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相比于DNA复制,转录是更容易出错还是不容易出错? 第1页

  

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和DNA复制相比,转录更容易出错。DNA复制出错的概率约十亿分之一到百亿分之一,而转录出错的概率约十万分之一,差了至少四个数量级。

在热力学上,DNA复制时碱基出错的概率约百分之一。酶对底物的选择作用和校正能力各自让复制出错的概率下降两个数量级,因此体外合成DNA时的出错率约百万分之一[1]

  • 原核生物DNA聚合酶I主要起损伤修复作用[2]
  • 真核生物DNA聚合酶ε(pol ε)与DNA损伤修复、校读和填补缺口有关。

在生物体内,复制叉的复杂构造进一步提高了复制精度,还有额外的修复系统对错误进行纠正:

  • 错误配对修复(Mismatch repair, MMR)主要负责校对DNA复制过程中发生的嘌呤-嘧啶错误配对。

因此,生物体内DNA复制出错的概率被压到十亿分之一以内。

转录是以DNA为模板合成RNA的过程,转录所用的依赖DNA的RNA聚合酶缺乏3'-5'外切酶活性,没有校正功能。转录起始后起始因子离开,核心酶构象改变、沿模板移动,转录生成杂交双链 (12bp),随后DNA互补链取代RNA链、恢复DNA双螺旋结构,其延伸速度为50nt/s,酶移动17nm,出错概率为十万分之一[3]

DNA复制的效率远高于转录,在复制与转录同时进行的时候,有概率互相干扰、增加复制错误的概率。但同时,生物体内存在转录合并核苷酸切除修复(Transcription-coupled NER, TC-NER)。这是由“RNA聚合酶在转录过程遇到核苷酸损害、无法识别而停滞”所活化的修复机制,RNA聚合酶停滞的动作会立即招来NER相关的修复蛋白,修理DNA。这只适用于能够转录为RNA的DNA序列。

对非逆转录病毒的RNA病毒来说,RNA复制的出错概率约万分之一,这比转录还容易出错,带来了RNA病毒的急速突变。

参考

  1. ^ http://courseware.eduwest.com/courseware/0426/nrjj/11-3.htm
  2. ^ DNA聚合酶I有聚合酶活性和外切酶活性,其中3'-5'外切酶活性起校正作用,5'-3'活性起修复和切除引物作用
  3. ^ http://courseware.eduwest.com/courseware/0426/nrjj/11-1.htm



  

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