DNA 复制与修复

前导链与后随链(leading and lagging strands)

/ LEE-ding and LAG-ging strandz /

想象两个油漆工从走廊中间向外刷墙,每人都跟着一扇正在滑开的门刷它身后的墙。其中一个油漆工恰好面朝门移动的方向,于是他能顺畅地刷,一笔长长地、不间断地刷下去,与门同步。另一个却面朝错的方向:每当门又滑开一点,她就得跑回新打开的地方,朝她刚才所在的位置刷一小块。两面墙都被刷好了,但一面是一笔刷成,另一面是许多小块拼成。这正是复制叉处两条新DNA链的处境。

原因在于DNA的两条模板链方向相反(它们是反向平行的),而DNA聚合酶只能朝一个方向造新链。在朝向便利的那条模板上,聚合酶能连续地跟着张开的复制叉走,一气呵成、不间断地造出前导链。在另一条模板上,聚合酶必须背着复制叉的方向工作,所以它只能复制刚刚暴露出来的那一小段,然后跳回新打开的地方再复制下一段。这就把后随链造成了一连串叫做冈崎片段的短段。

这种不对称之所以重要,是因为它解释了为什么一条链需要那么多额外的机器——反复的引物、众多片段、还有一个封合酶——而另一条不需要。它是两个事实直接、不可避免的后果:链是反向平行的,且聚合酶是单向的。一个常见的误解是认为一条链被复制、另一条没有,或者后随链质量较差;事实上两条链都被完整而准确地复制了——只是其中一条是绕远路、分段拼出来的。

在一个复制叉处,看一条新链像一条连续的线一样不断生长,紧跟着解旋酶——那是前导链。在对面的那条模板上,看一串短块陆续出现,每块都朝后指,随后被边对边地拼接起来——那是后随链。

一条新链连续制造;另一条以倒针式的片段制造。

两条链都被完整而准确地复制。后随链并不'更差'——它只是因为聚合酶只能朝一个方向构建而被分段拼成。

又称
continuous and discontinuous strands领头链与滞后链