高中生物疑难问题集萃

本刊编辑部整理

【疑问1】DNA复制时，两条子链的合成都是连续的吗？

【释疑】不是。由于DNA复制的方向只能是5'→3'，而两条模板链的方向是反向平行的，一条链的走向为5'→3'，另一条链为3'→5'。这就很难说明，DNA在复制时两条链如何能够同时作为模板合成其互补链。为了解决这个矛盾，日本学者冈崎等提出了DNA的不连续复制模型，认为3'→5'方向合成的DNA实际上是由许多5'→3'方向合成的DNA片段连续拼接起来的（图1）[1]，这些刚合成的DNA片段就叫冈崎片段，连续合成的链叫前导链，不能连续合成，由冈崎片段拼接形成的链叫滞后链。所以DNA的复制是半不连续复制。

图1 DNA的一条链以不连续方式合成

【疑问2】DNA复制需要DNA连接酶吗？

【释疑】需要。由于滞后链是不连续合成的，会产生很多冈崎片段。DNA聚合酶只能在单个的脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键，不能在DNA片段之间形成磷酸二酯键，这些冈崎片段是由DNA连接酶连成长链的[1]。

【疑问3】DNA复制为什么需要引物？

【释疑】DNA聚合酶有两大特点：第一，只能从5'→3'依次连接单个的脱氧核苷酸，不能连接两个已有的DNA片段；第二，DNA聚合酶不能发动新链的合成，只能催化已有链的延长反应。在DNA模板上先合成一小段RNA，DNA聚合酶再从引物的3'—OH端开始合成新的DNA链[2]，这一小段RNA就是引物。

【疑问4】DNA转录需要解旋酶吗？

【释疑】不需要。由RNA聚合酶催化的转录过程可以分为起始、延长和终止三个步骤。首先，RNA聚合酶需要与DNA双链的特定部位（启动子）相结合，并局部解开双螺旋，使模板链可与核糖核苷酸进行碱基互补配对。解链仅发生在与RNA聚合酶结合的部位[1]。

从以上描述可以看出，DNA转录时的解旋与复制时的解旋有所不同。DNA复制时，首先需要解旋酶将两条链解开，通过半保留复制的方式形成两个子代DNA分子；DNA转录时，RNA聚合酶以完整的双链DNA为模板，逐步解开双螺旋。也就是说，RNA聚合酶有解螺旋功能，DNA转录过程不需要解旋酶，即不需要解开双链，但需要解螺旋，该过程由RNA聚合酶执行。

【疑问5】密码子是通用的吗？

【释疑】不全是。所谓密码子的通用性是指各种低等和高等生物，包括病毒、细菌及真核生物，共用一套遗传密码，同一个密码子在所有生物中决定的氨基酸是相同的。20世纪70年代以后，多种生物的大部分基因被测序，同时蛋白质序列的资料也迅速积累，结果充分证明生物界有一套共同的遗传密码。

但是后来发现，线粒体DNA（mtDNA）的编码方式与共用的遗传密码有所不同。例如UGA通常是一个终止密码子，但在线粒体中UGA是决定色氨酸的密码子，在原核生物的支原体中，UGA也被用于编码色氨酸[2]。因此，可以认为密码子几乎都是通用的。

【释疑老师】甘肃省临夏回民中学 马清瑜 马 腾