DNA的复制始于在称为复制起源的位点放松双螺旋。在这些位点,碱基之间的氢键被损坏,并且成对底座分开。一对复制片段聚集在一起并连接非复制DNA的位置称为复制叉。在细菌染色体中,DNA复制总是从称为原点的特定位点开始。每个来源控制一个称为复制子的DNA单元的复制。细菌具有复制的单个特定起源
细胞在混沌宇宙中保持高度秩序的能力取决于以化学形式作为DNA携带的大量遗传信息的准确复制。这个过程称为DNA复制,必须在细胞产生两个遗传相同的子细胞之前发生。的主要顺序还需要对此遗传信息进行持续监视和修复,因为细胞内部的DNA被化学物质和来自环境的辐射以及热事故和反应性分子反复损害。在本章中,我们描述了复制和修复细胞DNA的蛋白质机器。这些机器催化了细胞内发生的一些最快,最积极的过程,它们的机制清楚地表明了细胞化学的优雅和效率。虽然细胞的短期存活可以取决于预防其DNA的变化,但物种的长期存活要求DNA序列在许多世代中都可以改变。尽管细胞为保护其DNA做出了巨大努力,但DNA序列的偶尔会发生变化。随着时间的流逝,这些变化提供了遗传变异,其选择压力在生物体演变过程中起作用。我们开始了本章,简要讨论了DNA中发生的变化,该变化一代又一代地传递。接下来,我们将讨论细胞机制 - DNA复制和DNA修复 - 负责将这些变化保持在最低限度。最后,我们考虑了细胞改变DNA序列的一些最有趣的方式,重点是DNA重组以及在我们的杂种中,特殊的DNA序列的运动称为转座元素。
在第 3 段中,腺嘌呤与胞嘧啶配对不正确。在 DNA 中,腺嘌呤应与酪氨酸配对,胞嘧啶应与鸟嘌呤配对。
真核生物染色体中的遗传信息包含在一个双链 DNA 分子中,这一令人欣喜的概念得到了最近对果蝇 (1) 和酵母 (2, 3) 的实验的支持。鉴于这种分子连续性,复制染色体中遗传顺序的问题就简化为复制单个长 DNA 分子的问题,对于果蝇 (Drosophila melanogaster) 来说,该 DNA 分子的最大长度约为 2.1 厘米,即 62,000 kb [参考文献 1;kb(千碱基)是长度单位,等于单链或双链核酸中的 1000 个碱基或碱基对]。我们通过电子显微镜检查快速分裂的裂解核中的 DNA,研究了果蝇中的这种复制问题。在 240 ℃ 时,裂解核每 9.6 分钟分裂一次,中间期只有 3.4 分钟 (4),在此期间每个染色体 DNA 分子都必须复制。因此,最大染色体中 DNA 的分子复制速率应等于或大于 18,000 kb/min(分子)。由于动物染色体中 DNA 复制叉的移动速率上限估计约为 3 kb/min(复制叉)(5、6),我们预计这种快速的分子复制将需要每个分子 6000 个或更多复制叉的协同作用,或每 10 kb DNA 至少需要一个复制叉。正是这种预期让我们看到了通过电子显微镜观察确定真核染色体 DNA 中复制叉的结构和分布的希望。在本文中,我们表明这种希望已经实现。果蝇卵裂核的 DNA 呈连续排列
DNA中的氮基碱包括腺嘌呤,鸟嘌呤和胞嘧啶,而RNA含有尿嘧啶而不是胸腺素。解旋启动DNA合成,而聚合酶是负责通过在生长链中添加核苷酸来复制DNA的主要酶。DNA的糖磷酸主链由磷酸二酯键一起保持。一个称为复制起源的特定序列是染色体上DNA合成的起点。DNA的双螺旋结构具有主要和次要凹槽,这对于其功能很重要。双螺旋的每个转弯都有这些凹槽,从而允许复制过程发生。在DNA复制过程中,氮基碱的正确配对对于维持遗传信息的完整性至关重要。此过程发生在细胞分裂之前,涉及DNA双螺旋的放松形成两个模板链。领先链是连续合成的,而滞后链则形成短片段,然后通过连接酶将其连接在一起。在复制位点形成Y形结构是过程中的重要一步。RNA或DNA的引物序列是DNA合成的模板,并且在复制完成后必须去除这些引物。参与DNA复制的键酶包括解旋酶,聚合酶和连接酶。旋转酶放松双螺旋,而聚合酶为生长链增添核苷酸。连接酶将滞后链的短片段连接在一起。连接5'和3'时,会形成磷酸酯主链。与DNA复制有关的一些重要术语包括前导链,滞后链,复制的起源和滑动夹具蛋白。DNA复制过程对于忠实地从一代细胞到下一个细胞的遗传信息传播至关重要。仅在RNA中发现的化合物被称为** uracil **,而** okazaki碎片**请参阅滞后链上的短段或片段。DNA的基本三维形状是A **双螺旋**结构,而RNA是单链,不稳定的,并且可以离开细胞核。基因由DNA组成,代表遗传的基本物理和功能单位。通过破坏弱氢键解解酶的酶称为**解旋酶**。平行但在相反方向的两个侧面称为**反平行**。嘧啶由单个碳环组成,而核苷酸由磷酸盐,糖和氮碱组成。DNA是双链,稳定的,并且保持在核内。根据夏尔加夫的统治,鸟嘌呤总是与胞嘧啶配对。核糖是RNA核苷酸中发现的糖,而脱氧核糖是DNA核苷酸中存在的5-碳糖。氢键将DNA的两条链组合在一起,** primase **是负责放下RNA底漆的酶。互补意味着一侧可以与另一侧配对或补充另一侧。由重复核苷酸制成的长聚合物称为DNA。五个氮基是腺嘌呤,鸟嘌呤,胸腺嘧啶,胞嘧啶和尿嘧啶。双螺旋的“主链”是磷酸骨架。** DNA聚合酶**是促催化DNA分子合成的酶中的一种酶。嘧啶衍生物包括三个氮基碱 - 尿嘧啶,胸腺嘧啶和胞嘧啶 - 它们是DNA和RNA的基础。复制涉及半守则复制,其中双螺旋分裂为两个不同的链。嘌呤分子由四个氮原子和六个碳原子组成。嘧啶由一个六元环和两个氮原子和四个碳原子组成。核苷酸是DNA和RNA的构件。** DNA解旋酶**是一种在DNA复制中起重要作用的酶,而氢键在解螺旋酶放松时会破裂。这是文本的重写版本:** DNA结构** DNA的基本构件是由重复核苷酸组成的长聚合物。这些氮碱分为两个主要群体:嘌呤(腺嘌呤,鸟嘌呤)和嘧啶(胸腺胺,胞嘧啶,尿嘧啶)。酶,例如DNA聚合酶,促进了DNA分子的合成。**复制过程**在半守保持复制期间,双螺旋分裂为两个单独的链。这些链充当新DNA合成的模板。该双螺旋的“骨干”由磷酸盐组组成。**核苷酸特征**嘌呤(例如腺嘌呤和鸟嘌呤)由一个六元环组成,带有四个氮原子和六个碳原子,而嘧啶(例如胸腺胺和细胞儿童)具有两个六氮环,具有两个六氮气,带有两个硝基原子和四个碳原子的环。核苷酸是DNA和RNA的基本单位。**涉及的酶** DNA解旋酶通过放开双螺旋在复制过程中起着至关重要的作用,这最终导致链分离。**氢键**作为解旋酶放松DNA链,核苷酸之间的氢键被损坏,从而使链分开。
复制叉阻滞是一个关键的细胞事件,可以破坏基因组稳定性的微妙平衡,尤其是在DNA复制过程中。复制过程是一种重要的机制,可确保遗传物质的准确重复和复制叉进展的任何损害都会导致基因组不稳定性,从而导致诸如癌症之类的疾病。最近的研究强调了在核糖体DNA(rDNA)副本数量维持酵母中的复制叉阻滞的重要性,这是一种模型生物,该模型有生物体对真核生物基因组动力学有很大的见解。研究表明,复制叉堵塞的缺陷可能导致rDNA拷贝数的减少,这可能对理解基因组稳定性和对复制应力的细胞反应具有重大影响。
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本文通过Eggertsson等人复制了“世俗停滞模型:理论和定量评估模型”的大规模重叠生成模型(OLG)。(2019)使用Dynare的最新版本(5.3)(Aidgemian等,2022),这是一种标准软件,用于模拟和估算在学院,中央银行和其他机构中广泛使用的动态通用平衡模型。原始模型构建了一个具有多种结合约束(OBC)的大型OLG模型,以捕获世俗停滞假设的主要特征(Summers,2015年),重点是利率的长期下降。作者表明,关键驱动因素(例如人口老化和生产率增长速度比美国利率降低)的定量重要性,计算从1970年到2015年的过渡动态。我们的复制练习旨在在三个方面提供宝贵的贡献。首先,它证实了宏观经济学中众所周知的重要贡献的结果。的确,世俗停滞假设
哺乳动物线粒体DNA(mtDNA)通过噬菌体样DNA和RNA聚合酶进行了复制和转录,并且在过去的几十年中,我们对这些过程的理解取得了大幅度的发展。分子机制已通过生物化学和结构生物学阐明,并且由细胞生物学和小鼠遗传学确立的体内角色必不可少。Single molecules of mtDNA are packaged by mitochondrial transcription factor A into mitochondrial nucleoids, and their level of compaction influ- ences the initiation of both replication and transcription.Mutations affecting the molecular machineries replicating and transcribing mtDNA are impor- tant causes of human mitochondrial disease, reflecting the critical role of the genome in oxidative磷酸化系统生物发生。仍然需要澄清蒙德纳复制和转录的机制,并且该领域的未来研究可能会为治疗线粒体功能障碍的新型治疗可能性开放。