可能很多人都觉得DNA复制和细胞复制是一回事,所以有人就觉得人类衰老可能就是DNA的衰老,真的是这样吗?作为一个生物学博士,今天来和大家科普一下。
01,什么是DNA复制?
DNA复制是指DNA双链在细胞分裂以前进行的复制过程,从一个原始DNA分子产生两个DNA分子的生物学过程。DNA复制是通过名为半保留复制的机制来得以顺利完成的。
DNA复制发生在所有以DNA为遗传物质的生物体中,是生物遗传的基础。
02,什么是细胞复制?
细胞复制是一个高度协调的过程,需要多个蛋白质和酶的参与。其中,细胞分裂蛋白和酶起着关键的作用。细胞分裂蛋白是细胞分裂过程中不可或缺的蛋白质,它们通过调控细胞骨架的改变和细胞膜的变化来实现细胞分裂。细胞分裂酶是细胞分裂过程中产生的酶,它们可以催化细胞分裂所需的化学反应,促进细胞分裂的进行。细胞复制不仅在生物体发育过程中起着关键作用,还与许多疾病的发生有关。例如,癌症是由细胞异常增殖引起的疾病,而细胞复制的异常往往是癌症发生的根源之一。
03,它们二者的关系
DNA复制来维持DNA遗传信息的完整,并且对细胞复制起到了重要的作用。所以严格地说,DNA复制和细胞复制是两码事,尽管很多时候,二者联系在一起。
打个比方:如果一间房子,那么DNA就是房子里面的人。
如果家里的人生了个娃(相当于复制),那么是否意味着房子忽然一变俩了?答案当然是否定的了。
DNA复制是由一系列DNA复制相关的酶控制,而细胞的复制,则是更复杂的一系列内容,这种复制,并不仅仅是DNA的复制,还包括细胞器的复制(比如线粒体、高尔基体等等这些耳熟能详的东西)。除此以外,还包括细胞结构的复制,比如典型的是,细胞核,细胞骨架。
所以,总体上说DNA复制虽然很多时候和细胞复制联系在一起,但是有时候二者并不是绝对相关的。
DNA复制,但是细胞却没复制,比如典型的染色体加倍过程。著名的秋水仙素
DNA没复制,但是细胞却复制了,比如典型的染色体减半过程,著名的减数分裂
04,人类的衰老问题
再来说说大家都最为关注的人类衰老问题,人类的衰老不仅仅是DNA衰老,还有很多其他的衰老,下面是衰老经典文章《The Hallmarks of Aging》 中的示例图:
衰老的表现包括:
基因组不稳定性(genomic instability)
端粒缩短(telomere attrition)
表观遗传学改变(epigenetic alterations)
蛋白内稳态丧失(loss of proteostasis)
营养感应失调(deregulated nutrient sensing)
线粒体功能异常(mitochondrial dysfunction)
细胞衰老(cellular senescence)
干细胞耗竭(stem cell exhaustion)
细胞间信息交换改变(altered intercellular communication)
基因组不稳定性只是其中一小部分,端粒啊,表观啊等等,都会影响到衰老。
最后,细胞不是无限复制的,哪怕干细胞都会衰老。