3．嘌呤核苷酸的相互转变
IMP可以转变成AMP和GMP，AMP和GMP也可转变成IMP。
AMP和GMP之间可相互转变。
4．脱氧核苷酸的生成
体内的脱氧核苷酸是通过各自相应的核糖核苷酸在二磷酸水平上还原而成的。
核糖核苷酸还原酶催化此反应。
5．嘌呤核苷酸的抗代谢物
①嘌呤类似物：
6-巯基嘌呤（6MP）、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。
6MP应用较多，其结构与次黄嘌呤相似，可在体内经磷酸核糖化而生成6MP核苷酸，并以这种形式抑制IMP转变为AMP及GMP的反应。
②氨基酸类似物：
氮杂丝氨酸和6-重氮-5-氧正亮氨酸等。
结构与谷氨酰胺相似，可干扰谷氨酰胺在嘌呤核苷酸合成中的作用，从而抑制嘌呤核苷酸的合成。
③叶酸类似物：
氨喋呤及甲氨喋呤（MTX）都是叶酸的类似物，能竞争抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸不能还原成二氢叶酸及四氢叶酸，从而抑制了嘌呤核苷酸的合成。
（二）嘌呤核苷酸的分解代谢
分解代谢反应基本过程是核苷酸在核苷酸酶的作用下水解成核苷，进而在酶作用下成自由的碱基及1-磷酸核糖。
嘌呤碱最终分解成尿酸，随尿排出体外。
黄嘌呤氧化酶是分解代谢中重要的酶。
嘌呤核苷酸分解代谢主要在肝、小肠及肾中进行。
嘌呤代谢异常：
尿酸过多引起痛风症，患者血中尿酸含量升高，尿酸盐晶体可沉积于关节、软组织、软骨及肾等处，导致关节炎、尿路结石及肾疾病。
临床上常用别嘌呤醇治疗痛风症。
基本概念
1．从头合成途径（denovosynthesis）：
体内嘌呤核苷酸的合成代谢中，利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸称为从头合成途径。
2．补救合成途径（salvagepathway）：
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸，称为补救合成途径。
3．自毁容貌症：
又称（Lesch-Nyhan综合症），是由于某些基因缺乏而导致HGPRT完全缺失的患儿，表现为自毁容貌症。
基本要求
掌握嘌呤核苷酸从头合成的原料，部位，关键酶，关键调节，及抗代谢物的主要种类和作用机制。
掌握嘌呤核苷酸分解代谢参加的关键酶，主要终产物。
熟悉嘌呤核苷酸从头合成的步骤及调节。
熟悉嘌呤核苷酸补救合成的几种反应及参与的酶。
三．嘧啶核苷酸代谢
要点
（一）嘧啶核苷酸的合成代谢
1．嘧啶核苷酸的从头合成
肝是体内从头合成嘧啶核苷酸的主要器官。
嘧啶核苷酸从头合成的原料是天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2等。
反应过程中的关键酶在不同生物体内有所不同，在细菌中，天冬氨酸氨基甲酰转移酶是嘧啶核苷酸从头合成的主要调节酶；而在哺乳动物细胞中，嘧啶核苷酸合成的调节酶主要是氨基甲酰磷酸合成酶II。
主要合成过程：
形成的第一个嘧啶核苷酸是乳氢酸核苷酸（OMP），进而形成尿嘧啶核苷酸（UMP），UMP在一系列酶的作用下生成CTP。
dTMP由dUMP经甲基化生成的。
嘧啶核苷酸从头合成的特点是先合成嘧啶环，再磷酸核糖化生成核苷酸。
2．嘧啶核苷酸的补救合成
主要酶是嘧啶磷酸核糖转移酶，能利用尿嘧啶、胸腺嘧啶及乳氢酸作为底物，对胞嘧啶不起作用。
3．嘧啶核苷酸的抗代谢物
①嘧啶类似物：
主要有5-氟尿嘧啶（5-FU），在体内转变为FdUMP或FUTP后发挥作用。
②氨基酸类似物：
同嘌呤抗代谢物。
③叶酸类似物：
同嘌呤抗代谢物。
④阿糖胞苷：
抑制CDP还原成dCDP。
（二）嘧啶核苷酸的分解代谢
嘧啶核苷酸在酶作用下生成磷酸、核糖及自由碱基，产生的嘧啶碱进一步分解。
胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶，尿嘧啶最终生成NH3、CO2及β-丙氨酸。
胸腺嘧啶降解成β-氨基异丁酸。
基本要求
掌握嘧啶从头合成的原料，主要酶，抗代谢物。
掌握嘧啶分解代谢的最终产物。
了解嘧啶从头合成反应过程，了解嘧啶补救合成过程。
第十一章DNA的生物合成（复制）（5学时）
基本要求：
1.掌握与DNA复制、DNA损伤与修复、逆转录过程有关的基本概念。
包括：
半保留复制，半不连续复制，复制叉，复制子，岡崎片段，领头链，随从链，端粒，端粒酶等。
2.掌握复制的过程，以及复制过程中涉及到的各种酶、蛋白因子；并掌握原核生物与真核生物复制的相同点与不同点。
3.掌握逆转录过程，熟悉逆转录酶的应用。
4.了解引起地中海贫血和镰形红细胞贫血的分子机制。
重点：
DNA分子在生物体内的合成有三种方式：
（1）DNA指导的DNA合成，也称复制，是细胞内DNA最主要的合成方式。
遗传信息储存在DNA分子中，细胞增殖时，DNA通过复制使遗传信息从亲代传递到子代。
（2）修复合成，即DNA受到损伤（突变）后进行修复，需要进行局部的DNA的合成，用以保证遗传信息的稳定遗传。
（3）RNA指导的DNA合成，即反转录合成，是RNA病毒的复制形式，以RNA为模板，由逆转录酶催化合成DNA。
真核生物的DNA合成过程与原核生物基本相似，但机理尚不十分清楚，以原核生物为例介绍其复制过程。
难点：
DNA的双螺旋结构是复制的结构基础。
DNA复制的实质为酶催化的脱氧核糖核苷酸的聚合反应。
复制开始时，亲代双链DNA分子解开，分别作为模板，在DNA依赖的DNA聚合酶催化下，按照碱基配对的原则，将四种脱氧核苷酸连接成DNA大分子，合成产物的碱基序列与模板DNA的碱基序列是互补的，子代DNA双链分子中，一条来自亲代的模板链，另一条为新合成的链，故称半保留复制，是生物体最主要的DNA合成方式；合成过程中，自5’→3’连续合成一条领头链，不连续地合成一些片断，而后连成一条随从链，所以DNA合成是半不连续合成。
反应过程复杂，首先螺旋松弛，双链打开，形成复制叉，然后复制的引发，包括合成引物，形成引发体，最后是DNA链的延长与终止。
每一阶段需要有许多酶和蛋白因子参与，包括拓扑异构酶，用于理顺解链过程中造成的链的盘绕、打结等现象；解螺旋酶在蛋白因子的辅助下结合于复制起始点，并打开双链，由单链结合蛋白稳定解开的两股单链；引物酶及其它辅助蛋白因子在打开的双链上催化合成引物，由引物提供3’-OH，与原料dNTP的5’-P形成磷酸二酯键，然后DNA聚合酶催化这一聚合反应的进行，而DNA连接酶将复制中的不连续片段连接成完整的链。
真核生物的复制与原核生物相比，为多个起始点、5种DNA聚合酶以及有端粒复制等特点。
一、DNA的复制
基本要求：
1.掌握复制叉、半不连续复制、岡崎片段、领头链、随从链等基本概念。
2.掌握拓扑异构酶、解螺旋酶、单链结合蛋白、引物酶、DNA聚合酶、DNA连接酶的特点及生物学作用。
3.熟悉DNA的合成过程。
4.了解半保留复制的实验依据。
基本概念：
1.中心法则：
遗传信息从DNA通过转录流向RNA，RNA通过翻译指导合成蛋白质，这种遗传信息的传递规律称之。
少数RNA也是遗传信息的贮存者，RNA能逆转录为DNA，是对中心法则的补充。
2.复制（replication）：
即DNA的生物合成，以DNA为模板指导合成相同的DNA分子，使遗传
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