RNA病毒基因组和转录复制多样性的分子基础

自然界中RNA病毒的种类和数量比DNA病毒多得多,根据基因组类型,RNA病毒可分为多种类型,许多研究者认为,存在于古细菌Myxobacteria中,仅仅有一个逆转录酶基因的反转子（Retron)可能是所有病毒的祖先,进化的模式如下,反转子→反座子→反转录转座子→反转录病毒→副反转录病毒→DNA病毒,RNA病毒转录。／复制在很多特征上与DNA病毒迥然不同,依赖于RNA的RNA聚合酶是RNA病转录／复制的主要催化剂,RNA病毒基因组转录和复制都从3'端poly(A)或类tRNA结构或其他结构起始,内部终止是转录,通读到5'末端终止是复制,RNA病毒的模板有正链病毒（RNA模板,负链病毒RNA模板和全长正负链反基因组RNA模板,RNA模板的选择调控机制非常复杂,目前知之甚少,选择模板,RNA聚合酶与转录因子结合形成复制体是两种主要的调控方法,另外,5'UTR和3'UTR也可以调控RNA病毒的转录。     

一种新的转录因子--EPAS1

ＥＰＡＳ１是一种近年来被发现的转录蛋白,主要存在于内皮细胞内。ＥＰＡＳ１能与芳香烃受体核转移蛋白（ＡＲＮＴ）一起形成异二聚体,调节一系列基因的转录和表达,维持机体正常的生长和发育。     

植物双生病毒的复制及转录调控研究进展

双生病毒(Geminiviruses)是一类具有孪生颗粒形态的植物病毒,颗粒大小约为18nm×30nm.双生病毒成员众多,大致可分为三个亚组.双生病毒通常以粉虱或叶蝉为媒介进行传播,侵染范围十分广泛,对农业生产造成巨大的危害.感病植株一般表现为花叶、曲叶、黄化等症状,严重地影响了植物的正常生长.最近几年,属于双生病毒亚组Ⅲ的棉花曲叶病毒(Cotton leaf curl virus,CLCuV)在印巴次大陆广泛流行,严重时可使棉花绝收.双生病毒基因组DNA为单链环状形式,长度约为2 400nt～3 000nt.对双生病毒基因组结构、遗传表达机制,及其分类和进化进行深入的了解,有助于揭示寄主植物与病毒相互间的作用方式,进而为防治由双生病毒引起的植物病害奠定基础.本文就上述内容的最新进展作一简要综述.     

四种DNA复制起始方式的比较

近年来有关DNA复制的机制研究取得一些重要进展,但现有高等生物学相关专业的《生物化学》、《分子生物学》和《基因工程》等教材中DNA复制机理尤其是复制起始相关章节的内容更新不够。结合最新的研究进展,本文综述了四种DNA复制方式:双向复制(原核大肠杆菌和真核生物)、单起点单向(质粒ColE1)、哺乳动物线粒体DNA(取代环)以及最近发现的不需要引物的DNA聚合酶起始的DNA复制方式,丰富了教材相关的内容,强调复制的不同方式是不同的复制起始复合物装备的结果。文末对四种不同的复制方式异同进行了比较,根据复制原点在复制复合物装备中的重要作用,对教材中复制原点的概念进行了进一步的剖析。本文内容将有利于学生跳出课程的框架,将相关的知识点融会贯通,夯实理论基础并在将来能有所应用。     

基于复制-转录碰撞的突变和进化意义

复制和转录机器会同时使用相同的DNA区域作为模板,因此复制和转录不可避免地以头对头或追尾方式相互碰撞。头对头碰撞和追尾碰撞均会导致复制机器停留,从而造成DNA损伤和基因组不稳定。就基因组完整性而言,头对头碰撞比追尾碰撞的后果更严重。本文回顾总结了复制-转录冲突的解决机制和进化影响。相对于前导链,滞后链上非同义（氨基酸改变）突变的发生率更高,并且滞后链上基因的高频诱变取决于转录本和基因大小,因此,较快的适应性突变发生在滞后链上。头对头基因的高度转录增加了复制过程中响应压力的突变率。无论是头对头还是追尾模式,复制-转录冲突都可能是适应性进化的驱动力。     

关于DNA复制的引物和DNA聚合酶

DNA复制是由DNA聚合酶催化的,反应需要四种脱氧核苷三磷酸和引物-模板;在引物的3′-羟基上,按模板的指令逐个添加脱氧核苷酸,生成碱基序列与模板互补的新DNA。复制时,DNA双链先打开,形成复制叉,随着复制叉的移动完成复制过程。双链DNA的复制是半不连续的,即先导链是连续合成滞后链则为不连续合成;后者先生成若干短片段(冈崎片段),再连在一起。 DNA复制在基因组的加倍、DNA重组以及修复DNA所受损伤等方面都对生命有决定性的作用。     

A型流感病毒RNA聚合酶及其对基因组复制和转录的调控作用

A型流感病毒是正粘病毒科成员,为单股负链分节段RNA病毒,全基因组由八个节段组成,分别编码八种结构蛋白(PB2、PB1、PA、HA、NP、NA、M1和M2)和两种非结构蛋白(NS1和NS2).核蛋白(NP)和RNA聚合酶复合体与病毒的八个RNA节段组成八个螺旋丝状的病毒核衣壳(RNP),核衣壳被双层类脂膜包裹,脂膜内为基质蛋白(M1)层,膜上镶嵌着HA、NA和M2三种膜蛋白.HA和NA为流感病毒的主要抗原.根据HA和NA抗原性的差异,A型流感病毒可分16个HA亚型和9个NA亚型[1].A型流感病毒具有广泛的宿主范围和超强的重组变异能力,对人类健康的威胁日趋严重,引起各国政府和科技工作者的广泛关注.研究RNA聚合酶的功能、揭示病毒复制和变异机理是目前抗流感病毒感染研究的热点之一.本文综述了流感病毒RNA聚合酶及其对病毒基因组复制和转录调控的研究进展.     

A型流感病毒RNA聚合酶及其对基因组复制和转录的调控作用

A型流感病毒是正粘病毒科成员,为单股负链分节段RNA病毒,全基因组由八个节段组成,分别编码八种结构蛋白(PB2、PB1、PA、HA、NP、NA、M1和M2)和两种非结构蛋白(NS1和NS2)。核蛋白(NP)和RNA聚合酶复合体与病毒的八个RNA节段组成八个螺旋丝状的病毒核衣壳(RNP),核衣壳被双层类脂膜包裹,脂膜内为基质蛋白(M1)层,膜上镶嵌着HA、NA和M2三种膜蛋白。HA和NA为流感病毒的主要抗原。根据HA和NA抗原性的差异,A型流感病毒可分16个HA亚型和9个NA亚型[1]。A型流感病毒具有广泛的宿主范围和超强的重组变异能力,对人类健康的威胁日趋…     

线粒体DNA复制及其调控

从线粒体DNA复制的模型与机制、复制的调控、复制忠实性及其损伤修复3个方面对近年来的研究文献进行了总结.在复制的模型与机制方面,对传统的D环复制的细节有了更深入的了解,新的实验方法的结果显示,在哺乳动物中还存在着链结合单向复制和链结合双向复制2种模型.在线粒体DNA复制的调控方面,近年来研究较多的调控因子主要包括mtDNA聚合酶γ、线粒体单链结合蛋白(mtSSB)、引物酶、解旋酶、连接酶、拓扑异构酶、转录因子mtTFA等,介绍了这些因子的最新研究进展及调控机制;对mtDNA复制时期和拷贝数量调控机制的研究也有突破,确定了Abf2p是mtDNA复制时期与拷贝数目的调控因子.在mtDNA复制的忠实性及其损伤修复研究方面,主要涉及到DNA Polγ的校正功能、错配修复、重组修复、DNA切除修复等,在mtDNA损伤修复中仅存在碱基切除修复机制,缺少核苷酸切除修复机制.     

Transcription Factor Binding to Replicated DNA

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Model of DNA Dynamics and Replication

Before DNA replication can be initiated a definite number of adenosine triphosphate (ATP) containing pre-replication protein complexes (pre-RCs) must be assembled and bound to DNA like in a super-critical mass. A chemically driven dynamics of the Ginzburg-Landau (GL) type is derived, using the non-equilibrium equation for binding of pre-RCs to DNA and a probabilistic conformational distribution of these protein complexes. This dynamics, in which the DNA-protein system behaves like a nonlinear elastically braced string (NEBS), can control the cell cycle via conformational transitions such that G₂ cells contain exactly twice as much DNA as G₁ cells. After adjustment of previously-made derivations, the model is compared with cell growth data from the T lymphocyte MLA-144.     

Regulation of eukaryotic DNA replication and nuclearstructure

In eukaryote,nuclear structure is a key component for the functions of eukaryotic cells.More and more evidences show that the nuclear structure plays important role in regulating DNA replication.The nuclear structure provides a physical barrier for the replication licensing,participates in the decision where DNA replication initiates,and organizes replication proteins as replication factory for DNA replication.Through these works,new concepts on the regulation of DNA replication have emerged,which will be discussed in this minireview.     

有丝分裂期DNA合成（MiDAS）及其介导的端粒复制

DNA复制压力（replication stress，RS）是一个广泛定义DNA复制障碍的术语，通常是指那些能够扰乱复制进程，造成复制叉减慢或停滞的情况。复制压力的过度累积是肿瘤发生和基因组不稳定的主要驱动因素。细胞染色体在复制过程中会不断地遭受来自外源性或内源性复制压力，而端粒及常见脆性位点（common fragile sites，CFSs）是一类对复制压力高度敏感的区域，在复制压力较高的情况下，这些区域往往难以被完全复制。近年的研究发现，有丝分裂期DNA合成（mitotic DNA repair synthesis，MiDAS）区别于S期的复制，可以帮助难以复制的区域在进入有丝分裂期后仍然能够保证复制的进行，因此，MiDAS也被称为“复制的挽救机制”。由于端粒的维持依赖于端粒酶活性及端粒替代性延长机制（alternative lengthening of telomeres，ALT），而具有更多端粒脆性的ALT细胞中端粒-MiDAS表现出高度的活性，因此本文就MiDAS的发生机制及在不同端粒维持机制下难以复制的端粒如何应对复制压力在有丝分裂期完成DNA的合成进行综述。     

真核细胞染色体DNA复制起始及复制叉稳定性维持的机制

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Gl-S的转折期得到激活,随后,多个直接参与DNA复制又形成的蛋白结合到DNA复制源,启动DNA的复制,形成两个双向的DNA复制又．在染色体上,移动的DNA复制又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,会导致复制又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,以及复制又稳定性的维持机制进行简要综述．