從基因到蛋白質:複製、轉錄與轉譯

DNA複製

想像你手裡有一本珍貴的說明書,在分家之前必須給兩個孩子各留一份一模一樣的副本。DNA複製就是細胞做的同樣的事:在分裂之前,它把整個基因組複製一遍,讓每個子細胞都繼承一套完整而忠實的指令。

在機制上,雙螺旋被解開成兩條單鏈,每條單鏈都作為模板,按照鹼基配對規則(A配T、G配C)合成一條新的互補鏈。結果就是兩個雙螺旋,每個都與原來的完全相同。一系列專門的酶執行並協調各個步驟,整個過程極其精確。

不過複製並非完美無缺。偶爾會有抄錯的地方溜過去,這些錯誤就成為突變,既推動了遺傳變異,有時也會引發疾病。細胞擁有校對和修復系統,能糾正絕大多數錯誤,使出錯率低到驚人——大約每複製十億個甚至更多鹼基才出一個錯。

人類細胞在分裂之前必須複製大約60億個鹼基對的DNA,靠的是在染色體上數千個起點同時啟動複製,從而在短短幾個小時內完成。

並行的起始位點讓全基因組複製快到足以配合細胞分裂。

複製是雙向進行的:在一條鏈(前導鏈)上連續合成,但在另一條鏈(後隨鏈)上只能合成短片段,因為DNA聚合酶只能朝一個方向添加核苷酸。