保守复制

保守复制（Conservative Replication）是DNA复制的一种假设模式，根据这一假设，在每一轮复制过程中，DNA双链的原始分子保持完整不变，并且合成一个全新的DNA双链。换句话说，原始的双链DNA完全保留下来，而新合成的DNA分子是由两个新合成的单链组成。

DNA复制的三种假设模式

在20世纪50年代，科学家提出了DNA复制的三种假设模式：

1. 半保留复制（Semi-Conservative Replication）：

   - 每个新DNA分子由一条原始链和一条新合成的链组成。这一模式在1958年由马修·梅塞尔森（Matthew Meselson）和富兰克林·斯塔尔（Franklin Stahl）的经典实验中得到验证，被广泛接受为DNA复制的真实机制。

2. 保守复制（Conservative Replication）：

   - 原始DNA双链保持完整，并生成一个完全由新合成链组成的双链DNA分子。根据这一模式，经过一次复制后，将有一个含有两条旧链的DNA分子和一个含有两条新链的DNA分子。

3. 弥散性复制（Dispersive Replication）：

   - 原始DNA分子在复制过程中断裂，新旧链片段混合在一起，形成新的DNA分子。新合成的DNA分子含有旧链和新链的混合片段。

保守复制假设的特征

1. 原始DNA双链保持完整：复制后，原始的DNA分子不发生变化，仍然保持两条旧链的结构。

2. 新合成的DNA双链完全由新链组成：新的DNA分子是由两条新合成的单链组成。

实验验证

梅塞尔森和斯塔尔在1958年通过一系列经典实验验证了半保留复制模型。其实验步骤如下：

1. 标记实验：他们用重氮（15N）标记的大肠杆菌DNA在培养基中生长，使DNA含有重氮。

2. 转移实验：然后将这些细菌转移到含有轻氮（14N）的培养基中继续生长，允许DNA进行一轮复制。

3. 密度梯度离心：利用密度梯度离心技术分离新合成的DNA，观察其密度分布。

根据半保留复制模型，第一次复制后，每个新DNA分子将含有一条重氮链和一条轻氮链，密度介于重氮DNA和轻氮DNA之间。实验结果支持半保留复制模型，而非保守复制或弥散性复制模型。

结论

虽然保守复制是一种早期的DNA复制假设模式，但实验结果表明，DNA复制的真实机制是半保留复制。理解DNA复制的正确模式对于遗传学和分子生物学的发展具有重要意义。半保留复制模式解释了遗传信息的精确传递机制，确保了生物体的遗传稳定性。