可能很多人都覺得DNA復制和細胞復制是一回事,所以有人就覺得人類衰老可能就是DNA的衰老,真的是這樣嗎?作為一個生物學博士,今天來和大家科普一下。
01,什么是DNA復制?
DNA復制是指DNA雙鏈在細胞分裂以前進行的復制過程,從一個原始DNA分子產(chǎn)生兩個DNA分子的生物學過程。DNA復制是通過名為半保留復制的機制來得以順利完成的。
DNA復制發(fā)生在所有以DNA為遺傳物質(zhì)的生物體中,是生物遺傳的基礎(chǔ)。
02,什么是細胞復制?
細胞復制是一個高度協(xié)調(diào)的過程,需要多個蛋白質(zhì)和酶的參與。其中,細胞分裂蛋白和酶起著關(guān)鍵的作用。細胞分裂蛋白是細胞分裂過程中不可或缺的蛋白質(zhì),它們通過調(diào)控細胞骨架的改變和細胞膜的變化來實現(xiàn)細胞分裂。細胞分裂酶是細胞分裂過程中產(chǎn)生的酶,它們可以催化細胞分裂所需的化學反應,促進細胞分裂的進行。細胞復制不僅在生物體發(fā)育過程中起著關(guān)鍵作用,還與許多疾病的發(fā)生有關(guān)。例如,癌癥是由細胞異常增殖引起的疾病,而細胞復制的異常往往是癌癥發(fā)生的根源之一。
03,它們二者的關(guān)系
DNA復制來維持DNA遺傳信息的完整,并且對細胞復制起到了重要的作用。所以嚴格地說,DNA復制和細胞復制是兩碼事,盡管很多時候,二者聯(lián)系在一起。
打個比方:如果一間房子,那么DNA就是房子里面的人。
如果家里的人生了個娃(相當于復制),那么是否意味著房子忽然一變倆了?答案當然是否定的了。
DNA復制是由一系列DNA復制相關(guān)的酶控制,而細胞的復制,則是更復雜的一系列內(nèi)容,這種復制,并不僅僅是DNA的復制,還包括細胞器的復制(比如線粒體、高爾基體等等這些耳熟能詳?shù)臇|西)。除此以外,還包括細胞結(jié)構(gòu)的復制,比如典型的是,細胞核,細胞骨架。
所以,總體上說DNA復制雖然很多時候和細胞復制聯(lián)系在一起,但是有時候二者并不是絕對相關(guān)的。
DNA復制,但是細胞卻沒復制,比如典型的染色體加倍過程。著名的秋水仙素
DNA沒復制,但是細胞卻復制了,比如典型的染色體減半過程,著名的減數(shù)分裂
04,人類的衰老問題
再來說說大家都最為關(guān)注的人類衰老問題,人類的衰老不僅僅是DNA衰老,還有很多其他的衰老,下面是衰老經(jīng)典文章《The Hallmarks of Aging》 中的示例圖:
衰老的表現(xiàn)包括:
基因組不穩(wěn)定性(genomic instability)
端??s短(telomere attrition)
表觀遺傳學改變(epigenetic alterations)
蛋白內(nèi)穩(wěn)態(tài)喪失(loss of proteostasis)
營養(yǎng)感應失調(diào)(deregulated nutrient sensing)
線粒體功能異常(mitochondrial dysfunction)
細胞衰老(cellular senescence)
干細胞耗竭(stem cell exhaustion)
細胞間信息交換改變(altered intercellular communication)
基因組不穩(wěn)定性只是其中一小部分,端粒啊,表觀啊等等,都會影響到衰老。
最后,細胞不是無限復制的,哪怕干細胞都會衰老。