健康天使（医疗保健）    复制

 单细胞生物如细菌通过自身分裂或用芽孢来产生后代, 在这个过程中染色体复制并传递一个给子代细胞.所以母体和子代的遗传信息完全相同. 多细胞生物的体细胞增殖通过有丝分裂, 遗传信息同样备份并一分为二. 因此, 就遗传信息传递范畴来说, 体细胞的有丝分裂和细菌的增殖在概念上是相同的.

 由于DNA是高度盘旋的双螺旋结构, 复制DNA需要解链, 解螺旋酶以ATP为能量做此工作. 然后每条解开的链作为模板在DNA聚合酶和复制酶的帮助下合成互补链. 这两种酶的不同在于DNA聚合酶即参与了DNA的修补也参与了复制.

DNA 复制

<U.S. Department of Energy Human Genome Program>

  另一方面来说, DNA并不是完全暴露, 而是紧密折叠为螺旋结构. 为形成这种结构, 有些DNA被绞接, 参与这个过程的是结构变异酶(topoisomerase). 仅有一条链临时切断的为I型酶, 有两条链切断的为II型酶(II型酶称作DNA促旋酶). 正是由于这些结构变异酶, 相同的DNA序列才可以有不同的异构体. 因此, 在DNA的特定区域被复制和表达的时候, 这些酶解开超螺旋结构. 在重组(ecombination)过程中这些酶也有重要作用.

多细胞生物的体内繁殖根本上来说与细菌的增殖是相同的. 但是有性生殖的生物繁殖机制更为复杂. 首先, 亲代产生生殖细胞(gamete)如精子和卵子. 一个卵子和精子细胞相遇而形成受精细胞, 其内含有父系和母系的单拷贝遗传信息, 一个新的生命就这样诞生了. 鸵鸟有西瓜般大的卵子而人类的卵子非常小, 但是两种卵子中都仅含有一套遗传信息. 受精卵如癌细胞一般迅速分裂, 一段时间后, 开始分化出器官. 鸵鸟卵含有很多养料, 人类卵细胞从母体子宫获得养分, 但是根本上说它们都是从DNA单拷贝开始发育的. 也就是说, 1米长的链含有了我们整个生命的信息. 很神奇吧? 

  DNA上的遗传信息是通过怎样的过程被翻译用以合成蛋白质的? 为了表达DNA上的一个基因, mRNA读取DNA的遗传信息; 这个过程称作转录, 转录酶能够催化这个反应. DNA上的遗传信息有内含子和外显子, 所以最初转录的RNA分裂以除去内含子. 成熟的mRNA是真正的合成蛋白质的真正模板. RNA与DNA非常类似, 但是在RNA的4种碱基中使用U代替DNA中的T. RNA中的糖链 (核糖)较DNA (脱氧核糖)在2位有多余的羟基. 正因这个多余的羟基使RNA较DNA活泼, 可被用作亲核试剂或酸碱. 这样, 相对较稳定的DNA用于信息永久存储, 较不稳定的RNA更多用于合成蛋白质的临时信息存储, 合成后立即被破坏.