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法律研究复制与转录的区别
简介
复制和转录是两种不同的生物过程，对于生物体的生长和存活至关重要。尽管这两个过程的起始底物相同，都是 DNA（遗传信息的载体），但它们产生的最终产物却不同。复制是指将整个遗传信息传递给子代 DNA 链以实现细胞分裂的过程，而转录则是将 DNA 中存储的信息转化为信使 RNA（mRNA）的过程，mRNA 是蛋白质合成的中间产物。本文解释了复制、转录的概念以及两者之间的区别。
复制
复制是在细胞分裂前复制 DNA 的精确副本的过程。在细胞分裂（通过有丝分裂或减数分裂）之前，复制是必须的，以确保每个子细胞都携带其自身完整的一套基因组。复制是指从一个双链 DNA 分子产生两个相同的 DNA 双螺旋结构的过程。DNA 复制对于生物体的细胞生长、修复和繁殖至关重要。DNA 复制有三个步骤：
起始 - DNA 双螺旋解旋成两条单链是启动复制过程的必要条件。解旋是一个过程，其中碱基对 AT 和 GC 之间的氢键被一种称为 DNA 解旋酶的酶破坏，从而产生一个 Y 形的复制叉。这作为 DNA 复制的模板。由于复制只能从 5' 到 3' 方向（在领先链，即 3' 到 5'）进行，因此它通过两种不同的过程进行，以适应 5' 到 3' 链（滞后链）的复制。在两条链分离后，RNA 引物与领先链结合以启动复制。
延伸 - 领先链和滞后链上的延伸都是由 DNA 聚合酶完成的，DNA 聚合酶结合到一条链上并添加互补的碱基对。已知有 5 种变体的 DNA 聚合酶，其中聚合酶 III 在原核生物（例如大肠杆菌）中进行延伸，而聚合酶 I、II、IV 和 V 对于校对和修复是必要的。在真核生物（例如人类）中，聚合酶 α、δ 和 ε 在延伸中起主要作用。由于有利的 5' 到 3' 方向，延伸在领先链上连续进行。
滞后链上的延伸在多个片段（称为冈崎片段）中发生，因为多个引物与之结合。另一种酶 DNA 连接酶将各种冈崎片段连接起来，形成一条连续的链。终止 - 一旦形成两条单链，一种称为核酸外切酶的酶就会去除亲本链上的 RNA 引物。空位用适当的碱基填充。另一种核酸外切酶进行 DNA 校对，以修复复制过程中出现的任何错误。亲本 DNA 链的末端带有特殊的重复 DNA 序列，称为端粒，它们充当染色体末端的保护帽，防止两个附近的染色体融合。然后，另一种特殊的酶端粒酶在新形成的 DNA 链的末端进行端粒序列的合成。最后，从一条亲本链和另一条子链形成双螺旋 DNA。
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转录
转录是将包含在 DNA 链（包含蛋白质编码基因）中的信息转移到 mRNA（信使 RNA）中的过程。与 DNA 不同，存储在 mRNA 中的信息不用于长期存储，并从细胞核移至细胞质。它被称为基因表达的第一阶段。与复制一样，它也有三个阶段：起始、延伸和终止。
为了启动转录，某些称为转录因子的辅助蛋白会结合到称为增强子和启动子序列的基本 DNA 序列上。这反过来有助于一种称为 RNA 聚合酶的酶通过由转录因子和 RNA 聚合酶组成的转录起始复合物结合到合适的转录位点。然后，RNA 聚合酶通过向亲本 DNA 链添加互补碱基来开始 mRNA 的延伸。当 RNA 聚合酶遇到“rho”辅助因子时，该过程终止。真核 mRNA 需要进一步的化学加工才能转录成蛋白质。它包括 5' 端加帽、添加 poly-A 尾巴和剪接。
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复制和转录的区别
下表总结了复制和转录之间的区别。
| 序号 | 特征 | 复制 | 转录 |
|---|---|---|---|
| 1 | 定义 | 它是从双链 DNA 合成两条子代 DNA 链的过程 | 它是从 DNA 模板合成 RNA 的过程。 |
| 2 | 所需的酶 | DNA 聚合酶 | RNA 聚合酶 |
| 3 | 发生时间 | 细胞周期的 S 期 | 细胞周期的 G1 和 G2 期 |
| 4 | DNA 模板 | 双链 DNA | 单链 DNA |
| 5 | 目的 | 对于细胞分裂是必要的 | 对于蛋白质合成是必要的 |
| 6 | 键 | 子代 DNA 链通过互补碱基对之间的氢键与亲本链保持结合 | 转录的 RNA 链与其亲本 DNA 链分离 |
| 7 | RNA 引物 | 需要 | 不需要 |
| 8 | 最终产物的命运 | 它们保留在细胞核中 | 大多数产物从细胞核运输到细胞质 |
| 9 | 后处理 | 子链不需要任何进一步的处理，并且完全功能齐全 | 产物 mRNA 需要进一步处理才能发挥功能 |
结论
DNA 复制和转录这两个过程对于维持地球上的生命都至关重要。这两个过程在某些方面存在相似之处，但在目的方面却存在很大差异。复制是合成子代 DNA 链以实现细胞分裂的过程，而转录则是合成执行重要细胞和代谢功能的蛋白质所必需的过程。
常见问题
Q1. 你如何理解 DNA 这个词？
答。DNA 代表脱氧核糖核酸，是几乎所有生物体（包括人类）中携带遗传信息的分子。它有三个主要成分：脱氧核糖糖分子、磷酸盐和含氮碱基。DNA 包含四个碱基，称为腺嘌呤 (A)、胸腺嘧啶 (T)、胞嘧啶 (C) 和鸟嘌呤 (G)。它对于生物体的正常发育和功能是必要的。
Q2. 你如何理解 5' 和 3' 端？
答。DNA 的 5' 端包含一个磷酸基团，而 3' 端包含一个连接到 DNA 骨架的羟基。它表示 DNA 复制的方向。
Q3. 复制过程中合成子代 DNA 所需的原材料是什么？
答。复制过程中合成子代 DNA 所需的原材料是脱氧核糖核苷酸（dATP、dGTP、dTTP 和 dCTP）。
Q4. 转录过程中合成 mRNA 所需的原材料是什么？
答。转录过程中合成 mRNA 所需的原材料是核糖核苷酸（ATP、UTP、GTP 和 CTP）。
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