基因及基因的复制

基因亦称遗传因子，是决定遗传性状的因子。基因是通过自我增殖及通过细胞世代、个体世代、一代接一代地正确地从亲代传给子代，这样就把性状表达所必须的遗传信息一代一代传下去。各个基因虽然是相互独立单位，但是它在物理上并不是独立存在的，而是在染色体上各自占有固定的位置，以线性顺序排列的方式形成连锁群。基因是稳定的，但可因突变而发生变化，一旦发生突变，在以后的世代中变异的基因就可传递下去。基因的本质是ＤＮＡ。基因是一个化学实体，是具有遗传效应的ＤＮＡ分子中的一定的核苷酸顺序。基因是遗传信息传递、表达、性状分化发育的依据。一切环境因子都通过基因来影响生物的遗传性。基因是可分的，也是可移动的遗传因子，它不是固定不变在染色体上的静止结构，基因本身在结构和功能上也存在着差异。 

基因的复制 

　　DNA复制是半保留复制。双螺旋DNA链解旋解链，每条DNA为模板，按碱基互补原则合成子代DNA。 

复制子——DNA链上有多个复制起点，相邻两个复制起点间构成的复制单位。 
复制过程非常复杂，涉及几十种蛋白质因子和酶，主要有DNA解旋酶、DNA解链蛋白、引物酶、DNA聚合酶、DNA连接酶等。具体过程如下： 

①解旋、打开模板：在复制起点处在ATP供能、解旋酶的作用下，部分DNA双螺旋链松弛，解旋为二条平行双链。在DNA解链蛋白作用下解开的两条单链成两条母链（模板链）。 

②合成互补子链：以上述解开的两条多脱氧核苷酸链为模板，在聚合酶的作用下，以周围环境中游离的脱氧核苷酸为原料，按照碱基互补配对原则，合成两条与母链互补的子链。 
细节：聚合酶只能在多核苷酸链３＇－OH上加脱氧核苷酸,所以新链只能按5＇→３＇方向进行,并且需要引物(一种约10个核苷酸的RNA,由引发酶以亲代DNA为模板合成)提供３＇－OH的多核苷酸链。从起点开始，以亲代3＇→5＇方向为模板可以连续合成5＇→３＇方向的子链，称先导链。但以亲代5＇→３＇方向为模板不能连续合成3＇→5＇方向的子链。而是在引物上按5＇→３＇方向延伸约100-200个核苷酸的DNA片段，称冈崎片段。冈崎片段合成后引物被除去，在DNA聚合酶的作用下，补上空缺又在DNA连接酶作用下连接起来，称滞后链（后随链）。DNA复制方式称半不连续复制。DNA复制的精度极高，一般每合成109-1010个核苷酸对才出现一个误差。且错误以及损伤可通过修复机制修复。 

③子母链结合形成新DNA分子：在DNA聚合酶的作用下，随着解旋过程的进行，新合成的子链不断地延伸，同时每条子链与其对应的母链互相盘绕成螺旋结构，复制是半保留复制，解旋完即复制完，形成新的DNA分子，这样一个DNA分子就形成两个完全相同的DNA分子。 

　　DNA复制的时间是：在具有分裂的体细胞中，DNA复制发生在无丝分裂之前或有丝分裂间期（S期）；在配子形成时则主要发生在减数第一次分裂之前的间期。 

　　DNA复制时必需条件是：四种脱氧核苷酸为原料，能量（ATP）和一系列的酶。缺少其中任何一种，DNA复制都无法进行。