每次人体细胞分裂时，它的DNA也会复制。在DNA复制过程中，DNA聚合酶必须在人类基因组中复制大约30亿个碱基对。不幸的是，DNA聚合酶也可能在新合成的DNA中**错误的核苷酸。一些细胞机制被用来修复序列中这些不正确的碱基；其中一些机制包括校对、链定向错配修复、切除修复、DNA损伤的直接逆转和双链断裂修复。然而，一些复制错误可能通过细胞分裂传递给下一代细胞，成为突变。这些被称为体细胞突变的突变可能随着细胞分裂而在体内积累，从而导致癌症。一些癌症突变如生殖系突变也可能遗传给下一代。

覆盖的关键领域

1.DNA复制中的错误是如何发生的-互补碱基配对2.DNA复制中的错误是如何修复的-DNA修复机制3.DNA复制中的错误如何导致致癌基因的突变

关键词：癌症，致癌基因，细胞分裂，DNA聚合酶，DNA复制，突变，修复机制

dna复制过程中的错误是如何发生的

在DNA复制过程中，DNA聚合酶根据旧DNA链中的核苷酸向新合成的DNA链中添加互补核苷酸。常见的碱基配对模式是腺嘌呤碱基对与鸟嘌呤和胞嘧啶碱基对与胸腺嘧啶。互补碱基配对如图1所示。

Figure 1: Complementary Base Pairing

dna复制错误的原因

DNA复制错误的原因如下所述。

1. 大多数复制错误是由于非互变异构核苷酸的错配造成的，如腺嘌呤与胞嘧啶的碱基配对，胸腺嘧啶与鸟嘌呤的碱基配对。DNA双螺旋可以容忍核苷酸在空间中的位置的微小变化。这种类型的基地错放被称为摆动。
2. 有些复制错误是由于传入核苷酸的互变异构移位引起的。这两种嘌呤以及嘧啶可能以不同的化学形式存在，称为互变异构体。质子在同一结构的不同互变异构体中占据不同的位置。因此，核苷酸碱基中较常见的酮基形式转变为较少见的烯醇形式。鸟嘌呤的互变异构如图2所示。

Figure 1: Guanine Tautomerization

1. 核苷酸的**或缺失可能发生在DNA复制的链滑移过程中。它们也可能在DNA复制中产生错误。

dna复制中的错误是如何修复的

DNA复制中的错误可以用多种方法修复。下面列出了其中一些。

1. 校对-DNA聚合酶具有诸如“双重检查”传入核苷酸和3′到5′核酸外切酶活性等机制，以纠正错配碱基。
2. 链定向错配修复-Mut蛋白复合物识别由错配碱基引起的DNA链扭曲并纠正它们。
3. 核苷酸切除修复（NER）–NER是一种纠正DNA链紫外线损伤的机制。
4. DNA损伤的直接逆转-DNA损伤的直接逆转涉及去除DNA损伤，然后重新合成DNA链。
5. 双链断裂修复-非同源末端连接和同源重组是双链断裂修复涉及的两种机制。

dna复制过程中的错误如何导致癌症

尽管大多数错配碱基是通过上述机制修复的；然而，一些核苷酸错配可以通过细胞分裂传递给下一代细胞。然后它们通过永久性地并入基因组的核苷酸序列而成为突变。然而，突变率很低，在细菌基因组中，每1亿到10亿碱基对就有一个突变，在人类基因组中，每100到1000个核苷酸就有一个错误。

当细胞分裂时，突变在细胞群中积累。尽管突变会在人群中产生基因变异，作为突变的积极影响，但大多数突变都会导致癌症。癌症是一种能够扩散到身体其他部位的异常细胞生长。如果不正常的细胞生长没有扩散到身体的其他部位，就称为肿瘤。一般来说，三分之二的突变会导致癌症。控制细胞分裂和细胞生长的基因突变可能导致癌症。一些致癌基因包括抑癌基因、DNA修复基因和原癌基因。一些导致癌症的突变如图3所示。

Figure 3: Mutati*** that Cause Cancers

致癌基因

抑癌基因

肿瘤抑制基因是一类保护性基因，通过监测细胞分裂和死亡的速率来限制细胞的生长。肿瘤抑制基因的突变导致不受控制的细胞生长，形成称为肿瘤的细胞团。一些肿瘤抑制基因是p53、BRCA1和BRCA2。

原癌基因

突变的原癌基因被称为癌基因。癌基因有可能致癌。癌基因的突变不是遗传的。两种常见的癌基因是HER2和ras。HER2基因参与控制肿瘤的生长和扩散。ras基因家族编码细胞生长、细胞死亡和细胞通讯途径中的蛋白质。

dna修复基因

DNA修复基因是为参与DNA复制错误固定的蛋白质编码的。这些基因的突变产生缺陷蛋白质，无法修复导致癌症的错误。例如，DNA连接酶是一种参与连接刻痕DNA的酶。DNA连接酶基因的突变使得基因组中有缺口的DNA积聚，从而导致癌症。图4显示了DNA连接酶，它被包围在DNA双螺旋中。

Figure 4: DNA Ligase

在人类的一生中，如果有相当数量的体细胞突变（体细胞突变）在特定组织中积累，就可能导致癌症。体细胞突变也称为获得性突变。第一个被认为是致癌的体细胞突变是原癌基因HRAS基因突变。它会导致膀胱癌。约50%的癌症是由p53基因的体细胞突变引起的。一些生殖系突变（生殖细胞突变）如结直肠癌会遗传给后代。BRCA1和BRCA2基因的种系突变导致遗传性卵巢癌或乳腺癌。

结论

在DNA复制过程中，错误可以被合并到DNA链中。修复DNA复制引起的错误有几种机制。然而，有些错误会传递到下一代细胞，导致突变。致癌基因的突变导致癌症的形成。

引用

1.祈祷吧，莱斯利DNA复制和突变的原因〉，《自然新闻》，自然出版集团，这里提供。2.“癌症的遗传学”，《癌症》网站，2015年8月28日，可在这里获得。 2.《癌症的遗传学》，癌症网，2015年8月28日，