真核细胞染色体DNA复制起始及复制叉稳定性维持的机制.PDF

中国科学: 生命科学 2013 年 第43 卷 第10 期: 824 ~ 832 SCIENTIA SINICA Vitae SCIENCE CHINA PRESS 评 述 中国知名大学及研究院所专栏 北京大学专辑 真核细胞染色体DNA 复制起始及复制叉稳定性 维持的机制 †* †* 吴丽虹 , 刘阳 , 孔道春 北京大学生命科学学院, 蛋白质与植物基因研究国家重点实验室, 北京 100871 † 同等贡献 * 联系人, E-mail: lihongwu@; yangzai@ 收稿日期: 2013-09-03; 接受日期: 2013-09-18 国家自然科学基金(批准号:和国家重点基础研究发展计划(批准号: 2010CB912201)资助项目 doi: 10.1360/052013-287 摘要 在真核生物中, DNA 复制在染色体上特定的多位点起始. 当细胞处在晚M 及 关键词 G1 期, 多个复制起始蛋白依次结合到DNA 复制源, 组装形成复制前复合体. pre-RC 在 DNA 复制源 pre-RC 组装 G1~S 的转折期得到激活, 随后, 多个直接参与DNA 复制叉形成的蛋白结合到DNA 复 复制叉稳定性 制源, 启动DNA 的复制, 形成两个双向的DNA 复制叉. 在染色体上, 移动的DNA 复 S 期细胞周期检验点 制叉经常会碰到复制障碍(二级DNA 结构、一些蛋白的结合位点、损伤的碱基等)而暂 停下来, 此时, 需要细胞周期检验点的调控来稳定复制叉, 否则, 会导致复制叉垮塌及 基因组不稳定. 本文就真核细胞染色体DNA 复制起始的机制, 以及复制叉稳定性的维 持机制进行简要综述. DNA 复制是细胞生长分裂过程中的一个最基本 1 真核细胞染色体DNA 复制起始 的生化反应. 准确的染色体 DNA 复制将使子细胞从 在真核生物中, DNA 复制是在染色体上特定位 母细胞里得到一套完整的染色体 DNA, 进行遗传信 点起始的, 这些位点被称为 DNA 复制源(replication 息的正确传递. 同时, DNA 复制很容易受到各种因素 origins). 复制起始蛋白(replication initiation proteins) 干扰, 使得遗传信息不能完整地传递给子代, 导致细 通过顺序组装结合到复制源上, 最终使每个复制源 胞基因组的不稳定. 基因组的不稳定会引起非常严 上形成两个双向的复制叉, 从而起始DNA 的复制[1]. 重的后果, 如细胞凋亡、癌变甚至直接导致细胞或个 体死亡. 经过亿万年的进化, 生物体已发展出一套复 1.1 真核细胞DNA 复制源及复制源的选择 杂且极其严整的调控DNA 复制起始过程和维持基因 真核生物DNA 复制源结构在物种间存在较大差 组稳定性的机制, 来保证细胞基因组在复制过程中 异. 芽殖酵母(the budding yeast S. cerevis