DNA复制示意图生成器
生成带标注的 DNA 复制示意图：解旋酶、引发酶、聚合酶和连接酶所在的复制叉，前导链与带冈崎片段的后随链，复制泡和端粒酶。适合生物课堂。
DNA复制示意图范例
四张DNA复制示意图分别是全标注复制叉、简明过程图、前导链与后随链特写，以及空白填图版。每张都是按所附提示词实际生成的图，点击即可载入该提示词并修改。
带标注的DNA复制示意图：参与DNA复制的酶及其作用
带标注的DNA复制示意图通常要画出的蛋白质、各自的作用，以及它们在复制叉上的位置。除非你要求精简，这就是默认的标注集合。
| 酶或蛋白质 | 作用 | 在图中的位置 |
|---|---|---|
| 解旋酶 | 消耗ATP，断开碱基对之间的氢键，解开双螺旋 | 复制叉顶端，亲代双螺旋分开处 |
| 单链结合蛋白（SSB） | 结合在分开的单链上，防止它们重新配对 | 沿两条暴露的单链分布 |
| 拓扑异构酶 | 暂时切断再重新连接DNA，消除复制叉前方的超螺旋 | 复制叉前方尚未解开的双螺旋上 |
| 引物酶 | 合成短的RNA引物，作为DNA聚合酶的起点 | 模板链上；后随链一侧每个冈崎片段一个 |
| DNA聚合酶III | 细菌的主要复制酶，按5′→3′方向添加核苷酸 | 两条新链上，从引物处向前延伸 |
| 滑动夹 | 环状蛋白，把DNA聚合酶固定在DNA上随之移动 | 每个聚合酶处环绕DNA |
| DNA聚合酶I | 切除RNA引物，并用DNA填补空缺 | 后随链上，已完成片段的引物处 |
| DNA连接酶 | 形成磷酸二酯键，封闭切口 | 相邻两个冈崎片段之间 |
不同阶段要求画出的数量不同。初中生物通常只讲到DNA复制的结果；高中生物（人教版必修2）要求掌握解旋酶、DNA聚合酶和半保留复制，高考复习常再加上引物、冈崎片段和DNA连接酶；大学课程还会区分DNA聚合酶I和III、画出滑动夹。指定需要的标注，就只画这些。
复制叉、复制泡、冈崎片段：按重点分的DNA复制示意图
DNA复制有三种尺度的画法：整个分子复制自身、一个复制泡，或者一个复制叉上的各种酶；还有一些图会进一步聚焦到某一种酶。说明你需要哪一种；默认是上面那张完整的复制叉。
复制叉示意图
亲代双螺旋分开形成的Y形：解旋酶在叉尖，单链结合蛋白结合在打开的单链上，拓扑异构酶在前方尚未解开的双螺旋上；前导链朝着复制叉连续延伸，后随链以冈崎片段的形式背离复制叉延伸。每条链的末端都应标明5′或3′；首先检查两条模板链是否反向平行。
复制泡示意图
复制起点被打开成一个泡，两端各有一个复制叉，彼此背向移动，因为复制是双向进行的。每条模板链在一个复制叉处被复制成前导链，在另一个复制叉处被复制成后随链，所以复制泡两侧的冈崎片段位于相反的链上。把两侧的冈崎片段画在同一条链上，是常见错误。
前导链和后随链示意图（冈崎片段）
两条新链的特写：一条从单个引物开始连续合成的前导链，以及由片段组成的后随链。每个片段在细菌中约1,000～2,000个核苷酸，在真核生物中约100～200个，各自由一个RNA引物起始。画出最靠近复制叉的最新片段仍带着引物，较早的片段正由DNA聚合酶I把引物替换成DNA，DNA连接酶封闭最后的缺口。
DNA复制过程示意图
把过程画成编号步骤，可以标在复制叉上，也可以画成流程图：解旋酶在复制起点解开双螺旋，单链结合蛋白使两条链保持分开，拓扑异构酶消除前方的扭转，引物酶合成RNA引物，DNA聚合酶III按5′→3′方向延伸引物，DNA聚合酶I把引物替换成DNA，DNA连接酶把片段连接起来。
DNA聚合酶示意图
一个聚合酶位于引物与模板的交界处：进入的核苷酸与下一个模板碱基配对，连接到新链游离的3′-OH端，同时释放焦磷酸。如果要讲校对功能，就加上3′→5′外切酶位点：聚合酶退回一步，切除错配的碱基后再继续合成。
解旋酶示意图
把解旋酶画成由六个亚基组成的环，套在一条单链上，利用ATP在复制叉处把两条链拆开；它后面有单链结合蛋白覆盖在单链上，前面有拓扑异构酶消除过度缠绕。
端粒酶示意图
末端复制问题及其解决办法。线性染色体末端最后一个RNA引物被切除后，留下的空缺无法填补，所以每复制一次，染色体都会变短。端粒酶自带RNA模板，在突出单链的3′端添加TTAGGG重复序列。它在生殖细胞和成体干细胞中有活性，在大多数成年体细胞中则没有。
原核生物和真核生物DNA复制的比较
并排画出：细菌的环状染色体从一个复制起点开始复制，两个复制叉在对侧相遇；真核生物的线性染色体有许多复制起点，各个复制泡不断扩大直至融合。标出差异：每秒约1,000个核苷酸对50～100个，DNA聚合酶III对DNA聚合酶α、δ和ε，β滑动夹对PCNA，以及只有真核生物才有端粒酶。
DNA复制简图
一架梯子从中间拉开，每一半各自与新的碱基配对，最后得到两个相同的分子。旧链用一种颜色、新链用另一种颜色，不用文字解释也能看出半保留复制的结果。最多五个标注，适合遗传学的第一节课。
DNA复制示意图是什么？
DNA复制示意图展示细胞如何在复制叉处复制DNA：解旋酶把两条链分开，引物酶铺上短的RNA引物，DNA聚合酶按5′→3′方向合成每条新链，其中前导链连续合成，后随链以冈崎片段的形式分段合成，最后由DNA连接酶封闭缺口。复制完成的每个分子都含一条旧链和一条新链。
要点
- DNA复制是半保留复制。每个子代分子都保留一条亲代链，并与一条新合成的链配对。梅塞尔森和斯塔尔用先在重氮、后在轻氮中培养的大肠杆菌证明了这一点。
- 新DNA只能沿5′→3′方向延伸。DNA聚合酶只能把核苷酸加在游离的3′-OH末端上，所以每条新链都从引物开始，并与模板链反向平行。
- 一条新链连续合成，另一条分段合成。前导链从一个引物出发朝复制叉方向合成；后随链背离复制叉，以短的冈崎片段合成，每个片段都有自己的RNA引物。
- 引物是RNA，之后会被替换。引物酶合成的RNA引物长约5~10个核苷酸；在细菌中，DNA聚合酶I把它们换成DNA，剩下的切口由DNA连接酶封闭。
- 细菌只有一个复制起点，真核生物有许多个。大肠杆菌从单一起点出发，约42分钟复制完含460万碱基对的染色体；人类基因组的复制起点多达10万个。
前导链和后随链有什么区别？
前导链从一个引物出发，朝复制叉方向连续合成；后随链背离复制叉，以短的冈崎片段分段合成，每段都由自己的RNA引物起始，最后由DNA连接酶连成一条。两条链都沿5′→3′方向延伸，区别来自两条模板链方向相反。
| 前导链 | 后随链 | |
|---|---|---|
| 合成方向 | 朝向复制叉 | 背离复制叉 |
| 合成方式 | 连续，一次成链 | 不连续，以冈崎片段合成 |
| RNA引物 | 只在起始处一个 | 每个冈崎片段一个 |
| 模板 | 与3′→5′亲代链互补 | 与5′→3′亲代链互补 |
| 大肠杆菌中的主要聚合酶 | DNA聚合酶III | DNA聚合酶III |
| 真核生物中的主要聚合酶 | DNA聚合酶ε | DNA聚合酶δ |
| 合成之后 | 唯一的引物被换成DNA | 每个引物都被替换，DNA连接酶把片段连起来 |
后随链应画成一排短线段，箭头背离复制叉，离复制叉最近的最新片段上还带着RNA引物。把后随链画成一整条箭头，或让箭头指向复制叉，是最先要检查的错误。
关于DNA复制示意图的常见问题
带标注的DNA复制示意图应该包括哪些内容？
标准内容包括亲代DNA、复制叉、解旋酶、单链结合蛋白、拓扑异构酶、引物酶及RNA引物、DNA聚合酶III、前导链、带冈崎片段的后随链、DNA聚合酶I和DNA连接酶，并标出每条链的5′端和3′端。这是默认内容；要求减少标注，就只画你要的那些。
什么是复制泡？
复制起点处被打开的一段DNA，两端各有一个复制叉，朝相反方向移动。因为复制从起点向两个方向进行，复制泡会一直扩大，直到与相邻的复制泡相连。真核生物的染色体上会同时形成许多复制泡；大肠杆菌的环状染色体只有一个复制起点，两个复制叉在环的另一侧相遇。
为什么后随链要以冈崎片段的形式合成？
因为DNA聚合酶只能沿5′→3′方向合成，而两条模板链反向平行。在一条模板上这个方向朝向复制叉，可以连续合成；在另一条上方向相反，复制叉每解开一段新模板，聚合酶就要从一个新引物重新开始。
解旋酶和拓扑异构酶有什么区别？
解旋酶在复制叉处断开碱基对之间的氢键，把两条链分开；拓扑异构酶在复制叉前方工作，消除解旋造成的过度缠绕。它的做法是暂时切断DNA再重新连接。
引物酶做什么？为什么需要RNA引物？
引物酶合成长约5~10个核苷酸的短RNA引物，为DNA聚合酶提供它所需的游离3′-OH末端。DNA聚合酶不能自己从头开始合成一条链。前导链只需一个引物，后随链的每个冈崎片段各需一个。
DNA聚合酶I和DNA聚合酶III有什么区别？
在大肠杆菌中，DNA聚合酶III是延伸两条新链的主要复制酶；DNA聚合酶I负责切除RNA引物并换成DNA。之后，DNA连接酶封闭每个替换处与相邻片段之间的切口。
为什么说DNA复制是半保留复制？
因为每个新DNA分子都保留一条原来的链，并与一条新合成的链配对。梅塞尔森和斯塔尔先用重氮、再用轻氮培养大肠杆菌：一代之后DNA只形成一条中等密度的带，两代之后旁边又出现一条轻带，只有半保留复制能产生这种结果。
真核生物和原核生物的DNA复制有什么不同？
真核生物每条染色体有多个复制起点（人类基因组多达10万个），速度约每秒50~100个核苷酸；大肠杆菌只有一个起点，速度约每秒1000个核苷酸。此外，真核生物使用DNA聚合酶α、δ、ε，滑动夹是PCNA，由RNase H切除引物，并用端粒酶延长染色体末端。
能画一张给初中生看的简单DNA复制图吗？
可以。要求简明过程图，就只保留要点：双螺旋解开，每条旧链各与一条新链配对，最后得到两个相同的DNA分子。初中阶段通常五个标注以内就够了。
工具怎样保证链的方向和酶的位置正确？
内置了学科层面的要求。每张图都被要求按教科书的标准画法绘制：两条链反向平行，新链沿5′→3′方向延伸，冈崎片段只出现在后随链上；每个标注拼写准确，放在直引线末端。打印前请对照你的教材核对术语，在画布上可以就地修改任何标注。
这里生成的 DNA 复制图可以用在讲课或论文里吗？
可以，生成的 DNA 复制图归你所有，可用于遗传学练习、讲课课件、实验报告和学位论文。视模型不同最高可导出 4K。
生成后能把酶的名称缩写，或者翻译标注吗？
可以。画布能识别每一个标注，你可以把“单链结合蛋白”缩写成“SSB”，翻译整套标注，把压在复制叉上的文字挪开，或给新链换色，都不用重新生成整张图。
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