關(guān)于dna復(fù)制方向_dna復(fù)制方向5到3和3到5 這個(gè)很多人還不知道，今天小編來(lái)為大家解答以上的問(wèn)題，現(xiàn)在讓我們一起來(lái)看看吧！
Dna復(fù)制方向(dna復(fù)制方向5至3和3至5)
作者|汪聰
【資料圖】
編輯| nagashi
排版|水寫
現(xiàn)代生命科學(xué)的基本定律“中心定律”指出了遺傳信息的流動(dòng)方向。除了少數(shù)逆轉(zhuǎn)錄病毒，遺傳信息的范圍從DNA到RNA，再?gòu)腞NA到蛋白質(zhì)。負(fù)責(zé)這種遺傳信息單向流動(dòng)的DNA聚合酶無(wú)法將RNA反向?qū)懟谼NA。然而，一項(xiàng)新的研究首次發(fā)現(xiàn)了人類DNA聚合酶將RNA反向?qū)懟谼NA的證據(jù)，這無(wú)疑顛覆了中心法則。
1953年4月25日，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克揭開了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，開啟了分子遺傳學(xué)時(shí)代。
1958年，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)者之一弗朗西斯·克里克首先提出了中心法則。現(xiàn)在，中心法則已經(jīng)成為生命科學(xué)最重要、最基本的法則。
中心法則指明了遺傳信息的流向:DNA→DNA(DNA自我復(fù)制)，DNA→RNA(轉(zhuǎn)錄)，RNA→蛋白質(zhì)(翻譯)。地球上絕大多數(shù)的生命都遵循這一規(guī)律。對(duì)于RNA病毒，有的有RNA→RNA(RNA(RNA的自我復(fù)制)，而RNA病毒中的逆轉(zhuǎn)錄病毒有RNA→DNA(逆轉(zhuǎn)錄)。
遺傳中心教條
1982年，史坦利·布魯希納成功分離出引起克雅氏病的病原體，并將其命名為朊病毒(Prion)。然而，朊病毒僅由蛋白質(zhì)組成，不含任何DNA或RNA，卻能自行復(fù)制和傳播疾病，這顯然不符合中心法則。生命科學(xué)的理論基礎(chǔ)是否搖搖欲墜？
1991年，在發(fā)現(xiàn)朊病毒9年后，布魯赫納成功闡明了朊病毒的致病機(jī)制。從本質(zhì)上講，朊病毒是一種特殊的傳染性蛋白質(zhì)。朊病毒(SC PrP蛋白)在生物體內(nèi)與正常的C PrP蛋白接觸，使C PrP蛋白變成SC蛋白，通過(guò)蛋白同種異型批量復(fù)制自身。
因此，朊病毒仍然由基因編碼，通過(guò)改變正常PrP蛋白的構(gòu)象實(shí)現(xiàn)自我復(fù)制和疾病傳播。這也意味著，現(xiàn)代生命科學(xué)的理論基石——中心法則，并不需要修改。
中心法則解釋了遺傳信息從自我復(fù)制的DNA到RNA以及從RNA到蛋白質(zhì)的流動(dòng)。到目前為止，決定這種遺傳信息單向流動(dòng)的關(guān)鍵分子機(jī)器聚合酶被認(rèn)為無(wú)法將RNA寫入DNA信息。
然而最近，來(lái)自Thomas Jefferson大學(xué)和南加州大學(xué)的研究人員在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》的子期刊《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表了一篇題為《Polθ逆轉(zhuǎn)錄RNA并促進(jìn)RNA模板DNA修復(fù)》的研究論文。
這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，人類DNA聚合酶θ(Polθ)可以高效地將RNA信息寫入DNA。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了生命科學(xué)的基本定律——中心定律，即人類細(xì)胞內(nèi)存在由Polθ介導(dǎo)的從RNA到DNA的遺傳信息逆向流動(dòng)。
這項(xiàng)研究的結(jié)果也產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響:被廣泛接種的mRNA疫苗會(huì)在Polθ的作用下被逆轉(zhuǎn)錄成DNA嗎？
哺乳動(dòng)物細(xì)胞的14種DNA聚合酶中，只有3種負(fù)責(zé)細(xì)胞分裂前的基因組復(fù)制，其余11種聚合酶主要負(fù)責(zé)檢查和修復(fù)DNA中的各種錯(cuò)誤。
DNA聚合酶θ(Polθ)負(fù)責(zé)這類DNA修復(fù)工作，但它的工作沒有做好，往往會(huì)導(dǎo)致修復(fù)中的錯(cuò)誤和突變。這使研究者注意到它與逆轉(zhuǎn)錄病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶的相似性。
HIV病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶可以像Polθ一樣作為DNA聚合酶，但也可以結(jié)合RNA，使其重新變成DNA鏈，這就是逆轉(zhuǎn)錄病毒中的逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程。
由于Polθ容易出錯(cuò)，容易混淆，并且包含一個(gè)不活躍的校對(duì)域，研究小組決定測(cè)試它是否具有從RNA模板合成DNA的能力。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Polθ可以將RNA信息轉(zhuǎn)化為DNA。它在從RNA合成DNA方面可以與HIV病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶相媲美，在復(fù)制DNA方面超過(guò)逆轉(zhuǎn)錄酶。
研究小組證實(shí)，Polθ在使用RNA模板寫入DNA信息時(shí)比復(fù)制DNA時(shí)更有效和準(zhǔn)確，這表明前者可能是其主要的細(xì)胞功能。
接下來(lái)，該研究的通訊作者Richard Pomerantz與南加州大學(xué)的陳小江教授合作，在陳小江實(shí)驗(yàn)室利用X射線晶體學(xué)的知識(shí)分析了Polθ的晶體結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)Polθ類似于逆轉(zhuǎn)錄病毒的逆轉(zhuǎn)錄酶，發(fā)生顯著的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化以適應(yīng)A型DNA/RNA雜合體，并與模板核糖羥基形成多重氫鍵。
值得一提的是，Polθ僅在少數(shù)組織類型中表達(dá)，但在許多癌細(xì)胞中高表達(dá)，Polθ的存在對(duì)應(yīng)著較差的臨床預(yù)后。Polθ可以對(duì)癌癥治療產(chǎn)生耐藥性，并促進(jìn)缺乏DNA損傷修復(fù)途徑的異常細(xì)胞的存活。
總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，DNA聚合酶θ(Polθ)的主要功能是充當(dāng)逆轉(zhuǎn)錄酶。在健康細(xì)胞中，Polθ充當(dāng)RNA介導(dǎo)的DNA修復(fù)。在癌細(xì)胞中，Polθ高表達(dá)，并促進(jìn)癌細(xì)胞的生長(zhǎng)和耐藥性。
這項(xiàng)研究揭示了DNA聚合酶θ(Polθ)對(duì)RNA的活性，以及它是如何促進(jìn)DNA修復(fù)和癌細(xì)胞增殖的，不僅挑戰(zhàn)了生命科學(xué)基本定律的“中心法則”，也提示Polθ是一個(gè)很有前途的抗癌藥物靶點(diǎn)。
另外，既然DNA聚合酶θ(Polθ)能以RNA為模板書寫DNA信息，那么廣泛接種的mRNA疫苗是否會(huì)產(chǎn)生目前未知的深遠(yuǎn)影響？
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責(zé)任編輯：Rex_15
