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人類衰老是DNA的衰老還是細胞的衰老?

2024-04-03科學

可能很多人都覺得DNA復制和細胞復制是一回事,所以有人就覺得人類衰老可能就是DNA的衰老,真的是這樣嗎?作為一個生物學博士,今天來和大家科普一下。

01,什麽是DNA復制?

DNA復制是指DNA雙鏈在細胞分裂以前進行的復制過程,從一個原始DNA分子產生兩個DNA分子的生物學過程。DNA復制是透過名為半保留復制的機制來得以順利完成的。

DNA復制發生在所有以DNA為遺傳物質的生物體中,是生物遺傳的基礎。

02,什麽是細胞復制?

細胞復制是一個高度協調的過程,需要多個蛋白質和酶的參與。其中,細胞分裂蛋白和酶起著關鍵的作用。細胞分裂蛋白是細胞分裂過程中不可或缺的蛋白質,它們透過調控細胞骨架的改變和細胞膜的變化來實作細胞分裂。細胞分裂酶是細胞分裂過程中產生的酶,它們可以催化細胞分裂所需的化學反應,促進細胞分裂的進行。細胞復制不僅在生物體發育過程中起著關鍵作用,還與許多疾病的發生有關。例如,癌癥是由細胞異常增殖引起的疾病,而細胞復制的異常往往是癌癥發生的根源之一。

03,它們二者的關系

DNA復制來維持DNA遺傳資訊的完整,並且對細胞復制起到了重要的作用。所以嚴格地說,DNA復制和細胞復制是兩碼事,盡管很多時候,二者聯系在一起。

打個比方:如果一間房子,那麽DNA就是房子裏面的人。

如果家裏的人生了個娃(相當於復制),那麽是否意味著房子忽然一變倆了? 答案當然是否定的了。

DNA復制是由一系列DNA復制相關的酶控制,而細胞的復制,則是更復雜的一系列內容,這種復制,並不僅僅是DNA的復制,還包括胞器的復制(比如線粒體、高基氏體等等這些耳熟能詳的東西)。除此以外,還包括細胞結構的復制,比如典型的是,細胞核,細胞骨架。

所以,總體上說DNA復制雖然很多時候和細胞復制聯系在一起,但是有時候二者並不是絕對相關的。

DNA復制,但是細胞卻沒復制, 比如典型的染色體加倍過程。著名的秋水仙素

DNA沒復制,但是細胞卻復制了 ,比如典型的染色體減半過程,著名的減數分裂

04,人類的衰老問題

再來說說大家都最為關註的人類衰老問題,人類的衰老不僅僅是DNA衰老,還有很多其他的衰老,下面是衰老經典文章【The Hallmarks of Aging】 中的範例圖:

衰老的表現包括:

基因組不穩定性(genomic instability)

端粒縮短(telomere attrition)

表觀遺傳學改變(epigenetic alterations)

蛋白內穩態喪失(loss of proteostasis)

營養感應失調(deregulated nutrient sensing)

線粒體功能異常(mitochondrial dysfunction)

細胞衰老(cellular senescence)

幹細胞耗竭(stem cell exhaustion)

細胞間資訊交換改變(altered intercellular communication)

基因組不穩定性只是其中一小部份,端粒啊,表觀啊等等,都會影響到衰老。

最後,細胞不是無限復制的,哪怕幹細胞都會衰老。