主要区别——DNA 复制与转录

DNA 复制和转录都涉及互补核苷酸与 DNA 的结合，分别产生新的 DNA 和 RNA 链。在 DNA 复制中，DNA 会产生整个基因组的两个精确复制品，以便进行细胞分裂。另一方面，转录是基因表达的第一步，在那里产生细胞功能所需的蛋白质。在转录中，只有小的 DNA 序列被转录成 RNA。这 关键区别 DNA复制和转录之间是 DNA 复制是制作基因组精确复制品的过程，而转录是将 DNA 特定片段的遗传信息转移到 RNA 中的过程。

本文研究，

1.什么是DNA复制 – 定义、功能、过程、特征 2.什么是转录 – 定义、功能、过程、特征 3. DNA复制和转录有什么区别

什么是 DNA 复制

DNA 复制是指从原始 DNA 分子产生两个精确的 DNA 复制品。储存在 DNA 中的遗传信息通过 DNA 的复制通过后代遗传。在复制过程中，两条 DNA 链都充当模板。因此，DNA复制被认为是以半保守的方式发生的。

DNA复制起始于每条染色体的复制起点。该过程由称为 DNA 聚合酶的一组酶进行。 DNA聚合酶需要一条称为引物的短链RNA来启动复制。基因组中双螺旋的解旋产生复制叉。在复制叉处，各种酶与复制相关联。 DNA复制在复制叉处双向发生。不断合成的新 DNA 链称为前导链。另一条链被合成为称为冈崎片段的片段，称为滞后链。

DNA聚合酶通过添加与模板互补的核苷酸来合成新链。核苷酸的添加发生在 3' 到 5' 方向，从现有核苷酸链的 3' 端开始。糖-磷酸骨架由近端磷酸基团和传入核苷酸戊糖环的 3' OH 之间形成磷酸二酯键形成。拓扑异构酶、解旋酶、DNA 引物酶和 DNA 连接酶是参与 DNA 复制的其他酶。 DNA 复制终止于染色体的端粒区域。

通常，DNA 聚合酶保持高保真度，因为错配的掺入少于 1 分之 10⁷ 掺入的核苷酸。它们还包括 3' 到 5' 校对活动，在那里他们可以从末尾删除合并的错配。另一方面，错配可以通过复制后错配修复机制进行修复。最终错误合并率小于一比十⁹ 掺入的核苷酸。

图 1：DNA 复制

体外 DNA 复制是在人工 DNA 引物和 DNA 聚合酶的帮助下进行的，这些酶是从细菌中分离出来的。聚合酶链反应 (PCR) 是用于体外 DNA 复制的分子生物学技术。 PCR 中使用的酶是 Taq 聚合酶。通过使用一对 DNA 引物，PCR 从已知序列合成 DNA 片段。

什么是转录

转录是在 RNA 聚合酶的帮助下将 DNA 序列复制成 RNA 的过程。基因被转录成 mRNA 以启动基因表达。 RNA 聚合酶通过从 3' 到 5' 方向读取反义 DNA 链来合成 mRNA 初级转录本。产生的 RNA 链与模板互补和反平行。它是从 5' 到 3' 方向合成的。一个基因由编码序列和调控序列组成。编码序列编码蛋白质的氨基酸序列，而调节序列调节基因表达。

图 2：RNA 聚合酶的转录

转录是通过 RNA 聚合酶在转录因子的帮助下与启动子结合而启动的。结合形成转录泡，由解开的双链启动子的大约 14 个碱基组成。在选择转录起始位点后，通过 RNA 聚合酶添加核苷酸。在转录终止时，聚腺苷酸尾添加到初级转录本的 3' 端。在真核生物中，聚腺苷酸化、5'端加帽和外显子剪接统称为转录后修饰。基因还可以编码非编码 RNA、rRNA 和 tRNA，因此有助于蛋白质的合成、调节和加工。

DNA复制和转录的区别

定义

DNA复制： DNA 复制产生原始双链 DNA 分子的两个精确复制品。每条新链都由一条原始 DNA 链组成。

转录： 转录使用双链 DNA 产生单链 RNA 分子。

功能

DNA复制： 它将整个基因组传递给它的后代。

转录： 它生成特定基因的 RNA 拷贝。

需要酶

DNA复制： 拓扑异构酶、解旋酶、DNA 引物酶和 DNA 连接酶。

转录： 转录酶（DNA 解旋酶的类型）和 RNA 聚合酶。

发生在细胞周期

DNA复制： 当细胞准备分裂时，它发生在 S 期。

转录： 当细胞需要合成蛋白质时，它发生在 G1 和 G2 阶段。

核苷酸前体

DNA复制： 它利用 dATP、dGTP、dTTP 和 dCTP 作为前体。

转录： 它利用 ATP、UTP、GTP 和 CTP 作为前体。

保真度

DNA复制： DNA 聚合酶通过其 3' 到 5' 核酸外切酶活性保持高保真度。

转录： 与 DNA 聚合酶相比，RNA 聚合酶的保真度较低。

新链的长度

DNA复制： 它合成长 DNA 链。

转录： 它合成相对较短的 RNA 链。

键

DNA复制： 新合成的 DNA 链通过氢键与其模板结合。

转录： 转录的 RNA 与其模板分离。

引物

DNA复制： DNA聚合酶需要RNA引物来启动复制。

转录： RNA聚合酶不需要引物。

冈崎碎片

DNA复制： 滞后链产生冈崎片段。

转录： 转录仅发生在 5' 到 3' 方向，不包括冈崎片段。

产品

DNA复制： 产生两条子链。

转录： 产生 mRNA、tRNA、rRNA 和非编码 RNA，如 microRNA。

产品的命运

DNA复制： 复制的 DNA 保留在细胞核中。

转录： 大部分产物进入细胞质。

产品寿命

DNA复制： 复制的 DNA 是通过后代保守的。

转录： 大多数 RNA 甚至在发挥作用之前就已降解。

加工

DNA复制： 新合成的 DNA 不经过任何加工。

转录： 转录的 RNA 会进行转录后修饰。

结论

DNA 复制发生在细胞为细胞分裂做准备时。因此，生物体的整个基因组同时进行复制。因此，两条链都用作复制的模板。在复制叉中，前导链不断合成，滞后链通过冈崎片段合成。最后，DNA 聚合酶应保持高保真度，因为复制品将是后代的基因组。在转录过程中，基因被复制到 RNA 中以合成用于细胞功能的蛋白质。因为 RNA 是单链分子，所以只转录反义链。与 DNA 聚合酶相比，RNA 聚合酶的保真度较低，因为 RNA 的寿命很短。因此，DNA 复制和转录之间的主要区别在于它们的最终产物。

参考：1。 “DNA复制”。维基百科，免费的百科全书，2017 年。https://en.wikipedia.org/wiki/DNA_replication。 20172 年 2 月 19 日访问。“DNA 复制的分子机制”。 KHANACEDAMY，2017 年。https://www.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication。 20173 年 2 月 19 日访问。“转录（生物学）”。维基百科，免费的百科全书，2017 年。https://en.wikipedia.org/wiki/Transcription_(biology)。 20174 年 2 月 19 日访问。Sagar Aryal，“复制和转录的区别”。微生物学信息，在线微生物学笔记，2014 年。http://www.microbiologyinfo.com/difference-replication-transcription/。 2017 年 2 月 19 日访问

图片提供：1。 “DNA 复制 en.svg”。作者：LadyofHats Mariana Ruiz – 通过 Commons Wikimedia2 拥有自己的作品（公共领域）。 “RNAP TEC small.jpg”。英文维基百科上的 Abbondanzieri – 使用渲染程序 Protein Explorer 创建，使用坐标 1H38 通过 Commons Wikimedia 存放在 RCSB PDB 存储库（公共领域）