DNA复制叉

生物体的基因组需要以高效且无差错的方式进行复制，以保证其生长和生存。 复制叉是一个 Y 形活性区域，两条 DNA 链在此分开并连续复制。 DNA 解链和互补链合成的耦合是复制叉的一个特征。 具有小环状 DNA 的生物体，例如大肠杆菌，通常具有单一复制起点。 因此，它们只有两个复制叉，每个方向都有一个复制叉远离初始开口的位置。 在具有大型基因组的生物体中，DNA 的复制不是从单个起点完成的，而是在许多不同的局部复制叉中完成的。

复制叉的不受阻碍的进展对于完整的 DNA 复制和基因组稳定性是必要的； 然而，复制叉通常会因内部或外部因素而停滞，从而减慢或停止其进展，从而导致复制压力。 复制压力会导致基因组不稳定，这是癌症等疾病的标志。 基因组不稳定性的特点是基因组改变和有害突变频率增加。 由于多种原因，复制叉的移动可能会停止。 例如，药物羟基脲耗尽了可掺入子链的核苷酸库，从而阻碍了复制叉。 其他可能阻碍复制叉进展的问题包括 DNA 损伤、复制叉和转录复合物之间的碰撞以及参与 DNA 复制的酶的缺陷。

细胞具有多种修复机制来重新启动停滞的复制叉。 在 DNA 修复完成之前，S 期检查点不允许细胞开始有丝分裂。 此外，叉形复制再启动可以通过绕过 DNA 损伤或阻断来重新启动 DNA 合成。 尽管有这些强大的机制，但有时停滞的复制叉无法重新启动，这会导致复制叉崩溃，从而停止 DNA 复制。