还有"永生"的DNA链?(2)

• 作者: 朱钦士
• 来源期刊: 生物学通报
• 关键词: 干细胞 不对称分裂 DNA 复制 永生的DNA链 有丝分裂 外遗传修饰
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 生物探秘
• 页码范围: 14-17
• 页数: 4页
• 分类号: Q52
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0006-3193.2021.05.004

摘要

DNA序列在一定程度上发生的改变既为生物的演化所必需,又是动物体内癌症发生、影响物种相对稳定存在的主要因素,它们之间必需要有一个平衡.在环境条件相对稳定的情况下,保持DNA序列的稳定对生物的生存更加重要.然而细胞分裂时DNA的复制过程不是100％准确,而是会有一定程度的误差,这是DNA序列发生变化的重要原因.为减少DNA复制过程导致的序列变化,生物采取2种方式.一是减少细胞分裂(也即DNA复制)的次数.多细胞生物利用干细胞补充需要替换的体细胞,而不是完全通过体细胞自己分裂繁殖.干细胞进行不对称分裂,形成1个新的干细胞(复制自己)和1个可进一步繁殖和分化的细胞(用以补充需要替换的体细胞).将大量的分裂任务交给要进行分化的细胞,就可极大减少干细胞自身的分裂次数.二是干细胞在进行不对称分裂时,选择性地保留更老的DNA链,而将较新的DNA链(即可能带有DNA复制过程造成序列改变的链)交给要进行分化的、使用后要被丢弃的"子"细胞.通过这种方式,干细胞自身的DNA链就不会因为细胞分裂而改变,这些DNA链也就被一直保留在干细胞内,成为"永生"(immortal)的.选择性地保留永生DNA链的现象称为DNA链在子细胞中的非随机分配(asymmetric或non-random DNA strand segre-gation),在原核生物中的大肠杆菌和真核生物中的真菌、植物和动物中都被发现,说明这是生物界中的一个普遍现象.干细胞保留的,还不仅是DNA链的"原始文件",还包括DNA所携带的表观遗传修饰(epigenetic modifications),达到保持干细胞自身特性的 目的;而进入要进行分化的子细胞中的DNA链由于具有新的表观遗传修饰,就可使子细胞分化成为各种体细胞.干细胞是生殖细胞在多细胞生物身体中的延伸,干细胞选择性地保留永生的DNA链及其外遗传修饰的机制,与生殖细胞保留其永生的机制一脉相承.