1.3 DNA复制(replication)

  • 细胞需要进行DNA复制的根本原因:
    为了复制细胞的基因组,基因组包含了所有细胞功能的蓝本,一个细胞所有的基本活动都由基因组控制

  • 复制过程发生了错误

    • 积极:可能会产生一种有利于生存的新特质,这会以某种频率发生
    • 坏的:可能从直接致死,生物不能继续生长到产生癌症之类或使生物生长能力下降

    一般来说出现不好结果的可能性要大于好的结果,我们希望这个复制过程能尽可能精确

  • DNA复制的特征

    • 速度很快,一个普通的DNA复制机器而言,合成速度在100-1000 bp/sec,bp-base pair 碱基对
    • 完备的(complete),除了少数例外,基因组中的每个碱基对都会被复制,端粒的复制是一个存在碱基对不被复制的例子
    • 精确的(accurate),通常情况下,每合成100亿个碱基对,复制机器才会出现一次错误。
      人的基因组有30亿个碱基对,这意味着每三次细胞分裂就有一个复制错误,但是100亿个碱基对中的大部分都是没有编码功能的,大部分都不必完全正确,但如果复制错误出现在一个编码区的中间,它会改变编码出来的氨基酸和蛋白质,这就会出现问题了
  • DNA复制的应用

    • 我们能用分子克隆拼接基因,或是制造各种各样不同的东西,这项技术直接产生于对DNA复制的研究,PCR(Polymerase Chain Reaction 聚合酶链式反应)也产生于此

    • 大规模测序,我们之所以能测序整个基因组,包括人类基因组,都是研究DNA复制的结果

    • DNA复制还经常被用做药物靶点,大部分一线化疗药物都以DNA复制作为靶点,很多人都在研究,希望能得到比DNA复制靶点药物更好的药物,因为现在这些药不仅攻击你的肿瘤细胞,还攻击你其它细胞,但是如果你得了癌症,不使用DNA复制抑制剂类药物的可能性非常非常小,因为那些新药,要么要与DNA复制抑制剂联合使用,要么不能应用在你患的那种肿瘤上,因为这些药大部分的靶点只是众多肿瘤中的极少数

      另外大多数抗病毒药物也以DNA复制为作用靶点,举例来说,最好的抗艾滋病药物之一,就是以病毒基因组的DNA复制或者基因组RNA/DNA复制为靶点的,它们是重要的药物靶点,所以理解复制能够帮助我们开发新的靶点或是开发出一些副作用较小的药物

      通俗解释:DNA复制为靶点就是为了抑制癌细胞生长,但是药的特异性不够,不仅会攻击癌细胞也会攻击你的正常细胞,世界万物的DNA复制过程都有共性,但是也有特异性,问题就是特异性很难找

      打个比方,假设药物对DNA复制中的酶a有作用,但是人的细胞中也有酶a,那这个药只是特异性只表现在酶之间,但我们要的特异性不只是酶之间,还是正常细胞和癌细胞之间

      所以这段话的主要表达就是,好好理解DNA是怎么复制的,仔细研究和DNA复制相关的因子,找到正常细胞和癌细胞之间不同的那个,去找到特异性更高的靶点,研究药物作用于这个靶点。这个靶点可以直接作用于DNA,也可以作用于“工具”。(DNA复制过程中会用到什么工具和辅助工具,这些工具可以成为药物靶点)