复制:功能,任务,角色和疾病

生物学中的复制是指人体以下列形式存储的遗传信息的复制: 脱氧核糖核酸 (脱氧核糖核酸)。 肯定 复制基因,保留原始DNA链的一半。 因此,生物学也指半保守复制。

什么是复制?

复制是一个倍增的生物过程 脱氧核糖核酸 (脱氧核糖核酸)。 DNA是由四种类型的核苷组成的长链。 核苷由 (脱氧核糖)和核酸。 在细胞核中,DNA以下列形式存在: 染色体由未卷曲的DNA和蛋白质组成 分子。 对于复制, 染色体 解开后,DNA双链变得平滑。 然后两条互补的DNA链彼此分开,就像拉链中的牙齿排一样。 只有这样,才能开始实际的复制。 所有活生物体均以半保守方式繁殖其遗传信息:双链的一半保留,而另一半则由 。 因此,在第一代子代中,每个拷贝都拥有亲本细胞原始DNA的一半; 在第二代女儿中,它仍然构成了四分之一的基因。 早在1958年,研究人员Meselson和Stahl就能够证明半保守复制。 为此,他们使用了一种生化标记,用它们标记了 。 分析证实了原始和新DNA的定量比,正如科学家们预测的半保守复制一样。

功能与任务

大多数人联想 遗传基因 继承父母传给孩子的特质。 尽管这是一个非常熟悉的功能,但它远非唯一的复制功能。 DNA复制不仅发生在人体中 鸡蛋精子。 每个细胞分裂都需要DNA的副本。 没有细胞核中的基因,任何细胞都无法运转-因为基因控制着代谢过程,并提供了生物分子的蓝图。 四种不同 核酸 发生在人类DNA中:腺嘌呤,鸟嘌呤,胞嘧啶和胸腺嘧啶。 其中两个形成一个所谓的碱基对。 它们像拼图的两块一样组合在一起。 核苷序列代表包含人体所有遗传信息的遗传密码。 单个核苷的组合与字母的组合相当:尽管字母仅包含有限数量的字母,但由它们可以形成几乎无限数量的单词。 从理论上讲,细胞只需要一条DNA链就可以存储和传递信息。 但是,DNA有两条互补的链。 每条信息因此被存储两次。 科学家们也将互补的DNA链称为模板。 两条链相互缠绕,形成特征性的双螺旋。 高度专业化 将DNA复制到细胞核中。 这些催化剂在生物学上称为DNA聚合酶,由蛋白质组成 分子。 到目前为止,科学家已经能够鉴定出三种不同的DNA聚合酶,它们的功能有所不同。 DNA聚合酶在非常特定的位点停靠在DNA链上,该位点用引物标记。 引物是起始分子,聚合酶可通过该起始分子连接新DNA链的第一个核苷。 酶通过分解两个酶来获得其工作所需的能量。 磷酸盐 来自核苷的残基,它们用作构建基块。 在引物上,聚合酶从5'端到3'端起作用。 这同时发生在原始基因的两条DNA链上。 在其中一条链上,酶可以连续进行并添加互补核酸 基础 逐个。 但是,由于相反的链被镜像并因此以“错误”的顺序进行,因此复制在此作为不连续的合成发生。 聚合酶还从引物开始将DNA复制到模板上。 但是,它们只能合成片段,因为它们会反复中断该过程。 这些所谓的冈崎片段随后被另一种酶(也称为DNA聚合酶)连接。这种DNA聚合酶通过向模板链中添加互补核苷来填补冈崎片段之间的空隙。 然后,DNA连接酶迁移穿过新的双链,并将对齐的核苷连接成一条实链。

疾病与失调

复制错误可以 对发展 遗传病 没有特定的疾病。 有时,DNA聚合酶会将错误的核苷掺入新的DNA链中。 这种错误被称为生物学中的点突变。 在另一种类型的突变中,即插入,酶在复制过程中插入了太多的核苷。 这移动了将核苷分成三组的网格。 三种形式的一组 基因。 删除也会移动阅读框。 与插入相反,酶在复制过程中会跳过核苷:在DNA拷贝中似乎已被删除。 此错误意味着其他酶无法正确读取DNA。 结果是错误地产生了细胞构件或信使物质。 结果,可能发生代谢紊乱,潜在地导致多种身体疾病。 但是,突变并不一定总是导致疾病。 特别是,如果点突变发生在对蛋白质合成没有实际意义的DNA片段内,则风险较小。 如果有缺陷的DNA最终落入卵子或 精子 细胞。 一个 从这种DNA发育而来的DNA除了突变的DNA之外,没有错误无误的DNA:DNA的每个新拷贝也都包含该突变。