冰与火的二秒钟生死追凶:冈崎片段脉冲标记撕开后随链不连续复制之谜
1968 年 2月1日 · 3H-胸腺嘧啶脱氧核苷、冰冻三氯乙酸(TCA)、碱性蔗糖梯度超速离心管与滤纸圆片
你知道吗?
自然界从不违背热力学与酶学规则,如果不能直行,它便以千个碱基为步长倒车入库。
20世纪60年代分子生物学家陷入巨大恐慌:DNA双螺旋两条链呈反向平行排列,但已知所有DNA聚合酶都只能催化核苷酸从5'端向3'端延伸。难道细胞内潜伏着尚未发现的3'→5'方向聚合酶?名古屋大学的冈崎令治与冈崎恒子夫妇坚信复制机制在微观上是不对称的。
为了捕捉可能存在的微弱瞬态中间产物,他们发明了精妙绝伦的脉冲-追踪实验。他们将0°C生长的嗜冷大肠杆菌置于富含超高比活3H-胸腺嘧啶脱氧核苷的培养基中,仅允许其合成极其短暂的2秒至30秒,瞬间向试管内倾倒含有高浓度乙醇和酚的冰冻终止液,使聚合酶当场猝灭。
将提取的DNA用碱完全变性为单链后,加载到碱性蔗糖密度梯度中超速离心。放射性扫描显示:极短时间脉冲标记下的放射性并没有出现在几百万碱基的大染色体上,而是聚集在对应1000至2000个核苷酸的极小沉降峰(8S-10S)中!
一旦延长标记时间并加入未标记底物追踪,这些小片段迅速拼装进超长大分子中。冈崎片段就此被捕获,后随链不连续复制理论大获全胜。