一、DNA的複製
1.DNA的複製方式
1953年沃森（Watson）和克裏克（Crick）提出DNA分子的雙螺旋結構模型的同時就提出了DNA的複製是半保留複製，即DNA在進行複製時，首先堿基間氫鍵斷裂，兩鏈解旋後分開，以每條鏈作為模板合成新的互補鏈，這樣，每個子代分子的一條鏈來自親代DNA，另一條是新合成的，並且新合成的子代DNA分子和親代是完全一致的。
1958年梅塞爾森（Meselson）和斯塔爾（Stahl）利用同位素15N標記大腸杆菌DNA，用實驗證明了DNA的半保留複製。
2.DNA複製的起始點和方向
無論是原核生物還是真核生物，DNA複製都是起始於一個特定的位點，稱為起點。
3.參與DNA複製的酶類和蛋白因子
DNA的複製過程非常複雜，包括超螺旋和雙螺旋的解旋、複製的起始、鏈的延長和複製終止等，需要很多酶和蛋白質因子的參與。如大腸杆菌的DNA複製過程需要有DNA聚合酶等20多種不同的酶和蛋白質因子的參與，每種酶和蛋白質因子都發揮不同的作用。比較重要的有DNA聚合酶、解旋酶、拓撲異構酶、引物酶和連接酶等。
（1）拓撲異構酶和解旋酶
在細胞核中DNA是以超螺旋結構存在的，在複製時DNA的超螺旋和雙螺旋必須解除，形成單鏈才能作為複製的模板，拓撲異構酶就是一類可以改變DNA拓撲性質的酶，它能使DNA的兩條鏈同時發生斷裂和再連接，使超螺旋分子鬆弛，消除張力。再由解旋酶使DNA雙螺旋的兩條互補鏈分開形成單鏈，DNA雙鏈的解開還需要參與起始的蛋白因子，它可以識別複製起點，使雙鏈連續變性，啟動解鏈過程，解鏈過程所需要的能量由ATP提供。
（2）單鏈DNA結合蛋白
被解旋酶解開的兩條DNA單鏈必須被單鏈DNA結合蛋白覆蓋以避免再形成鏈內氫鍵，從而阻止複性和保護單鏈部分不被核酸酶降解，穩定解開的DNA單鏈。
（3）DNA聚合酶
DNA聚合酶是以DNA為模板，催化底物合成DNA的酶類，在所有的生物中都存在，在原核生物和真核生物中都發現了多種DNA聚合酶，它們的作用方式基本相同。
（4）引物酶
用於合成引物RNA的合成酶為引物酶，引物酶合成的引物是長5～10個核苷酸的RNA，一旦RNA引物合成，就可以由DNA聚合酶Ⅲ在它的3′OH上繼續催化DNA新鏈的合成。
（5）連接酶
在DNA複製的開始需要有RNA引物存在，DNA鏈合成後引物被切除，並被DNA替代。
4.DNA的複製過程
DNA的複製過程可人為地分成3個階段：第一階段是複製的起始，這個階段包括起始與引物的形成；第二階段是DNA鏈的延伸，包括前導鏈和隨從鏈的形成及切除RNA引物後填補其留下的空缺；第三階段是DNA鏈的終止，主要是連接DNA片段形成完整的DNA分子。
（1）複製的起點
①DNA雙螺旋的解開
DNA的複製有特定的起始位點。首先能識別DNA起點的蛋白質與DNA結合，然後DNA拓撲異構酶和解旋酶與DNA結合，它們鬆弛DNA超螺旋結構，解開一小段雙鏈形成複製叉。為了使解鏈後的DNA單鏈不再重新生成螺旋，需要有單鏈結合蛋白參與，單鏈結合蛋白使解旋後的兩條DNA鏈穩定。
②RNA引物的合成
當兩股單鏈暴露出足夠數量的堿基對時，引物酶以單鏈DNA為模板，以4種核糖核苷酸為原料，按5′→3′方向在解旋後的DNA鏈上合成RNA引物，形成的RNA引物，為DNA鏈的合成提供了連接脫氧核苷酸的3′OH末端。
（2）DNA鏈的延伸
①半不連續複製
DNA的複製是半不連續複製，親代DNA的兩條鏈各自為模板進行複製。DNA聚合酶在合成子鏈DNA時隻能沿著5′→3′方向複製延伸，不能沿3′→5′方向合成。而任何DNA雙螺旋又都是由走向相反的兩條鏈構成，也即兩條模板鏈一條走向是5′→3′，另一條是3′→5′。這樣3′→5′模板鏈符合酶的要求，可以連續合成子鏈，而5′→3′模板鏈的合成則無法解釋。為了解決這個矛盾，1968年岡崎提出了半不連續複製假說，他認為複製時複製叉向前移動，兩條DNA單鏈分別作為模板合成新鏈。3′→5′模板鏈合成的新鏈是5′→3′方向，是連續的，稱為前導鏈；而5′→3′模板鏈合成的新鏈是不連續的DNA片段，複製時先合成一些約1000個核苷酸的片段（稱為岡崎片段）暫時存在於複製叉周圍，隨著複製的進行，水解掉RNA引物，由DNA聚合酶催化填補空缺，最後由DNA連接酶把這些片段再連成一條子代DNA鏈。岡崎片段的合成方向也是5′→3′，但它與複製叉前進的方向相反，是倒退著合成的，由多個岡崎片段連接而成的這條新的子代鏈，稱為滯後鏈。