复制气泡(replication bubble)和复制分叉(replication fork)的区别

关键区别–复制气泡与复制分叉

复制泡和复制叉是DNA复制过程中形成的两种结构，复制泡和复制叉的关键区别在于复制泡是复制开始时DNA链上的一个开口，而复制叉是复制泡中的结构表示实际的复制。

在分子生物学中，DNA复制是一个DNA分子产生两个完全相同的DNA拷贝的过程。这个生物过程是所有生命形式延续和生物遗传的基础。DNA复制发生在所有生物中。复制过程包括不同的技术、酶、生物化合物和复制结构，这些都是为了启动和处理复制而建立的。复制泡和复制叉是DNA复制过程中形成的结构。在原核生物和真核生物中都存在复制泡和复制叉。

什么是复制气泡(replication bubble)？

DNA复制是DNA分子复制并复制自身的过程。复制泡被认为是DNA链中在复制开始时出现的开口。在原核生物和真核生物中，复制气泡的形成是不同的。原核生物包含一个复制泡，而真核生物包含多个复制泡。

由于复制分叉的存在，复制泡沫能够向两个方向增长。在每个复制气泡中，有两个复制分叉。这是双亲DNA双螺旋断裂的地方。在真核生物中，它们包含一个真正的核。真核生物的DNA是线性的。由于这个原因，复制发生在多个位置，导致出现多个复制气泡。

复制气泡的功能发生在DNA解旋酶的作用下，这种解旋酶破坏了双亲DNA链的含氮碱基之间的氢键。单链结合蛋白附着在分离的双亲DNA链上，以防止氢键重组。

复制气泡(replication bubble)和复制分叉(replication fork)的区别

图01：真核生物DNA的复制泡

两股之间氢键的断裂会导致双螺旋线的松弛，同时由于展开而使分子的张力进一步增加。拓扑异构酶参与破坏复制气泡下游的双螺旋磷酸二酯键，通过立即重新附着来缓解这些区域的张力。

什么是复制分叉(replication fork)？

在细胞周期中，DNA复制发生在S期。这个过程从预先定义的DNA序列开始，这些序列被称为复制起源。在这些区域，复制气泡形成，触发DNA复制。前面提到过，每个复制气泡都包含两个复制分叉。当DNA复制被触发时，复制蛋白组织成一个类似于两叉叉的结构。由于这种结构的形成，这被称为复制叉。这些复制蛋白协调了DNA复制的整个过程。

DNA解旋酶通过破坏连接两条链含氮碱基的氢键，将双股亲本DNA解离成两条单链。这发生在复制叉的前面，产生单链DNA。

复制叉的主要功能是DNA解缠和DNA合成。复制叉上的DNA合成是用DNA聚合酶来实现的。DNA聚合酶根据互补碱基配对理论将DNA碱基连接在正确的序列中。

图02：复制分叉组件

为了防止复制叉停滞，有一种特殊的蛋白质复合物被称为复制叉保护复合物。这个复合体的主要功能是在复制分叉由于任何原因而停止时重新稳定，它涉及到前导和滞后链的合成以及复制检查点信号的协调。

复制气泡(replication bubble)和复制分叉(replication fork)的共同点

DNA复制过程中可以看到复制泡和复制叉。
这两种结构在原核和真核DNA复制中都很常见。
这两种结构都有助于并触发DNA复制。

复制气泡(replication bubble)和复制分叉(replication fork)的区别

复制气泡与复制分叉
复制泡被定义为复制开始时DNA链中出现的一个开口。	复制分叉被定义为存在于复制气泡中的结构，它表示复制的发生。
原核复制
形成一个复制气泡。	形成一个复制分叉。
真核复制
形成多个复制气泡。	形成多个复制分叉。

总结 - 复制气泡(replication bubble) vs. 复制分叉(replication fork)

DNA复制是一个过程，在这个过程中，一个父DNA链会产生两个完全相同的自身拷贝。复制过程由不同的组件组成。复制泡是DNA链的一个开口，在那里开始复制。在真核生物中，存在多个复制泡，而在原核生物中只有一个复制泡。每个复制气泡包含两个复制分叉。复制叉被定义为一组复制蛋白，在双叉叉中发出警告，确认复制过程的启动。复制分叉保护复合体的存在是为了在复制分叉暂停时重新启动。原核生物包含一个复制叉复合体，而在真核生物中，存在多个复制叉。这就是复制气泡和复制分叉之间的区别。