DNA複製示意圖產生器
產生帶標註的 DNA 複製示意圖：解旋酶、引子酶、聚合酶和連接酶所在的複製叉，領先股與帶岡崎片段的延遲股，複製泡和端粒酶。適合生物課堂。
DNA複製示意圖範例
四張DNA複製示意圖分別是全標註複製叉、簡明過程圖、領先股與延遲股特寫，以及空白學習單。每張都是依所附提示詞實際生成的圖，點選即可載入該提示詞並修改。
帶標註的DNA複製示意圖：參與DNA複製的酵素與作用
帶標註的DNA複製示意圖通常要畫出的蛋白質、各自的功能，以及它們在複製叉上的位置。除非你要求精簡，這就是預設的標註組合。
| 酶或蛋白質 | 功能 | 在圖中的位置 |
|---|---|---|
| 解旋酶 | 消耗ATP，打斷鹼基對之間的氫鍵，解開雙螺旋 | 複製叉頂端，親代雙螺旋分開處 |
| 單股結合蛋白（SSB） | 結合在分開的單股上，防止它們重新配對 | 沿兩條暴露的單股分布 |
| 拓樸異構酶 | 暫時切斷再重新接合DNA，消除複製叉前方的超螺旋 | 複製叉前方尚未解開的雙螺旋上 |
| 引子酶 | 合成短的RNA引子，作為DNA聚合酶的起點 | 模板股上；延遲股一側每個岡崎片段一個 |
| DNA聚合酶III | 細菌的主要複製酶，依5′→3′方向加入核苷酸 | 兩條新股上，從引子處向前延長 |
| 滑動夾 | 環狀蛋白，把DNA聚合酶固定在DNA上隨之移動 | 每個聚合酶處環繞DNA |
| DNA聚合酶I | 移除RNA引子，並以DNA填補空缺 | 延遲股上，已完成片段的引子處 |
| DNA連接酶 | 形成磷酸雙酯鍵，接合切口 | 相鄰兩個岡崎片段之間 |
不同階段要求畫出的數量不同。國中自然通常只談到DNA會複製；高中生物要求理解半保留複製與解旋酶、DNA聚合酶的作用，準備學測、分科測驗時常再加上引子、岡崎片段與DNA連接酶；大學課程還會區分DNA聚合酶I與III、畫出滑動夾。指定需要的標註，就只畫這些。
複製叉、複製泡、岡崎片段：依重點分的DNA複製示意圖
DNA複製有三種尺度的畫法：整個分子複製自己、一個複製泡，或一個複製叉上的各種酵素；也有些圖會再聚焦到單一酵素。說明你需要哪一種；預設是上面那張完整的複製叉。
複製叉示意圖
親代雙螺旋分開形成的Y形：解旋酶在叉尖，單股結合蛋白結合在打開的單股上，拓樸異構酶在前方尚未解開的雙螺旋上；領先股朝著複製叉連續延伸，延遲股以岡崎片段的形式背離複製叉延伸。每一股的末端都應標出5′或3′；最先檢查兩條模板股是否反向平行。
複製泡示意圖
複製起點被打開成一個泡，兩端各有一個複製叉，彼此背向移動，因為複製是雙向進行的。每一條模板股在一個複製叉處被複製成領先股，在另一個複製叉處被複製成延遲股，所以複製泡兩側的岡崎片段位在相反的股上。把兩側的岡崎片段畫在同一股上，是常見的錯誤。
領先股與延遲股示意圖（岡崎片段）
兩條新股的特寫：一條從單一引子開始連續合成的領先股，以及由片段組成的延遲股。每個片段在細菌中約1,000～2,000個核苷酸，在真核生物中約100～200個，各自由一個RNA引子起始。畫出最靠近複製叉的最新片段仍帶著引子，較早的片段正由DNA聚合酶I把引子換成DNA，DNA連接酶接合最後的缺口。
DNA複製過程示意圖
把過程畫成編號步驟，可以標在複製叉上，也可以畫成流程圖：解旋酶在複製起點解開雙螺旋，單股結合蛋白讓兩股保持分開，拓樸異構酶消除前方的扭轉，引子酶合成RNA引子，DNA聚合酶III依5′→3′方向延伸引子，DNA聚合酶I把引子換成DNA，DNA連接酶把片段接起來。
DNA聚合酶示意圖
一個聚合酶位在引子與模板的交界處：進來的核苷酸與下一個模板鹼基配對，接到新股游離的3′-OH端，同時釋出焦磷酸。如果要講校對功能，就加上3′→5′核酸外切酶位點：聚合酶退回一步，切除配錯的鹼基後再繼續合成。
解旋酶示意圖
把解旋酶畫成由六個次單元組成的環，套在一條單股上，利用ATP在複製叉處把兩股拆開；它後方有單股結合蛋白覆蓋在單股上，前方有拓樸異構酶消除過度纏繞。
端粒酶示意圖
末端複製問題與它的解決方式。線狀染色體末端最後一個RNA引子被移除後，留下的空缺無法填補，所以每複製一次，染色體就會變短。端粒酶自帶RNA模板，在突出單股的3′端加上TTAGGG重複序列。它在生殖細胞與成體幹細胞中有活性，在大多數成人的體細胞中則沒有。
原核與真核生物DNA複製比較
並排畫出：細菌的環狀染色體從一個複製起點開始複製，兩個複製叉在對側相遇；真核生物的線狀染色體有許多複製起點，各個複製泡不斷擴大直到合併。標出差異：每秒約1,000個核苷酸對50～100個，DNA聚合酶III對DNA聚合酶α、δ與ε，β滑動夾對PCNA，以及只有真核生物才有端粒酶。
DNA複製簡圖
一座梯子從中間拉開，每一半各自與新的鹼基配對，最後得到兩個相同的分子。舊股用一種顏色、新股用另一種顏色，不必文字說明也看得出半保留複製的結果。最多五個標註，適合遺傳學的第一堂課。
DNA複製示意圖是什麼？
DNA複製示意圖呈現細胞如何在複製叉處複製DNA：解旋酶把兩股分開，引子酶鋪上短的RNA引子，DNA聚合酶依5′→3′方向合成每一條新股，其中領先股連續合成，延遲股以岡崎片段分段合成，最後由DNA連接酶接合缺口。複製完成的每個分子都含一條舊股和一條新股。
重點
- DNA複製是半保留複製。每個子代分子都保留一條親代股，並與一條新合成的股配對。梅塞爾森與史塔爾以先在重氮、後在輕氮中培養的大腸桿菌證明了這一點。
- 新DNA只能沿5′→3′方向延長。DNA聚合酶只能把核苷酸加在游離的3′-OH末端，因此每條新股都從引子開始，並與模板股反向平行。
- 一條新股連續合成，另一條分段合成。領先股從一個引子出發朝複製叉方向合成；延遲股背離複製叉，以短的岡崎片段合成，每段都有自己的RNA引子。
- 引子是RNA，之後會被替換。引子酶合成的RNA引子長約5~10個核苷酸；在細菌中，DNA聚合酶I把它們換成DNA，剩下的切口由DNA連接酶接合。
- 細菌只有一個複製起點，真核生物有許多個。大腸桿菌從單一起點出發，約42分鐘複製完含460萬鹼基對的染色體；人類基因體的複製起點多達10萬個。
領先股和延遲股有什麼不同？
領先股從一個引子出發，朝複製叉方向連續合成；延遲股背離複製叉，以短的岡崎片段分段合成，每段都由自己的RNA引子起始，最後由DNA連接酶接成一條。兩股都沿5′→3′方向延長，差別來自兩條模板股方向相反。
| 領先股 | 延遲股 | |
|---|---|---|
| 合成方向 | 朝向複製叉 | 背離複製叉 |
| 合成方式 | 連續，一次成股 | 不連續，以岡崎片段合成 |
| RNA引子 | 只在起始處一個 | 每個岡崎片段一個 |
| 模板 | 與3′→5′親代股互補 | 與5′→3′親代股互補 |
| 大腸桿菌的主要聚合酶 | DNA聚合酶III | DNA聚合酶III |
| 真核生物的主要聚合酶 | DNA聚合酶ε | DNA聚合酶δ |
| 合成之後 | 唯一的引子被換成DNA | 每個引子都被替換，DNA連接酶把片段接起來 |
延遲股應畫成一排短線段，箭頭背離複製叉，離複製叉最近的最新片段上還帶著RNA引子。把延遲股畫成一整條箭頭，或讓箭頭指向複製叉，是最先要檢查的錯誤。
關於DNA複製示意圖的常見問題
帶標註的DNA複製示意圖應該包含哪些內容？
標準內容包括親代DNA、複製叉、解旋酶、單股結合蛋白、拓樸異構酶、引子酶與RNA引子、DNA聚合酶III、領先股、帶岡崎片段的延遲股、DNA聚合酶I與DNA連接酶，並標出每一股的5′端與3′端。這是預設內容；要求減少標註，就只畫你要的那些。
什麼是複製泡？
複製起點處被打開的一段DNA，兩端各有一個複製叉，朝相反方向移動。因為複製從起點往兩個方向進行，複製泡會一直擴大，直到與相鄰的複製泡接在一起。真核生物的染色體上會同時形成許多複製泡；大腸桿菌的環狀染色體只有一個複製起點，兩個複製叉在環的另一側相遇。
為什麼延遲股要以岡崎片段的形式合成？
因為DNA聚合酶只能沿5′→3′方向合成，而兩條模板股反向平行。在一條模板上這個方向朝向複製叉，可以連續合成；在另一條上方向相反，複製叉每解開一段新模板，聚合酶就要從一個新引子重新開始。
解旋酶和拓樸異構酶有什麼不同？
解旋酶在複製叉處打斷鹼基對之間的氫鍵，把兩股分開；拓樸異構酶在複製叉前方作用，消除解旋造成的過度纏繞。它的做法是暫時切斷DNA再重新接合。
引子酶做什麼？為什麼需要RNA引子？
引子酶合成長約5~10個核苷酸的短RNA引子，為DNA聚合酶提供所需的游離3′-OH末端。DNA聚合酶無法自己從頭開始合成一條股。領先股只需一個引子，延遲股的每個岡崎片段各需一個。
DNA聚合酶I和DNA聚合酶III有什麼不同？
在大腸桿菌中，DNA聚合酶III是延長兩條新股的主要複製酶；DNA聚合酶I負責移除RNA引子並換成DNA。之後，DNA連接酶接合每個替換處與相鄰片段之間的切口。
為什麼說DNA複製是半保留複製？
因為每個新DNA分子都保留一條原來的股，並與一條新合成的股配對。梅塞爾森與史塔爾先用重氮、再用輕氮培養大腸桿菌：一代之後DNA只形成一條中等密度的帶，兩代之後旁邊又出現一條輕帶，只有半保留複製能產生這種結果。
真核生物和原核生物的DNA複製有什麼不同？
真核生物每條染色體有多個複製起點（人類基因體多達10萬個），速度約每秒50~100個核苷酸；大腸桿菌只有一個起點，速度約每秒1000個核苷酸。此外，真核生物使用DNA聚合酶α、δ、ε，滑動夾是PCNA，由RNase H移除引子，並以端粒酶延長染色體末端。
能畫一張給國中生看的簡單DNA複製圖嗎？
可以。要求簡明過程圖，就只保留重點：雙螺旋解開，每條舊股各與一條新股配對，最後得到兩個相同的DNA分子。國中階段通常五個標註以內就夠了。
工具怎麼確保股的方向與酵素的位置正確？
內建了學科層面的要求。每張圖都被要求依教科書的標準畫法繪製：兩股反向平行，新股沿5′→3′方向延長，岡崎片段只出現在延遲股上；每個標註拼寫正確，放在直引線末端。列印前請對照你的課本核對術語，在畫布上可以就地修改任何標註。
這裡產生的 DNA 複製圖可以用在講課或論文裡嗎？
可以，產生的 DNA 複製圖歸你所有，可用於遺傳學學習單、講課簡報、實驗報告與學位論文。依模型不同最高可匯出 4K。
產生後能把酵素名稱縮寫，或翻譯標註嗎？
可以。畫布能辨識每一個標註，你可以把「單股結合蛋白」縮寫成「SSB」，翻譯整套標註，把壓在複製叉上的文字挪開，或替新股換色，都不必重新產生整張圖。
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