特點
- 與原核生物不同，真核生物DNA複制有許多起始點，例如酵母S.cerevisiae的17号染色體約有400個起始點，因此，雖然真核生物DNA複制的速度(60核苷酸/每秒鐘)比原核生物DNA複制的速度(E.coli 1700核苷酸/每秒鐘)慢得多，但複制完全部基因組DNA也隻要幾分鐘的時間。
2.SV40病毒DNA主要依靠宿主細胞中的DNA複制體系進行DNA的複制，這是了解真核生物DNA複制的體外模型。在真核生物DNA複制叉處，需要兩種不同的酶。DNA聚合酶α(polα)和DNA聚合酶δ(polδ)。polα和引物酶緊密結合醫學|教育網|整理，在DNA模闆上先合成RNA引物，再由polα延長DNA鍊，這種活性還要複制因子C參與。同時結合在引物模闆上的PCNA(增殖細胞核抗原Proliferating cell nuclear antigen)此時釋放了polα，然後由polδ結合到生長鍊3′末端，并與PCNA結合，繼續合成前導鍊。而随從鍊的合成靠polα緊密與引物酶結合并在複制因子C幫助下，合成崗崎片段。
3.由于真核生物染色體是線性DNA，它的兩端叫做端區(telomeres)，端區是由重複的寡核苷酸序列構成的。例如酵母的端區重複序列是5′G(1?)T(3)3′。前面講到所有生物DNA聚合酶都隻能催化DNA從5′→3′的方向合成，因此當複制叉到達線性染色體末端時，前導鍊可以連續合成到頭，而由于随從鍊是以一種不連續的形式合成崗崎片段，所以不能完成線性染色體末端的複制，如果這個問題不解決，真核生物在細胞分裂時DNA複制将産生5′末端隐縮，使DNA縮短，近十多年的研究表明，真核生物體内都存在一種特殊的反轉錄酶叫做端粒酶(telomerase)，它是由蛋白質和RNA兩部分組成的，它以自身的RNA為模闆，在随從鍊模闆DNA的3′桹H末端延長DNA，再以這種延長的DNA為模闆，繼續合成随從鍊。
附
DNA的複制是一個邊解旋邊複制的過程。複制開始時，DNA分子首先利用細胞提供的能量，在解旋酶的作用下，把兩條螺旋的雙鍊解開，這個過程叫解旋。然後，以解開的每一段母鍊為模闆，以周圍環境中的四種脫氧核苷酸為原料，按照堿基配對互補配對原則，在DNA聚合酶的作用下，各自合成與母鍊互補的一段子鍊。随着解旋過程的進行，新合成的子鍊也不斷地延伸，同時，每條子鍊與其母鍊盤繞成雙螺旋結構，從而各形成一個新的DNA分子。這樣，複制結束後，一個DNA分子，通過細胞分裂分配到兩個子細胞中去！
注：複制時遵循堿基互補配對原則，複制發生在細胞分裂的間期。
DNA是遺傳信息的載體，故親代DNA必須以自身分子為模闆準确的複制成兩個拷貝，并分配到兩個子細胞中去，完成其遺傳信息載體的使命。而DNA的雙鍊結構對于維持這類遺傳物質的穩定性和複制的準确性都是極為重要的。
半保留複制
Waston和Click在提出DNA雙螺旋結構模型時曾就DNA複制過程進行過研究，他們推測，DNA在複制過程中堿基間的氫鍵首先斷裂，雙螺旋解旋分開，每條鍊分别作模闆合成新鍊，每個子代DNA的一條鍊來自親代，另一條則是新合成的，故稱之為半保留式複制（semiconservative replication)。
1958年Meselson和Stahl進行了如圖8-3-5的實驗證明了DNA分子是以半保留方式進行自我複制的。圖8-3-5 Meselson和Stahl證明DNA半保留複制的實驗
起始，方向和速度
DNA在複制時，雙鍊DNA解旋成兩股分别進行。其複制過程的複制起點呈現叉子的形式，故稱複制叉。以複制叉向前移動的方向為标準，一條模闆鍊為3’—〉5’走向，在其上DNA能以5’—〉3’方向連續合成，稱為前導鍊（leading strand)；另一條模闆鍊為5’—〉3’走向，在其上DNA也是5’—〉3’方向合成，但與複制叉移動的方向正好相反，故随着複制叉的移動形成許多不連續的岡崎片段，最後在連成一條完整的DNA鍊，該鍊稱為後随鍊（lagging strand)。
實驗證明DNA的複制是由一個固定的起始點開始的。一般把生物體的單個複制單位稱為複制子。一個複制子隻含一個複制起點。一般說，細菌，病毒即線粒體DNA分子均作為單個複制子完成其複制，真核生物基因組可以同時在多個複制起點上進行雙向複制，即它們的基因組包括多個複制子。多方面的實驗結果表明，大多數生物内DNA的複制都是從固定的起始點以雙向等速方式進行的。複制叉以DNA分子上某一特定順序為起始點，向兩個方向等速生長前進。圖8-3-6 DNA複制過程
過程
以原核生物DNA複制過程予以簡要說明
1．DNA雙螺旋的解旋
DNA在複制時，其雙鍊首先解開，形成複制叉，而複制叉的形成則是由多種蛋白質及酶參與的較複雜的複制過程。
（1）ssbDNA蛋白是較牢固的結合在單鍊DNA上的蛋白質。原核生物ssbDNA蛋白與DNA結合時表現出協同效應：若第1個ssbDNA蛋白結合到DNA上去能力為1，第2個的結合能力可高達103；真核生物細胞中的ssbDNA蛋白與單鍊DNA結合時則不表現上述效應。ssbDNA蛋白的作用是保證解旋酶解開的單鍊在複制完成前能保持單鍊結構，它以四聚體的形式存在于複制叉處，待單鍊複制後才脫下來，重新循環。所以，ssbDNA蛋白隻保持單鍊的存在，不起解旋作用。
（2）DNA解鍊酶（DNA helicase）DNA解鍊酶能通過水解ATP獲得能量以解開雙鍊DNA。這種解鍊酶分解ATP的活性依賴于單鍊DNA的存在。如果雙鍊DNA中有單鍊末端或切口，則DNA解鍊酶可以首先結合在這一部分，然後逐步向雙鍊方向移動。複制時，大部分DNA解旋酶可沿滞後模闆的5’—〉3’方向并随着複制叉的前進而移動，隻有個别解旋酶（Rep蛋白）是沿着3’—〉5’方向移動的。故推測Rep蛋白和特定DNA解鍊酶是分别在DNA的兩條母鍊上協同作用以解開雙鍊DNA。
（3）DNA解鍊過程DNA在複制前不僅是雙螺旋而且處于超螺旋狀态，而超螺旋狀态的存在是解鍊前的必須結構狀态，參與解鍊的除解鍊酶外還有一些特定蛋白質，如大腸杆菌中的Dna蛋白等。一旦DNA局部雙鍊解開，就必須有ssbDNA蛋白以穩定解開的單鍊，保證此局部不會恢複成雙鍊。兩條單鍊DNA複制的引發過程有所差異，但是不論是前導鍊還是後随鍊，都需要一段RNA引物用于開始子鍊DNA的合成。因此前導鍊與後随鍊的差别在于前者從複制起始點開始按5’—3’持續的合成下去，不形成岡崎片段，後者則随着複制叉的出現，不斷合成長約2—3kb的岡崎片段。
2．岡崎片段與半不連續複制
因DNA的兩條鍊是反向平行的，故在複制叉附近解開的DNA鍊，一條是5’—〉3’方向，另一條是3’—〉5’方向，兩個模闆極性不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5’—〉3’方向，不是3’—〉5’方向，因而無法解釋DNA的兩條鍊同時進行複制的問題。為解釋DNA兩條鍊各自模闆合成子鍊等速複制現象，日本學者岡崎（Okazaki）等人提出了DNA的半連續複制（semidiscontinuous replication）模型。
1968年岡崎用3H脫氧胸苷短時間标記大腸杆菌，提取DNA，變性後用超離心方法得到了許多3H标記的，被後人稱作岡崎片段的DNA。延長标記時間後，岡崎片段可轉變為成熟DNA鍊，因此這些片段必然是複制過程中的中間産物。另一個實驗也證明DNA複制過程中首先合成較小的片段，即用DNA連接酶溫度敏感突變株進行試驗，在連接酶不起作用的溫度下，便有大量小DNA片段積累，表明DNA複制過程中至少有一條鍊首先合成較短的片段，然後再由連接酶鍊成大分子DNA。
一般說，原核生物的岡崎片段比真核生物的長。深入研究還證明，前導鍊的連續複制和滞後鍊的不連續複制在生物界具有普遍性，故稱為DNA雙螺旋的半不連續複制。
3．複制的引發和終止
所有的DNA的複制都是從一個固定的起始點開始的，而DNA聚合酶隻能延長已存在的DNA鍊，不能從頭合成DNA鍊，新DNA的複制是如何形成的？
經大量實驗研究證明，DNA複制時，往往先由RNA聚合酶在DNA模闆上合成一段RNA引物，再由聚合酶從RNA引物3’端開始合成新的DNA鍊。對于前導鍊來說，這一引發過程比較簡單，隻要有一段RNA引物，DNA聚合酶就能以此為起點，一直合成下去。對于後随鍊，引發過程較為複雜，需要多種蛋白質和酶參與。後随鍊的引發過程由引發體來完成。
引發體由6種蛋白質構成，預引體或引體前體把這6種蛋白質結合在一起并和引發酶或引物過程酶進一步組裝形成引發體。引發體似火車頭一樣在後随鍊分叉的方向前進，并在模闆上斷斷續續的引發生成滞後鍊的引物RNA短鍊，再由DNA聚合酶III作用合成DNA，直至遇到下一個引物或岡崎片段為止。由RNA酶H降解RNA引物并由DNA聚合酶I将缺口補齊，再由DNA連接酶将每兩個岡崎片段連在一起形成大分子DNA.。
端粒和端粒酶
1941年美籍印度人麥克林托克（Mc Clintock）就提出了端粒（telomere)的假說，認為染色體末端必然存在一種特殊結構——端粒。已知染色體端粒的作用至少有二：①保護染色體末端免受損傷，使染色體保持穩定；②與核纖層相連，使染色體得以定位。
在弄清楚DNA複制過程之後，20世紀70年代科學家對DNA複制時新鍊5’端的RNA引物被切除後，空缺是如何被填補的提出了質疑。如不填補豈不是DNA每複制一次就短一點。以後随鍊複制為例，當RNA引物被切除後，岡崎片段之間是由DNA聚合酶I催化合成的DNA填補之，然後再由DNA連接酶将它們連接成一條完整的鍊。但是DNA聚合酶I催化合成DNA時，需要自由3’—OH作為引物，最後餘下子鍊的5’無法填補，于是染色體就短了一點。
在正常體細胞中普遍存在着染色體酶複制一次端粒就短一次的現象。人們推測，可能一旦端粒縮短到某一阈限長度一下時，他們就會發出一個警報，指令細胞進入衰老；或許是當細胞判斷出它們的染色體已變得太短了，于是分裂也就停止了，造成正常體細胞壽命有一定界限。
但是在癌細胞中染色體端粒卻一直維持在一定長度上，這是為什麼？這是因為DNA複制後，把染色體末端短缺部分補上需要端粒酶，這是一種含有RNA的酶，它既解決了模闆，又解決了引物的問題。在生殖細胞和85%癌細胞中都測出了端粒酶具有活性，但是在正常體細胞中卻無活性，20世紀90年代中期，Blackburn首次在原生動物中克隆出端粒酶基因。
端粒酶在癌細胞中具有活性，它不僅使癌細胞可以不斷分裂增生，而且它為癌變前的細胞或已經是癌性的細胞提供了時間，以積累附加的突變，即等于增加它們複制，侵入和最終轉移的能力。同時人們也由此萌生了開發以端粒為靶的藥物，即通過抑制癌細胞中端粒酶活性而達到治療癌症的目的。
至于真核細胞DNA末端的結構特點，早就在1978年Blackburn就以原生動物四膜出（一種纖毛蟲）為例說明之：①迥紋形式的發夾環；②僅由C,A組成的簡單序列大量重複（C4A2）20~70；③鍊上有許多缺口（nicks）。
