来自美国加利福尼大学的科学家 Stephen 博士在顶级杂志《Cell》上发表成果称，所在团队创奇迹般的摄录了单个 DNA 分子复制的近距离高清无码影像。
事实证明人类半个多世纪以来“臆想”的模型是何其错误百出，此发现彻底改写我们高中所学的生物知识。
什么是 DNA 复制？DNA（脱氧核糖核酸）复制是生物遗传的基础，是所有生物体中最基本的过程。
DNA 双股螺旋结构是由两股方向相反的去氧核醣核酸长链构成，两股分别带有以 ATCG 代表的硷基序列，A 能和 T 形成键结，而 C 和 G 形成键结，两股 DNA 序列就能以这种“互补”方式互相结合。
DNA 复制过程的第一个步骤所需酵素称为解旋酶（helicase），它能将螺旋结构展开并将两股 DNA 拉开成两个单股序列。
接着，另一个酵素引子酶（primase）会作为引子分别和单股 DNA 结合，让 DNA 聚合酶（DNA polymerase）得以附着在引子酶上开始复制。
复制之后，DNA 聚合酶会沿着单股 DNA 模板将互补序列一个一个加上，慢慢形成新的双股 DNA。
由于两股双螺旋方向相反，聚合酶在两股链上背道而驰。其中一股被称为先导链，聚合酶连续移动，新链尾随其后。
另一股被称为后随链，以相反方向（相对于先导链聚合酶移动方向）结合、移动和脱落，重复循环工作，合成一系列DNA短片段（冈崎片段）。两条链上聚合酶协调工作，复制速度基本保持一致。
传统观念中，DNA 双螺旋结构由 4 类不同碱基相互交织成链。在遵循碱基互补配对原则、半保留复制与半不连续复制等规则的条件下，解旋酶、DNA 聚合酶与连接酶等物质分别作用于链状结构，使得新产生的遗传物质与母体完全匹配。
其中最为特别的现象是位于前导链与滞后链上的 DNA 聚合酶在某种程度上彼此协调，以避免在解旋时引发突变。
该团队到底发现了什么？团队的科研人员从大肠杆菌中提取出单个 DNA 分子并施加着色剂，令科学家震惊的是，实时镜头显示出真实的 DNA 在复制过程中，连接酶并不相互协调，而是每条单链高度独立复制，充满随机性，最后却能够完美与母链相匹配！
在镜头中，时而滞后链停止运行，但前导链继续增长，时而其中一条链突然以 10 倍正常速度开始复制，毫无规律可寻！此外，由于缺乏协调性，DNA 甚至可以一脚踢开解旋酶来暂停复制，以使 DNA 聚合酶赶上进度。
除此之外，研究团队发现解旋酶中有类似机械操作的失能开关（dead man’s switch）机制。
当解旋酶不断向前解开 DNA 双股结构，但后方聚合酶已停止运作时，解旋酶打开的部分单股 DNA 会特别脆弱，但也无法马上复制回复成双股结构，此时暴露在外的单股 DNA 就会发出讯号，活化修复所需酵素。
与此同时，脱离其他复制单元独自往前的解旋酶也会将前进速率降低约 5 倍，缓慢前进直到后面其他酵素重新跟上，再回复原先的速率。
这一对 DNA 复制研究的最新发现，足以引发科学界对 DNA 复制与遗传稳定性的重新思考！
如果这两条链独立运作，那么解旋的 DNA 如何知道做到确保复制过程有条不紊的进行？又如何在特定的时间点控制复制速度来避免遗传突变？而生物体的遗传几率究竟有多少？绝对存在遗传的必然性吗？
科学家表示，这些发现会改变我们对 DNA 复制及其他生化反应的看法，原先对这些生物体内机制的既有观念可能要大幅修正。但是想要解决这些问题，科学家们还有很长的路要走。
来源：搜狐网 时间：2018-03-05
