h*u
2 楼
首先,我们先来澄清一个误会:即真核和原核生物的基因组分别是线性和环状的。
然而实际上:线性基因组在原核生物中也是存在的,在细菌、病毒中均存在。
造成这个误会的锅,教课书要背。早在1989年,首个线性化基因组的细菌就被发现了。
也就是说,近30过去了,好多教科书都没更新,老师上课还是那么教……细节请看这篇
文献,我不啰嗦了:Linear plasmids and chromosomes in bacteria.Mol Microbiol.
1993 Dec;10(5):917-22.
第二,线性化的基因组到底会产生什么困境?
其一,生物体内外,都存在着核酸外切酶。裸露的线性化基因组,很容易被这些酶给降
解掉。
其二,DNA复制时的链末端问题。
DNA复制的起始,依赖于RNA引物。处于中间的DNA链,RNA引物最终会被切掉,并用DNA
来补齐。但是,线性化的DNA末端的RNA引物被切掉后,由于DNA聚合酶缺乏3’→5‘的
催化活性,因此剩下DNA末端,就没有办法来补齐双链了。这就会导致,线性的基因组
DNA,越复制越短。
一旦这种短缺侵入到重要的基因元件,生物就会死亡。既然有这样的困境,为何线性化
基因组的生物依然具有非常强的适应性?
答案在于端粒或端粒样的结构,伴随着线性化基因组一同演化了出来。
端粒位于线性基因组DNA的末端,由重复序列形成高级结构(大体上看就是环状的),
并和蛋白质相结合形成的。
由于有了高级结构和蛋白质的保护,使得线性化DNA不容易遭受核酸外切酶的攻击。而
即使DNA会越复制越短,重复序列提供了一个强大的缓冲机制。也就是说,丢掉一些DNA
也不可惜。
更何况,端粒酶的出现,还能延长端粒序列,对抗这种缩短。
真核基因组DNA中的着丝粒,还赋予了真核生物稳定遗传的特性。虽然在原核生物中,
有一套机制来保证,当发生细胞分裂时,两个子代细胞获得等量的DNA,但这种保真度
,却远不如真核生物那么高。这虽然能够在一定程度上,驱动进化的速率,但反过来,
不够稳定的遗传方式,也会导致好不容易获得的优势基因型因此而丢失。真核生物染色
体上的着丝粒,为细胞分裂时两个子细胞获得等量的DNA,提供了最坚实的基础。这不
光对体细胞的有丝分裂有意义,同时还对生殖细胞的减数分裂具有重要意义,从而为演
化出完善的有性生殖机制提供了可能性。
因此,含有具有端粒的线性基因组DNA,不光没有面临负选择压力,同时还因为演化出
着丝粒,产生了适应性优势。此外,我们还应该认识到:线性基因组在三维结构上,和
环状基因组并没有质的区别。
不要把线性基因组想象成DNA双螺旋塞进细胞核这么简单。实际上,这些基因组DNA会形
成复杂的高级结构。而这些高级结构,还具有重要的功能组织意义。
然而实际上:线性基因组在原核生物中也是存在的,在细菌、病毒中均存在。
造成这个误会的锅,教课书要背。早在1989年,首个线性化基因组的细菌就被发现了。
也就是说,近30过去了,好多教科书都没更新,老师上课还是那么教……细节请看这篇
文献,我不啰嗦了:Linear plasmids and chromosomes in bacteria.Mol Microbiol.
1993 Dec;10(5):917-22.
第二,线性化的基因组到底会产生什么困境?
其一,生物体内外,都存在着核酸外切酶。裸露的线性化基因组,很容易被这些酶给降
解掉。
其二,DNA复制时的链末端问题。
DNA复制的起始,依赖于RNA引物。处于中间的DNA链,RNA引物最终会被切掉,并用DNA
来补齐。但是,线性化的DNA末端的RNA引物被切掉后,由于DNA聚合酶缺乏3’→5‘的
催化活性,因此剩下DNA末端,就没有办法来补齐双链了。这就会导致,线性的基因组
DNA,越复制越短。
一旦这种短缺侵入到重要的基因元件,生物就会死亡。既然有这样的困境,为何线性化
基因组的生物依然具有非常强的适应性?
答案在于端粒或端粒样的结构,伴随着线性化基因组一同演化了出来。
端粒位于线性基因组DNA的末端,由重复序列形成高级结构(大体上看就是环状的),
并和蛋白质相结合形成的。
由于有了高级结构和蛋白质的保护,使得线性化DNA不容易遭受核酸外切酶的攻击。而
即使DNA会越复制越短,重复序列提供了一个强大的缓冲机制。也就是说,丢掉一些DNA
也不可惜。
更何况,端粒酶的出现,还能延长端粒序列,对抗这种缩短。
真核基因组DNA中的着丝粒,还赋予了真核生物稳定遗传的特性。虽然在原核生物中,
有一套机制来保证,当发生细胞分裂时,两个子代细胞获得等量的DNA,但这种保真度
,却远不如真核生物那么高。这虽然能够在一定程度上,驱动进化的速率,但反过来,
不够稳定的遗传方式,也会导致好不容易获得的优势基因型因此而丢失。真核生物染色
体上的着丝粒,为细胞分裂时两个子细胞获得等量的DNA,提供了最坚实的基础。这不
光对体细胞的有丝分裂有意义,同时还对生殖细胞的减数分裂具有重要意义,从而为演
化出完善的有性生殖机制提供了可能性。
因此,含有具有端粒的线性基因组DNA,不光没有面临负选择压力,同时还因为演化出
着丝粒,产生了适应性优势。此外,我们还应该认识到:线性基因组在三维结构上,和
环状基因组并没有质的区别。
不要把线性基因组想象成DNA双螺旋塞进细胞核这么简单。实际上,这些基因组DNA会形
成复杂的高级结构。而这些高级结构,还具有重要的功能组织意义。
s*g
3 楼
很好奇大家汇报自己那里有白香草没白香草有黑香草没黑香草有大把白香草只有一张白
香草昨天有白香草今天没了白香草这家可以用cc旁边一家只能用cash,有啥实际意义吗?
自家附近有就有,没有就没有,还能跨州去买不成。。
香草昨天有白香草今天没了白香草这家可以用cc旁边一家只能用cash,有啥实际意义吗?
自家附近有就有,没有就没有,还能跨州去买不成。。
P*R
4 楼
基因组变大,只有一个复制点的环形基因组复制速度跟不上细胞分裂的速度。
线性基因组有多重复制点,可以与细胞分裂同步复制。
如果基因组变得更大,多重线性基因组出现,也就是染色体有许多条。
线性基因组有多重复制点,可以与细胞分裂同步复制。
如果基因组变得更大,多重线性基因组出现,也就是染色体有许多条。
g*n
6 楼
这个问题很有意思。复制保真度的解释没有说服力,看不出为什么线形就比环形保真率
高。多条染色体来适应细胞分裂的速度?多个环不是一样可以解决这个问题。空间问题
可以考虑。复制,修复,和基因表达都需要很多蛋白参与,线形能提供充分的空间。
高。多条染色体来适应细胞分裂的速度?多个环不是一样可以解决这个问题。空间问题
可以考虑。复制,修复,和基因表达都需要很多蛋白参与,线形能提供充分的空间。
b*n
7 楼
一直不明白白香草是干嘛的?很赚钱吗?我家附近倒一直看到成叠的白色的香草,也没
见有人买啊?
见有人买啊?
S*n
8 楼
两个环套在一起在分裂时会造成麻烦。
r*e
10 楼
大环DNA解链很困难。
r*y
24 楼
我昨天发帖抱怨了啊
帖子被删除了...
帖子被删除了...
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