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现代分子生物学综述 - 副本

DNA的复制与修复综述
摘要:现在分子生物学的研究已经充分证明,DNA是遗传物质。

生物机体的遗传信息通过DNA传递到子代,表现为特定的核苷酸序列。

在后代的生长发育中,遗传物质DNA经过转录,翻译出特定的蛋白质。

在某些情况下,RNA也能成为遗传信息的基本携带者。

那么在遗传传承中遗传物质是怎么保证遗传信息的准确性呢?细胞内存在极为复杂的系统,来保证DNA复制的准确进行,并纠正可能出现的错误。

关键词:DNA复制,转录,翻译,DNA修复
细胞的正常生长离不开DNA的转录,翻译。

在复制翻译的过程中会因为种种原因造成遗传信息DNA的损伤,这时就需要有一种系统机制来修复损伤的DNA。

越来越多的研究表明DNA的复制,损伤修复和重组过程之间既相互独立,也存在着密切联系[1]。

比如,参与DNA复制的DNA聚合酶也参与了DNA损伤修复和重组过程[2]。

现代研究表明,DNA分子是由两条反向螺旋的多核苷酸链组成[3],两条链的碱基通过腺嘌呤(A),胸腺嘧啶(T),鸟嘌呤(G)以及胞嘧啶(C)之间的氢键联接在一起,这两条链又是互补的[4]。

一条链上的核苷酸序列决定了另一条链上的核苷酸排列顺序。

DNA的复制是半保留复制,这样保证了遗传物质能够比较稳定的遗传给后代。

但是,这种稳定是相对的,DNA在代谢上并不是完全惰性的。

在细胞内外各种物理,化学,生物等因素的影响下,DNA难免会发生损伤,需要修复。

在复制的过程中DNA也会有损耗,而必须进行更新修复。

在发育的过程中,DNA序列还能进行修饰、删除、扩增和重排[5][6]。

基因能够独以进行复制的单位称之为复制子。

每个复制子中都含有控制DNA复制开始的起点,可能还有终止复制的终点。

真核生物原核生物病毒等的DNA是多种多样的,含有一个或者多个复制子,复制的方式也是多种多样的[7]。

每个细胞都可以看做一个生物工厂,看作是由多个不同小“机器”组成的生物工厂。

机器是会出错的,DNA在复制过程中可能产生错配。

DNA重组,病毒遗传物质的整合,可能会发生DNA双螺旋结构局部破坏的现象。

而某些物理,化学和生物因素也能作用于DNA,使之发生损伤。

然而在一定条件下,细胞是可以对其DNA的损伤进行修复的,从而使生物DNA能够正常行驶其功能,这是自然界生物长期进化获得的一种保护功能[8]。

目前已经知道到的,细胞对其DNA损伤的修复系统有五种:错配修复,直接修复,切除修复,重组修复和易错修复。

DNA的损伤修复可能不经过诱导。

然而许多能造成DNA损伤或抑制复制的处理均能引起一系列复杂的诱导效应,称之为应急反应(SOS)[9]。

在很多情况下,DNA的复制、损伤修复和重组往往与很多威胁人类健康的肿瘤和遗传病的关系密切。

比如某些遗传性疾病与错配修复、皮肤癌症与核苷切除修复、HIV人类免疫缺陷病毒、人类染色体三体综合征与基因重组功能缺陷等等,这些DNA 修复缺陷细胞表现出对辐射和致癌剂的敏感性增加[10]。

研究DNA的修复机制不仅给我们治愈某些疾病提供一条希望之路,也为科学研究做出了贡献。

参考文献
[1]邱洁芳,潘学峰,大肠杆菌细胞DNA复制、修复和重组途径的衔接,北京理工大学生命科学与技术学院
[2]1.Xu Y;Grindley N D F;Joyce C M Coordination between the polymeraseand
5' nuclease components ofDNApolymerase I of Escherichia coll[外文期刊] 2000(27)
[3]朱玉贤,现代分子生物学(第三版)
[4]王镜岩,生物化学(第三版)
[5]刘伟,动物生物化学,郑州河南科学技术出版社
[6]沈同,王镜岩,赵邦悌,高等学校教材生物化学第二版北京,高等教育出版社
[7]于珊珊,DNA氧化损伤修复反应体系及其对细胞寿命影响机制初探,山东大学
[8]邱洁芳,潘学峰,功能型DNA重组修复蛋白质RecR的体内分布示踪[J].
2009,19(7).doi:10.3321/j.issn:1002-008X.2009.07.002
[9]Stauffer M E, Chazin W J. .Journal of Biological Chemistry
[10]邱洁芳,潘学峰,生物化学与生物物理进展,
微生物系
沈亚鹏
15208024。

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