DNA复制
每周期一次的复制许可(replication licensing)
细胞分裂时,必须给每个子细胞恰好一份完整的基因组拷贝——不多也不少。这意味着每一段DNA每个周期只能被复制一次且仅一次。某个区域复制两次,细胞就会多出基因;漏掉某个区域,某个子细胞就会缺失。强制执行“每个起点每周期恰好启动一次”的控制系统,就叫复制许可。
其诀窍是把起点的使用拆成两个不能同时发生的步骤。首先,在DNA合成之前的间隙(M期晚期和G1期),起点被“发放许可”:装载因子在每个起点周围放上一圈蛋白(MCM解旋酶复合体),如同发放一张一次性的票。随后,当细胞进入S期,这些已获许可的起点被激活以开始复制——但由细胞周期激酶驱动的“开始”这一行为本身,又会阻止任何新的许可发放。由于只有当这些激酶处于低水平时(S期之前)才允许发放许可,而启动只在激酶处于高水平时发生,因此一个已经启动过的起点,在细胞分裂并重置之前无法被重新许可。这种时间上的分隔保证了每周期只复制一轮。
复制许可之所以重要,是因为重复复制是灾难性的:把基因组的某些部分复制不止一次会导致基因扩增、染色体断裂和基因组不稳定——这是通向癌症的一条途径。许可系统正是“复制一次且仅一次”背后的分子保障,也是DNA复制与更广泛的细胞周期控制相连接之处,后者决定一个细胞究竟何时被允许分裂(这些控制更广义上由细胞生物学负责)。
把它想象成一个只接受开闸前所购票的旋转门。票(MCM环)只能在G1期发放,那时细胞周期激酶处于低水平;一旦S期把这些激酶升高,闸门打开,用过的票作废,并且要等到下一个周期把一切重置,才能再印新票。
在G1期发放许可,在S期启动——二者不能重叠。
复制许可只管基因组每周期被复制一次;至于一个细胞究竟该不该分裂这个更宽泛的决定,则属于细胞周期检查点,是由细胞生物学负责的另一个主题。
又称
另见