1963年，约翰·卡恩斯通过向大肠杆菌培养基中添加3H标记的脱氧胸苷，结合放射自显影技术观察到环状染色体DNA呈现θ状结构，由此证实原核生物DNA采用θ型复制方式[1] 。
起始阶段：环状DNA在复制原点处局部解旋形成单链区域，由解旋酶催化双链分离
延伸方向：两个复制叉以复制原点为中心，沿顺时针和逆时针方向同步移动
合成速率：双链的互补链合成速度相等，保持复制过程的对称性
终止条件：复制叉移动至环状DNA的会合点后完成复制
形态学证据：电子显微镜下可观测到复制中的DNA分子呈现希腊字母θ（θ）的拓扑形态[1]
中间体稳定性：复制过程中θ形结构始终维持半保留特性，母链与新生链的氢键结合未被破坏
结构动态性：随复制进程推进，θ形结构的双环直径逐渐缩小直至完全分离
放射性同位素示踪：3H-脱氧胸苷标记新合成DNA链，通过放射自显影获得复制过程的二维图像[1]
限制性内切酶分析：利用特定酶切位点验证复制叉移动方向是否符合理论预测
电泳迁移率检测：通过琼脂糖凝胶电泳区分不同复制阶段的DNA分子构象
θ型复制机制确保了原核生物遗传信息的高效传递：
双向复制使环状DNA的复制时间缩短50%
等速延伸特性维持了基因组复制的同步性
固定起始点设计降低了复制错误的概率
研究数据显示，大肠杆菌完成全基因组θ型复制仅需40分钟，其复制速度达到每秒约1000个碱基对。该机制作为原核生物DNA复制的标准模型，为后续研究真核生物染色体复制提供了重要参照系[1] 。
θ型复制的图片