哺乳动物调控DNA复制起始以维持基因组稳定性的机理

DNA是主要的遗传物质,也是中心法则的源头。DNA代谢包括DNA复制、转录及DNA修复等。其中,DNA复制保证了遗传信息精确完整地传递,而转录则是细胞身份维持和功能调控的关键。DNA复制发生在整个染色质上,而转录则只发生在染色质上的转录区。如果这两个关键的细胞过程碰撞,犹如独木桥上狮虎相遇,会发生什么呢?研究表明,DNA复制和转录在转录区域的相遇会产生大量的DNA损伤。为了尽量规避这种损伤,Bruce Alberts等科学家发现,转录会尽量给DNA复制让路;DNA复制也可能会尽量顺向而非对向跨越转录(模型阶段,仍待证明)。那么,转录是否就任由DNA复制调(qi)控(fu)呢?是否会趁DNA复制起始时处于弱势而反过来调控DNA复制呢? 2021年6月9日,北京大学生命科学学院和北大-清华生命科学联合中心胡家志课题组在Genome Biology在线发表了题为“Transcription shapes DNA replicat......阅读全文

DNA-复制对生物体还有以下影响

除了遗传变异和进化,DNA 复制对生物体还有以下影响:维持细胞功能和生命活动:DNA 携带了细胞发挥各种功能所需的遗传信息,如蛋白质合成的指令。准确的 DNA 复制保证了细胞在生命周期中始终拥有正确的遗传信息来执行正常的生理功能,从而维持生命活动的正常进行。组织和器官的发育:在生物体的发育过程中,细

DNA聚合酶与复制的保真性

DNA复制的保真性是遗传信息稳定传代的保证。生物体至少有3种机制实现保真性:①遵守严格的碱基配对规律;②5’—3’聚合酶活性中心对底物的选择,使核苷酸的错配率仅为10-4~10-5;③3’—5’外切酶活性中心在复制出错时的即时校对,使错配率降至10-6~10-8。

关于DNA的半不连续复制的介绍

  在DNA复制过程中,双螺旋被解开,互补链被解旋酶分离,形成了所谓的DNA复制叉。在这个分叉之后,DNA引物酶和DNA聚合酶开始起作用,合成一个新的互补链。因为这些酶只能从5 '到3 '的方向工作,这两个解开的DNA模板链以不同的方式复制。其中,前导链的模板链具有5 '至3

除了细胞,病毒是否也需要进行-DNA-复制?

大多数病毒自身无法进行 DNA 复制。病毒分为 DNA 病毒和 RNA 病毒。DNA 病毒在入侵宿主细胞后,会利用宿主细胞的酶和物质来进行自身 DNA 的复制。例如,乙肝病毒是一种 DNA 病毒,当它进入人体肝细胞后,会借助肝细胞的相关酶系和物质来完成其 DNA 的复制。但 RNA 病毒,如流感病毒

DNA复制停顿地方可能发生癌变

  人类细胞每次分裂,必须先复制出自身46条染色体,作为给新细胞的一套“指令手册”。通常情况下,整个程序会自动运转到结束而不出故障。但偶尔也会有意外,信息没复制上又没有适当核对,造成了缺口或断裂,细胞就不得不小心地把它们重新连接起来。染色体中某些区域被称为“脆弱位点”,更容易断裂,这些位点也是人类癌

细菌DNA转录偶联修复的结构基础

 活跃的转录基因中的DNA损伤修复比基因组中不活跃的区域更迅速。在细菌中,这个过程被转录修复偶联因子(transcription repair coupling factor , TRCF)介导。TRCF破坏DNA损伤位点的处的RNA聚合酶,并重新启动DNA切除修复机制(DNA excisi

早期DNA复制启动的协调工作可有效地防止DNA损伤

  早期DNA复制发生在哺乳动物细胞中活跃的转录染色质区段内,这就提出了早期DNA复制如何与转录协调以避免碰撞和DNA损伤的直接问题。  2021年6月9日,来自北京大学胡家志等研究团队在Genome Biology上在线发表了题为“Transcription shapes DNA replicat

一蛋白可维持DNA复制叉稳定性

  《细胞》(Cell)杂志于2012年6月8日发表了北京大学生命科学学院孔道春教授(通讯作者)与英国Sussex大学Antony Carr和Johanne Murray课题组、北京大学生命科学学院纪建国课题组和中国科学院生物物理所孙磊、孙飞课题组合作完成的论文“The Intra-S Ph

PCR技术是怎样让DNA快速复制的

PCR由变性--退火--延伸三个基本反应步骤构成:①模板DNA的变性:模板DNA经加热至93℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;②模板DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物

阻断DNA复制可抑制抗药性细菌生长

  近来抗药性细菌的增加成为大众健康的严重威胁,人们需要新的治疗手段来应对这类细菌的感染。美国科学家在11月14日出版的《分子细胞》杂志上发表文章表示,他们找到了一种新的毒素,能够通过阻断DNA复制机能来抑制细菌的生长。该发现为开发下代抗生素奠定了基础。   美国麻省理工学院科学家、研究文章作者迈

Cell:从拓扑学角度揭示DNA复制之谜

  生命分子存在缠绕的现象。但是,DNA双螺旋中那两条熟悉的链是如何在没有缠绕的情况下成功复制的,这就很难解释了。在一项新的研究中,来自美国康奈尔大学的研究人员从拓扑学角度解决了这个问题。他们研究了这种双螺旋形状对DNA复制的影响。通过使用真核生物作为模型系统,他们发现染色质(由DNA、组蛋白和非组

美科院院士解析DNA复制过程调控机制

  这是一个自然奇观:增殖细胞能够精确地复制自己的遗传物质,一次且只有一次,当分裂成两个子细胞时,从空间上分离所得的两套染色体。在我们的一生当中,仅有在我们的血液系统中,每分钟就有约5亿个细胞在骨髓中出生。在这些细胞的每一个细胞当中,染色体中的DNA必须准确地复制,然后在它们分裂时均匀地分配到子细胞

人造碱基能像天然碱基参与DNA复制

  据物理学家组织网近日报道,新加坡科学家在最新一期《德国应用化学国际版》期刊上发表论文称,他们开发出一种遗传代码扩增技术,并合成出两种能够配对的人造碱基。通过X射线结晶技术分析表明,人造碱基对拥有与天然碱基对几乎完全相同的结构特征。使用新碱基对可以合成全新DNA片段,更好地检测病毒感染情况。  

DNA复制时双链是如何解开的

DNA复制是双链解开过程:1.拓扑异构酶通过对链进行切割改变DNA双链拓扑结构,使得DNA双链易于解链;2.解链酶作用于氢键使得DNA分为两条单链;3.单链结合蛋白(SSB)结合单链使模板处于单链状态并保护单链的完整.这三点和引物酶合成引物之后,才开始进行DNA复制过程(这时用到DNA聚合酶).

阐明了DNA复制叉稳定的核心机制

  正常细胞生长过程中,基因组不稳定主要是来自于DNA复制错误,大约2/3癌症的发生被认为是由于DNA复制错误导致的(Tomasetti & Vogelstein (2015), Science, 347: 78-81; Tomasetti et al. (2017), Science, 355:

简述DNA复制的引发阶段相关内容

  复制的引发(Priming)阶段包括DNA复制起点双链被DNA解旋酶解开,通过转录激活步骤合成RNA分子,RNA引物的合成,DNA聚合酶将第一个脱氧核苷酸加到引物RNA的3'-OH末端复制引发的关键步骤就是前导链DNA的合成,一旦前导链DNA的聚合作用开始,滞后链上的DNA合成也随着开始

Science破解DNA复制速度如何调控,可用于抗癌

  整个生命过程中,人类的细胞不停分裂,产生新的细胞。在这个过程中,细胞通过调节DNA复制的速度对代谢波动作出反应,以此作为基因组稳定性的保证。11月10日发表在Science上的一篇文章阐明了如何让复制叉动力学响应代谢途径的细胞学机制。研究人员还展示了他们可以操纵这个节律,并建议用来杀死癌细胞。 

脱氧核糖核酸DNA复制的介绍

  DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样。这个过程是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。复制可以分为以下几个阶段:  起始阶段:解旋酶在局部展开双螺旋结构的DNA分子为单链,引物酶辨认起

DNA复制体结构和工作原理首次被揭示

  DNA是生命遗传信息的载体,它的复制是生命繁衍过程当中最重要的一步。关于DNA复制分子机制的研究一直是生命科学中最基本的问题之一。近日,美国国立卫生研究院杰出研究员杨薇的课题组揭示了DNA复制体的结构和工作原理,相关成果发表在《科学》上。  DNA的复制由多个蛋白组成的复制体协同完成,这些蛋白包

关于DNA复制端粒和端粒酶的内容

  在1941年,美籍印度人麦克林托克(Mc Clintock)就提出端粒(telomere)的假说,指出染色体末端必然存在一种特殊结构——端粒。已知染色体端粒的作用至少有2:a.保护染色体末端免受损伤,使染色体保持稳定;b. 与核纤层相连,使染色体得以定位。  弄清楚DNA复制过程之后,在20世纪

DNA-复制过程中需要哪些酶的参与?

DNA 复制过程中需要多种酶的参与,主要包括以下几种:解旋酶(Helicase):解开 DNA 双螺旋结构,使两条链分开,形成复制叉。单链结合蛋白(Single-strand Binding Protein,SSB):与解开的单链 DNA 结合,防止单链重新形成双螺旋,保持其伸展状态以便复制。引物酶

Nature:DNA修复新模式解答转录争议

  紫外线和其他环境因素不多对我们的DNA造成破坏,可以说我们的健康在很大程度上依赖于细胞发现和修复DNA损伤的能力。纽约大学医学院的一项新研究展示,RNA聚合酶负责在基因组中搜寻DNA损伤,并招募盟友对其进行修复。这一机制能够有效减少突变,帮助人体控制癌症和其他疾病。这项研究由Evgeny N

颠覆性发现:DNA复制教学视频都是错的!

  脱氧核糖核酸(DNA)复制几乎是地球所有生命的基础。如今,科学家们第一次在单个DNA分子尺度观察到了它们的复制。有些令人吃惊的是,DNA复制意想不到地富有随机性。研究人员利用先进成像技术以及极大耐心,观察了大肠杆菌DNA复制,并测量了每股链上酶机器(复制复合体)的运行速度。此外,研究人员还发现单

在拟南芥生殖细胞DNA复制研究中取得进展

  被子植物雄配子发生过程中,单倍体小孢子经历一次不对称有丝分裂(PMI)产生营养细胞和生殖细胞,之后生殖细胞再进行一次对称的有丝分裂(PMII)形成两个精细胞。拟南芥花粉常被看作一个理想的发育生物学模型,这个简单的系统不仅经历了细胞的分裂、分化、细胞命运的决定等重要生物学过程,还涉及大量花粉特异基

美国研究人员揭示特种酶复制DNA新细节

  美国研究人员3月11日在《科学进展》杂志发表论文,揭示了Taq酶的新细节,这种酶由于其在聚合酶链式反应(PCR)中的应用而闻名。这项工作可用来开发改进版本的Taq酶,在复制DNA时花费更少的时间。这一发现是进入个性化医疗时代的一大飞跃,届时医生将能够根据患者个体的基因组设计治疗方案。  加州大学

60年谜团:DNA复制时序维持细胞表观遗传状态

  近日发表在《科学》杂志上的一项研究称,美国佛罗里达州立大学大卫·吉尔伯特博士带领的研究团队回答了一个60年未解的科学谜题:DNA的复制时序维持着人类细胞中全局的表观遗传状态。  在过去60年里,科学家已经能够观察到遗传信息的复制方式和时间,并确定了“复制时序程序”的存在,该程序控制着DNA片段的

存在有自然中生物的DNA复制引物类型

存在有自然中生物的DNA复制引物(RNA引物)和聚合酶链式反应(PCR)中人工合成的引物(通常为DNA引物)。一般所说引物,指DNA引物,以下简称引物。

关于乙肝病毒DNA检测的复制过程介绍

  不同于一个真正的生物体,病毒并不通过生长和分裂等方式繁殖自身,而是像铸造机器零件一样,按照一定的模具拷贝出来的。病毒DNA中包含有一些程序,指导病毒的遗传物质和其它一些结构蛋白组分增殖。另外,病毒DNA中还包含有一些信息,使得单一组分能够在细胞因子的帮助下,自发组装成新的病毒颗粒。  在医学上,

脱氧核糖核酸DNA复制的阶段简介

  DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,复制的结果是一条双链变成两条一样的双链(如果复制过程正常的话),每条双链都与原来的双链一样,这个过程被称为半保留复制。  复制可以分为以下几个阶段:  起始阶段:解旋酶在局部解开双螺旋结构的DNA分子为单链,引物酶辨认起始位点,以解开的一段D

复制n次后,双链等长的DNA有几个?

复制n次后,双链等长的DNA有2n-2n个。