DNA结合活性的意义，DNA复制的保真度和生物学意义-产品设计-韩韩H5开发

有一些网友想知道关于DNA复制的保真度和生物学意义和DNA结合活性的意义的题，本文都有详细的讲解，希望都能帮助到大家。

DNA复制非常忠实，错配概率约为10-10。从热力学角度来看，碱基错配的概率约为10-2，但酶的底物选择效应和校对效应各自将错配的概率降低了约2倍，因此合成的DNA发生错配的概率体外是10-2。6.体内复制叉的复杂结构提高了复制的准确性并纠正系统中的错配，进一步提高复制保真度。

复制叉结构和复制保真度。塞明症生物学2010年10月，205:281293

DNA复制过程中出现的错误首先通过DNA聚合酶的校对活性进行纠正。错配的DNA链从聚合酶活性位点POL转移到核酸外切酶活性位点，并通过校对去除错配碱基。存在三种具有校对活性的真核DNA聚合酶聚合酶delta、epsilon和gamma。Pol和用于核基因复制，而Pol位于线粒体中。

超出校准范围的错误首先通过不一致恢复系统进行纠正。该过程发生在核小体重组之前，以避免将错配包装到核小体中。某些MMR相关蛋白可以抑制CAF-1介导的核小体组装，直到修复错配的核苷酸。

MMR和核小体组装过程。细胞生物科学2020;10:10

人类细胞中典型的MMR反应涉及三个主要步骤。首先，错配识别蛋白MutS或MutS识别错配。前者主要识别单碱基错配和一两个碱基插入或缺失，后者主要用于识别较大的IDL。

与错配位点结合后，MutS发生构象变化，形成可沿着DNA移动的移动夹。移动钳招募由复制子的PCNA激活的MutL蛋白来切割错配位点两侧的缺陷，然后核酸外切酶EXO1切割该区域大约数百个核苷酸碱基。最后，子链由DNA聚合酶或重新合成，并且DNA连接酶填补空白。

身体的错配修复机制。DNA修复Amst2014年8月，20:7181

值得一提的是，由于其靠近复制子且核小体尚未组装，因此此时新生的子链可以很容易地被识别，并且母链可以作为修复的模板。一旦核小体组装完毕，就很难判断哪些不匹配的碱基对是正确的。

繁殖保真度对于生存和繁殖很重要。忠实繁衍不仅是物种稳定传承的基础，也是个体生存的保证。在长寿的多细胞生物体中，在个体的一生中会发生许多细胞分裂。复制保真度的缺乏很容易导致突变的积累，导致衰老和各种疾病。

根据最近的研究，人类干细胞的突变以每年大约40种的速度稳定积累。其中一些突变可能发生在整个病变的合成过程中。TLS可以使细胞有效地完成受损模板的复制并避免死亡，但其低保真度也给身体带来了隐藏的风险。该领域的研究是当前的热点之一。

有一种理论认为，衰老的原因是体细胞突变的积累。突变可以阻止基因的正确表达并影响细胞功能。在早期阶段，突变不会立即导致衰老，因为生物体有一些多余的结构。然而，当细胞的遗传冗余耗尽时，它就无法正常发挥作用，而当人体的细胞冗余耗尽时，它就会迅速衰老。

导致衰老的体细胞突变模型ExpGerontol2017。ExpGerontol2017August;94:34-40

突变的积累也与症的发生、发展密切相关。研究表明，症具有严重的遗传不稳定性，并表现在三个不同的层面。染色体不稳定性与多种染色体异常相关，微卫星不稳定性与短串联重复的扩增或减少相关，点突变不稳定性与核苷酸序列的变化相关。

各种DNA聚合酶的特性以及这种遗传不稳定性的产生和修复机制，包括突变、TLS和症的发展，是目前症研究的热点领域。

参与跨损伤合成和相关疾病的蛋白质的染色体位置。基因分子生物学2014年3月，371Suppl:220233

另一方面，突变也是遗传多样性和生物进化的来源，因此复制保真度并不总是很好。一些生物可以快速适应新环境，利用高突变率和大量种群作为生存和进化的主要策略。RNA病是这一类的典型代表。

RNA复制的保真度比DNA复制低得多。催化RNA复制的酶很容易出错。它大约是万分之一，几乎与基因组相同。因此，RNA病每轮基因组复制大约产生一个突变。

七个代表性RdRp的结构。微生物学前沿2019;10:1945

由于RNA病数量庞大，在宿主感染过程中会产生许多密切相关的病株。这些突变大多数都是有害的，但偶尔有益的突变很快就会被选择并迅速传播。这使得病能够快速适应新的生存环境。正是由于这种机制，流感病每年都会产生新的突变株，并且大约每十年就会有一次重大突变导致大流行。

除类病外，RNA病的突变率是所有已知物种中最高的。一些研究认为，RNA病已经处于复制保真度阈值的边缘，不断增加的突变负担将导致病种群的灭绝。使用核苷类似物等诱变剂进行治疗可显着减少这些病的数量。

一、常染色质与异染色质的区别在于？

1.各种属性

常染色质是一种松散聚集的染色质形式，富含基因，并且这些部分通常活跃转录。常染色质构成核基因组中表达最活跃的部分。

异染色质是指在细胞周期中具有凝聚特性的染色体。

2.功能多样

常染色质区的基因可以转录成信使RNA。常染色质结构域的未折叠结构允许基因调节蛋白和RNA聚合酶与其上方的DNA序列结合，从而启动转录过程。在转录过程中，并非所有常染色质都被转录，但基本上未转录的部分会暂时折叠成异染色质以保护未使用的基因。因此，细胞活性与细胞核内常染色质的数量直接相关。

常染色质和异染色质之间的转变被认为是调节基因表达和复制的机制。这是基于“可及性假说”，该假说指出，松散浓缩的常染色质区域中的基因更有可能经历复制和转录过程，因为基因转录和表达在紧密堆积的染色质中更难以完成，并且需要额外的机制。这对于一些高表达水平的基因尤其重要。

常染色质是始终活跃的结构之一，包含编码细胞生存所需蛋白质的基因。

异染色质的功能

结构异染色质可以通过加强着丝粒区域和稳定着丝粒来确保染色体分离。通过分离和保护重要基因，可以防止或减少基因突变和交换。

促进物种形成的同源染色体可以在减数分裂过程中通过异染色质区域的重复序列配对，并且这些配对可以帮助突触整个染色体长度。重复序列可以容纳突变，形成新的、不同的重复序列，促进物种的分化和形成。帮助消除生存斗争中不必要的基因。

它具有斑点位置效应，可以诱导常染色质异染色质化并抑制其中的基因表达。异染色质可以通过两种方式参与基因调控通过涉及“异染色质化”的过程，该过程关闭大多数大片段的染色质结构，以及通过稳定更多开放的染色质结构来防止这种情况，通过结构状态的存在来关闭。

3.碱性染料的反应不同。

常染色质很容易被碱性染料染成明亮的颜色，或者在Fulgen反应中显示出弱的阳性反应。异染色质很容易被碱性染料染成深色或与Fulgen反应发生阳性反应。

二、多长时间DNA会失去活性？

DNA的失活时间取决于多种因素，例如环境条件、储存和处理方法。在适当的条件下，DNA可以保持活性数年或更长时间。然而，不适当的储存条件可能导致DNA降解和失活。因此，正确的储存和处理方法对于维持DNA活性至关重要。通常，DNA在适当的条件下可以保持活性数年，但在恶劣的条件下只能保持几个月或更短的时间。