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细胞遇到困难怎么办?(调侃DNA系列一:忍!) 精选

已有 6367 次阅读 2012-6-9 06:06 |系统分类:科研笔记|关键词:细胞,困难,忍耐,损伤,修复| 困难, 细胞, 损伤, 忍耐, 修复

细胞遇到困难后会有很多应对方法。可以肯定的是细胞的办法比我们能想像到的还要多些。一直想试着写点儿系列性的东西和博友们探讨探讨。今天算是开题了。因本人专业所致,只能对细胞遇到的一小部分困难,即基因组毒性胁迫(Genotoxic Stress)或脱氧核糖核酸的损伤(DNA Damage),谈谈一些领域内的进展和个人看法。
 
这第一招:忍(Damage Tolerance),不算是细胞的第一反应。是个人涉足这一领域的第一个兴趣。细胞的这招就好比我们自己遇到困难时的自我安慰。自我安慰虽不能解决掉问题,但可以暂时避免一时想不开去自杀的倾向。
 
一个变两个、两个变四个的细胞增殖需要把遗传物质DNA完整准确地复制后才能进行。这就需要细胞的这个复制机器高度准确。人的一个细胞中有30亿个碱基对(Base pairs,碱基是啥东东不需要搞特清楚,可以理解成一块带缺口的砖头。不过人只有ATCG四块砖头可以用来制造遗传物质)。理想状态下,细胞每复制一次只产生一个错误。1/3,000,000,000的概率够厉害吧?别忘了,这是个需要在几个小时之内就得完成的工作哦。
 
真实状态下的细胞就没有这样轻松了。我们每天面临的紫外线、离子辐射、汽车尾气、二手烟、和细胞自身生存产生的一些废物等等都会造成遗传物质DNA受损。这受损的DNA就叫DNA损伤还是叫DNA损伤还是叫DNA损伤?(跟邢志忠老师学的。据方唯硕博主介绍,刑老师是跟郭德刚学的)。这损伤应该及时修复(以后慢慢再聊修复问题),否则要危险。
 
反正当复制机器发现模版链(Parental template strand)上的碱基有损伤时,常规聚合酶(就是那复制机器的核心)就认不出来而停止不动了。这时想修复也是不大可能了,来不及了啊!几个小时要出30亿个成品啊!细胞之初也曾经试图修复复制中DNA的损伤,但一般最后都会造成进退维谷而不得不自杀。不划算!最后上帝不允许细胞再干这傻事了。
 
那该怎么办啊?忍!为了自己的生存,细胞在这种状态下就会退而求其次:用一个不太保真的聚合酶(就是那特制的复制机器)先把危机对付过去再说,因为复制机器长时间停滞就是危机、会造成更严重的双链断裂(DNA是有两条链还是有两条链还是有两条链?),从而引发细胞自杀式凋亡。当然了危机对付过去后,细胞会马上更换成高保真的机器继续工作。之所以说这种策略是“忍”,是因为这损伤原封未动、并没有被拿掉(修复掉)。
 
最后来点儿专业的:目前发现细胞中有多种特制的聚合酶来对付不同的DNA损伤,比如聚合酶-爱她(eta)就专门对付紫外线造成的胸腺嘧啶二聚体(TT dimer),没有爱她就会得着色性干皮症(见光死外加严重皮肤癌倾向哦);聚合酶-卡怕(kappa)专门对付苯并芘造成的碱基加合物(adduct),据说卡怕和肺癌相关。这两个聚合酶对未损伤的碱基来讲是个灾难,因为他们会错误百出。但对损伤的碱基来讲,他们会非常准确!天生就是对付损伤的料,别的干不了!另外用来“忍”的聚合酶还有-挤他(zeta)、扁他(beta)、爱殴他(iota)、拦别打(lambda)、喜个嘛(sigma)、牛(nu)和谬(mu)等等。没事儿的时候跟我一起研究研究呗。
 


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