6.4: DNA 复制叉

生物体的基因组需要以有效且无错误的方式进行复制，才能促进其生长和生存。复制叉是一个 Y 形活性区域，两条 DNA 链在这里分离并连续复制。DNA 解压缩和互补链合成的偶联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，通常具有单一的复制起点;因此，它们只有两个复制叉，每个方向一个，远离初始开口的位置。在具有大基因组的生物体中，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。

复制叉的畅通无阻的进程对于 DNA 完全复制和基因组稳定性是必要的;然而，复制叉经常被内部或外部因素阻碍，这些因素会减慢或停止其进程，从而导致复制应激。复制应激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。复制叉的移动可能会因多种原因而停止。例如，药物羟基脲耗尽了可用于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 DNA 复制所涉及的酶缺陷。

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