简述DNA的复制过程


简述DNA的复制过程

近日,《科学》杂志发表了一篇由佛罗里达州立大学大卫吉尔伯特博士领导的研究团队撰写的研究论文。该研究终于揭开了长达60年之久的科学谜团:DNA复制时序对人类细胞中全局表观遗传状态的影响。

在长达一个世纪的探索中,科学家们已经观察到遗传信息的复制方式和时间,并确定了存在一种称为“复制时序程序”的机制,该程序精确控制着DN段的复制时间和顺序。关于为何存在这样一个特定的程序,科学家们一直无法给出明确的解释。

吉尔伯特博士及其团队提出一种全新的理解,他们假设细胞在复制DNA的过程中,同时也会复制那些调控DNA读取方式的分子。吉尔伯特博士解释说,“大自然不会浪费这样一个控制DNA读取方式的机会。”复制时序程序和过程背后的原因可能是,它为细胞提供了一个理想的时机,在这个时机里,细胞可以选择保留所有调控分子,继续对DNA中的信息进行相同的功能解释,或者改变它们以激发新的功能。

此前,研究团队已经发现每种类型的细胞都有一个独特的复制时序程序,并且在患病细胞中,这个程序会发生明显的变化。在本次研究中,他们深入探讨了复制时序程序的变化如何影响DNA及其调控分子(统称为表观基因组)的折叠。

研究团队发现了一种名为Rif1的蛋白质,这种蛋白质在调节DNA复制过程中起着关键的作用。当去除Rif1蛋白后,复制程序受到严重损害,导致不同细胞中的所有染色体片段在不同时间进行复制。如果没有Rif1蛋白的存在,当阻止细胞复制DNA时,其表观基因组可以保持正常。但是一旦DNA开始复制,与DNA相关的调控分子就会被错误地结合,并随着每一轮DNA复制而逐渐恶化。这种情况最终导致染色体的三维结构发生改变。


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