DNA的复制与修复.ppt

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1、第十四章第十四章 DNA DNA的复制与修复的复制与修复 DNA的复制、反转录以及的复制、反转录以及DNA损伤的修复损伤的修复 主要内容：主要内容：一、一、DNA的复制的复制（一）（一）DNA的半保留复制（的半保留复制（semicoservative replication）1958年年Meselson和和Stahl用同位素示踪和密度梯度用同位素示踪和密度梯度离心的方法证明了离心的方法证明了DNA的半保留复制的半保留复制（二）与（二）与DNA复制有关的酶和蛋白质复制有关的酶和蛋白质 1.DNA聚合酶（聚合酶（DNA Polymerase）：）：又称又称 DNA nucleotidyl tran

2、sferase,or DNA-directed DNA polymerase,or DNA-dependent DNA polymerase i.e.DDDPase DNA聚合酶催化的反应聚合酶催化的反应 ndATPndGTPndCTPndTTP模板（模板（DNA），引物（），引物（RNA，DNA）DNA聚合酶聚合酶DNA 4nPPiDNA聚合酶的作用机理聚合酶的作用机理 在大肠杆菌中至少发现了五种在大肠杆菌中至少发现了五种DNA polymerase，分，分别是别是DNA polymerase I、II、III、IV和和V，其中，其中Polymerase I发现最早（发现最早（1956年），

3、而年），而polymerase IV和和V直到直到1999年才发现。年才发现。DNA polymerase I（pol I）：）：1956年年Kornberg等在等在Ecoli中发现的第一个中发现的第一个DNA聚合酶，是聚合酶，是DNA复制研究中的重要里程碑，因此于复制研究中的重要里程碑，因此于1959年年Kornberg获得诺贝尔化学奖。获得诺贝尔化学奖。DNA pol I 也称也称Kornberg酶酶,Mr 103 Kd,一条多肽链一条多肽链,一个锌原子（活性所必需），每个一个锌原子（活性所必需），每个E.Coli细胞内大细胞内大约有约有400个分子的个分子的pol I。（1）53聚合作用

4、聚合作用（2）35核酸外切酶的活性核酸外切酶的活性（3）53核酸外切酶的活性核酸外切酶的活性（4）焦磷酸解作用）焦磷酸解作用（5）焦磷酸基交换的作用）焦磷酸基交换的作用 因此它属于一种多功能酶因此它属于一种多功能酶功能功能（1）53聚合作用：聚合作用：DNA pol I 不能不能“从无到有从无到有”，只能从已有的多，只能从已有的多核苷酸链的核苷酸链的3-OH端延长端延长DNA链，也就是说必须要链，也就是说必须要有有Primer,primer多数情况下是多数情况下是RNA，少数情况下，少数情况下是是DNA，Primer必须要有一个游离的必须要有一个游离的3-OH。模板：模板：单链单链DNA（单链

5、线状（单链线状DNA、单链环状、单链环状DNA）局部变成了单链的双链局部变成了单链的双链DNA 有切口（有切口（nick）的双链）的双链DNA 有缺口（有缺口（gap）的双链）的双链DNA 注意：完整的双链注意：完整的双链DNA不能作模板不能作模板 单链线状单链线状DNA单链环状单链环状DNAB.局部变成了单链局部变成了单链 的双链的双链DNAC.有切口（有切口（nick）的双链）的双链DNAD.有缺口（有缺口（gap）的双链）的双链DNA模板引物模板引物53 53 A.单链单链DNA5 3 3 3 5 缺口填充缺口填充3 3 3 5 5 3 用用胰蛋白酶或其他蛋白水解酶处理胰蛋白酶或其他蛋白

6、水解酶处理DNA pol I可可以得到两个片段以得到两个片段。A.大片段：第大片段：第324928氨基酸残基组成，氨基酸残基组成，Mr68000，具有聚合酶的活性和具有聚合酶的活性和35核酸外切酶核酸外切酶 的活性，这大片段称的活性，这大片段称Klenow fragment。B.小片段：第小片段：第1323个氨基酸残基组成，个氨基酸残基组成，Mr 35000，具有具有53核酸外切酶的活性。核酸外切酶的活性。大片段：大片段：35核酸外切酶主要功能校对。核酸外切酶主要功能校对。53核酸外切酶的主要功能在核酸外切酶的主要功能在DNA修复和切除修复和切除引物中起作用。引物中起作用。小片段：小片段：Po

7、l II是由一条是由一条Mr为为88Kd的多肽链组成，它的的多肽链组成，它的活性大约只有活性大约只有polI活性的活性的5%，也要模板和带，也要模板和带3OH 的引物，最好的模板是带短的的引物，最好的模板是带短的gap的双链的双链DNA，有，有53聚合酶和聚合酶和35核酸外切酶的活性，但核酸外切酶的活性，但没有没有53核酸外切酶的活性，主要用于核酸外切酶的活性，主要用于DNA的修的修复。复。DNA Polymerase II（DNA pol II）：）：1970年和年和1971年先后分离出年先后分离出pol II和和pol III，是由多种蛋白质组成的复合物是由多种蛋白质组成的复合物,Mr 高

8、达高达900Kd。每个每个Ecoli约含约含10分子分子DNA pol III，虽然，虽然pol III的量很少，但活性很强，为的量很少，但活性很强，为pol I的的15倍，模板和倍，模板和pol II大致相同，除聚合酶活性外，还具有大致相同，除聚合酶活性外，还具有35核酸外核酸外切酶的活性，但无切酶的活性，但无53核酸外切酶的活性，核酸外切酶的活性，DNA pol III是原核细胞是原核细胞DNA复制的主要酶。它催化脱氧复制的主要酶。它催化脱氧核苷酸的合成速率达到体内核苷酸的合成速率达到体内DNA的合成速率。这个的合成速率。这个酶的缺陷株往往是致死的。酶的缺陷株往往是致死的。DNA poly

9、merase III(DNA pol III)：DNA polymerase IV和和V（DNA pol IV和和V）：）：1999年才被发现，涉及年才被发现，涉及DNA的错误倾向修复，的错误倾向修复，当当DNA受到严重损伤时，即可诱导产生这两种酶，受到严重损伤时，即可诱导产生这两种酶，使修复缺乏准确性，因而出现高的突变率。使修复缺乏准确性，因而出现高的突变率。大肠杆菌三种大肠杆菌三种DNA聚合酶的比较聚合酶的比较pol Ipol IIpol III分子量分子量103Kd88Kd900Kd不同种类亚基数目不同种类亚基数目1 7 10每个细胞的分子数每个细胞的分子数40010010生物学活性生物

10、学活性10.051553聚合酶活性聚合酶活性35外切酶活性外切酶活性53外切酶活性外切酶活性功能功能 校正，修复，校正，修复，去除去除RNA引物引物修复修复复制（复制（53聚合作用）聚合作用）真核生物真核生物DNA pol；有有DNA pol.、5种，除种，除DNA pol r存在于线粒体内，其余均存在于细胞核中。存在于线粒体内，其余均存在于细胞核中。它们的它们的差别除了细胞定位外，主要在于动力学性质和对抑差别除了细胞定位外，主要在于动力学性质和对抑制剂的敏感性不同。其他性质基本上同制剂的敏感性不同。其他性质基本上同E coli的聚的聚合酶，合酶，也需要模板也需要模板,带带3-OH的引物和的引

11、物和4种脱氧核苷种脱氧核苷三磷酸，链的延伸方向为三磷酸，链的延伸方向为53。哺乳动物哺乳动物DNADNA聚合物聚合物定位定位细胞核细胞核细胞核细胞核线粒体线粒体细胞核细胞核细胞核细胞核聚合方向：聚合方向：53 外切酶活性外切酶活性35功能功能引物引物合成合成修复修复线粒体线粒体DNA合合成成核核DNA合成合成修复修复2.DNA 连接酶（连接酶（DNA ligase）3.使使DNA双螺旋解开所需的酶或蛋白质。双螺旋解开所需的酶或蛋白质。（1）DNA helicase（DNA 解螺旋酶，解螺旋酶，DNA解解 旋酶，旋酶，DNA解链酶）解链酶）:目前已知目前已知E.Coli含有含有4种解螺旋酶，即解

12、种解螺旋酶，即解螺旋酶螺旋酶I、II、III和和Rep蛋白，其中蛋白，其中Rep蛋白是蛋白是E.Coli中最主要的解螺旋酶，每解开一个碱基中最主要的解螺旋酶，每解开一个碱基对需水解对需水解2分子分子ATP。通过水解。通过水解ATP打断互补打断互补双链间的氢键双链间的氢键。通过水解通过水解ATP获得能量获得能量,使双螺旋使双螺旋DNA两两条链分开。条链分开。（2）Single-strand binding proteins（SS-B，单，单 链结合蛋白）：链结合蛋白）：功能：功能：与解开双螺旋后的单链与解开双螺旋后的单链DNA结合，防结合，防止单链止单链DNA重新形成双螺旋，另外防止单链重新形成

13、双螺旋，另外防止单链DNA被核酸酶降解。被核酸酶降解。原核生物的原核生物的SS-B与单链与单链DNA的结合表现为的结合表现为正协同效应，而真核生物的正协同效应，而真核生物的SS-B就没有这种协就没有这种协同效应。同效应。这酶首先在这酶首先在E.Coli中发现，当时称中发现，当时称-蛋白，蛋白，后来在真核生物中也发现了类似活性的酶，真核后来在真核生物中也发现了类似活性的酶，真核生物中的这类酶名称各不相同，有称生物中的这类酶名称各不相同，有称nicking-closing enzyme（切口开合酶，切口闭合酶等），（切口开合酶，切口闭合酶等），untwisting enzyme（解缠酶）。（解缠酶

14、）。（3）topoisomerase I（拓扑异构酶（拓扑异构酶I，Top I）:这个酶的功能这个酶的功能是切开超螺旋双链是切开超螺旋双链DNA中的中的一条链，链的切口末端就可转动，使一条链，链的切口末端就可转动，使DNA变成变成松驰状态，然后再将切口封闭，这酶作用时不松驰状态，然后再将切口封闭，这酶作用时不消耗消耗ATP。它的功能它的功能也是使超螺旋松驰。也是使超螺旋松驰。在消耗在消耗ATP的情的情况下况下，能将复制叉前方产生的正超螺旋变成负超螺，能将复制叉前方产生的正超螺旋变成负超螺旋。旋。在无在无ATP时时，可同时切开超螺旋的两条链，使，可同时切开超螺旋的两条链，使DNA变成松驰状态，然

15、后将切口封接好，克服解链变成松驰状态，然后将切口封接好，克服解链过程中在复制叉前方造成的过程中在复制叉前方造成的“打结打结”现象。现象。（4）topoisomerase II（拓扑异构酶（拓扑异构酶II，Top II）：）：这酶首先也是在这酶首先也是在E.Coli中发现，也称中发现，也称DNA gyrase（DNA旋转酶），旋转酶），Top I和和Top II使超螺旋松驰机制的相似处和不同处。使超螺旋松驰机制的相似处和不同处。（三）（三）DNA的复制过程的复制过程 1.DNA复制的起点和方向：复制的起点和方向：原核生物：原核生物：1个起点（个起点（origin of replication，复

16、，复 制起点，复制原点）。制起点，复制原点）。复制起点核苷酸序列的特征复制起点核苷酸序列的特征:（1）碱基序列高度保守。）碱基序列高度保守。（2）富含）富含AT，有利于，有利于DNA的解链。的解链。方向方向:大多为双向复制。大多为双向复制。E.Coli染色体染色体DNA复制复制:复制时有一个复制起点，双复制时有一个复制起点，双向展开，形成向展开，形成状中间物，直至两个复制叉相遇，这状中间物，直至两个复制叉相遇，这种复制称种复制称复制。复制。复制子复制子:受同一个复制起始区控制的受同一个复制起始区控制的DNA被被称为复制子（称为复制子（replicon），它是复制的功能单位。），它是复制的功能单

17、位。原核细胞原核细胞DNA复制只有一个复制起始区，因复制只有一个复制起始区，因此它只有一个复制子。此它只有一个复制子。通常细菌、病毒和线粒通常细菌、病毒和线粒体的体的DNA分子都是作为单个复制子完成复制的。分子都是作为单个复制子完成复制的。真核生物：有很多复制起点，复制方向也是真核生物：有很多复制起点，复制方向也是双向。真核细胞的细胞核双向。真核细胞的细胞核DNA复制有多个复制复制有多个复制起始区，因此它包含多个复制子。起始区，因此它包含多个复制子。起点起点起点起点+复制眼复制眼在复制的起始点处，在复制的起始点处，DNA双链部分解开为单链，形双链部分解开为单链，形成叉子形状称复制叉（成叉子形状

18、称复制叉（replication fork）。）。大多数生物大多数生物DNA的复制是双向的，但也有例外，如滚的复制是双向的，但也有例外，如滚环式复制（环式复制（rolling circle replication）。）。2.DNA的半不连续复制（的半不连续复制（semi-discontinuous replication）所有已知的所有已知的DNA聚合酶的合成方向都是聚合酶的合成方向都是53。1968年日年日本学者本学者Okazaki冈崎提出了冈崎提出了DNA的不连续复制模型，他认为的不连续复制模型，他认为35走向的走向的DNA链的合成是不连续的，是由许多链的合成是不连续的，是由许多53方向方

19、向合成的合成的DNA片段连接起来的，这些不连续的片段连接起来的，这些不连续的DNA片段称为片段称为冈冈崎片段（崎片段（Okazaki fragment）。原核细胞冈崎片段的长度为原核细胞冈崎片段的长度为10002000个核苷酸，相当于个核苷酸，相当于1个顺反子（个顺反子（cistron）的大小，）的大小，即基因的大小；真核生物冈崎片段的长度为即基因的大小；真核生物冈崎片段的长度为100200个核苷个核苷酸，相当于酸，相当于1个核小体个核小体DNA的大小。的大小。35走向的走向的DNA链是不连续的，另一条链根据最近的实链是不连续的，另一条链根据最近的实验，认为验，认为53走向的走向的DNA链是连

20、续的，因此称链是连续的，因此称semidis continuous replication。在在DNA复制时，以复制时，以35方向为模板合成的一方向为模板合成的一条新链是连续的条新链是连续的,称称前导链（前导链（leading strand），它它的延伸方向与复制叉的移动方向相同。另一条新的延伸方向与复制叉的移动方向相同。另一条新链的合成是不连续的，由许多链的合成是不连续的，由许多53方向的冈崎方向的冈崎片段组成，这条新链称片段组成，这条新链称后随链（后随链（lagging strand），它的延伸方向与复制叉的移动方向相反它的延伸方向与复制叉的移动方向相反。DNA聚合酶不能聚合酶不能“从无到

21、有从无到有”地合成多核苷酸地合成多核苷酸链，只能从已有的多核苷酸链上延长，这个已有的链，只能从已有的多核苷酸链上延长，这个已有的多核苷酸链就是引物，所以多核苷酸链就是引物，所以DNA的合成必须要有的合成必须要有引物，体内的引物多数情况下是引物，体内的引物多数情况下是RNA，但也可利，但也可利用体内原有的用体内原有的DNA片段。片段。RNA引物是以单链引物是以单链DNA为模板，沿为模板，沿53方向方向合成小分子合成小分子RNA引物，在大肠杆菌中引物，在大肠杆菌中RNA引物引物（RNA primer）由引发酶（）由引发酶（primase）催化，引物）催化，引物的长度的长度160个核苷酸（引物的个核

22、苷酸（引物的长度取决于物种）。长度取决于物种）。3.DNA的合成需要以的合成需要以RNA为引物为引物:合成合成RNA引物的过程称引发，引发是一个十分复引物的过程称引发，引发是一个十分复杂的过程。杂的过程。Preprimosome预引发体或称前引发体预引发体或称前引发体 4.引发引发 primosome引发体引发体 priming引发引发（a）大约）大约20个个DnaA蛋白各带蛋白各带1个个ATP结合到结合到4个个9bp的重的重复序列上，复序列上，DNA缠绕在上面，形成起始复合物（缠绕在上面，形成起始复合物（initial complex）。）。（b）HU蛋白是类组蛋白，可与蛋白是类组蛋白，可与

23、DNA结合，促进起始，受结合，促进起始，受其影响，邻近的三个其影响，邻近的三个13bp重复序列被变性成开链复合物重复序列被变性成开链复合物（open complex），即解链而形成小段单链，所需能量），即解链而形成小段单链，所需能量有有ATP供给。供给。（c）DnaB（解链酶）在（解链酶）在Dnac的帮助下结合于解链区，的帮助下结合于解链区，DnaB借助水解借助水解ATP产生的能量，沿产生的能量，沿DNA链链53方向移动，方向移动，解开解开DNA的双链，此时称为的双链，此时称为prepriming complex，i.e.preprimosome，再与引发酶（，再与引发酶（primase）组装

24、成引发体）组装成引发体（primosome），才能起引发作用。），才能起引发作用。5.DNA复制叉的结构和链的延长复制叉的结构和链的延长 DNA复制时，复制时，DNA双螺旋的解开靠双螺旋的解开靠helicase（解（解螺旋酶）、螺旋酶）、SS-B、Top II（i.e DNA gyrase),RNA引引物合成后，物合成后，DNA pol III与复制叉结合，形成复制体与复制叉结合，形成复制体（replisome）的结构，而启动）的结构，而启动DNA的合成。的合成。replisome：为大的多分子复合物，由：为大的多分子复合物，由DNA pol III以及其他酶和蛋白质组成，组装于细菌染色体的以

25、及其他酶和蛋白质组成，组装于细菌染色体的复制叉，并在复制叉，并在DNA复制中完成各种各样复制中完成各种各样的反应。的反应。复制起点解开后形成复制起点解开后形成2个复制叉，进行双向复制，前个复制叉，进行双向复制，前导链和后随链的合成都需要导链和后随链的合成都需要RNA引物，引物，前导链前导链先由引发先由引发酶在起点处合成一段酶在起点处合成一段RNA引物，随后引物，随后DNA pol III即在引即在引物上加脱氧核苷酸。前导链的合成与复制叉的移动保持物上加脱氧核苷酸。前导链的合成与复制叉的移动保持同步。同步。后随链后随链的合成是分段进行的，需要不断合成冈崎的合成是分段进行的，需要不断合成冈崎片段的

26、片段的RNA引物，然后由引物，然后由DNA pol III加入脱氧核苷加入脱氧核苷酸。酸。后随链的合成比较复杂，由于后随链的合成比较复杂，由于DNA的两条互补链方向的两条互补链方向相反，为使后随链能与前导链被同一个相反，为使后随链能与前导链被同一个DNA pol III不对称不对称二聚体所合成，二聚体所合成，后随链必须绕成一个环状（后随链必须绕成一个环状（loop）。合成冈崎片段不断与模板脱开，然后在新的位置又合成冈崎片段不断与模板脱开，然后在新的位置又与模板结合。与模板结合。6链的终止链的终止（1）除去引物：）除去引物：DNA polI，有，有53核核 酸外切酶的活性，可把酸外切酶的活性，可

27、把RNA引物除去，引物除去，所出现的缺口（所出现的缺口（gap）由）由DNA polI按按 模板要求将缺口填满。模板要求将缺口填满。（2）DNA连接酶连接酶将相邻的两个核苷酸的磷将相邻的两个核苷酸的磷 酸二酯键连接起来成大分子酸二酯键连接起来成大分子DNA，再，再 形成一定的空间结构。形成一定的空间结构。DNA复制总结复制总结真核生物真核生物DNA复制与原核生物复制与原核生物DNA复制大体相同，但有差异。复制大体相同，但有差异。（1）原核生物每时每刻都在复制，而真核生物）原核生物每时每刻都在复制，而真核生物DNA的复制的复制 在细胞周期的在细胞周期的S期。期。（2）原核生物）原核生物DNA的复

28、制只有的复制只有1个复制起始点，而真核生个复制起始点，而真核生 物物DNA的复制有许多复制起始点。的复制有许多复制起始点。（3）原核生物与真核生物）原核生物与真核生物DNA复制的酶不同，切除引物的酶复制的酶不同，切除引物的酶 亦不同亦不同。（4）真核生物的）真核生物的DNA与组蛋白组装成核小体与组蛋白组装成核小体。（5）端粒和端粒酶：真核生物染色体）端粒和端粒酶：真核生物染色体DNA是双链线状，由于是双链线状，由于 DNA合成需要合成需要RNA作引物，引物除去后，作引物，引物除去后，5端留下一端留下一 段无法填补的空缺，这样段无法填补的空缺，这样DNA复制后就会愈来愈短，而复制后就会愈来愈短，

29、而 生物体有端粒酶来解决这个问题。生物体有端粒酶来解决这个问题。端粒（端粒（telomere）：指真核细胞线状染色体末端的）：指真核细胞线状染色体末端的 DNA序列。序列。端粒酶（端粒酶（telomerase）：由）：由RNA和蛋白质组成的一个和蛋白质组成的一个 复合物，以端粒酶中的复合物，以端粒酶中的RNA （有特殊的序列）为模板，通（有特殊的序列）为模板，通 过反转录合成端粒过反转录合成端粒DNA。二、反转录（逆转录，二、反转录（逆转录，reverse transcription）1970年有人从致癌年有人从致癌RNA病毒中发现了依赖于病毒中发现了依赖于RNA的的DNA聚合酶（聚合酶（RN

30、A-dependent DNA polymerase RDDPme）or称称RNA指导的指导的DNA聚合酶聚合酶（RNA-directed DNA polymerase）,即反转录酶即反转录酶（reverse transcriptase,RT），能以，能以RNA为模板合为模板合成成DNA。DNA转录转录反反转录转录RNA 后来在胚胎细胞和正常细胞中也分离得到了这种后来在胚胎细胞和正常细胞中也分离得到了这种酶，反转录酶的发现使中心法则更完善。酶，反转录酶的发现使中心法则更完善。复制复制DNA转录转录反反转录转录RNA翻译翻译蛋白质蛋白质反转录酶催化的反应反转录酶催化的反应:n1 dATPn2 d

31、GTPn3 dCTPn4 dTTPRNA，引物，引物，Mg2+还原剂，反转录酶还原剂，反转录酶DNA+(n1+n2+n3+n4)PPi反转录现象发现的生物学意义反转录现象发现的生物学意义 三、三、DNA的修复的修复 DNA复制的速度很快，每分子酶每分钟合成复制的速度很快，每分子酶每分钟合成约约1000个核苷酸片段。个核苷酸片段。E.Coli 5106bp,30min;human 3109bp,8h。另外生物体生长的环境中种。另外生物体生长的环境中种种物理和化学因素可作用于种物理和化学因素可作用于DNA，引起，引起DNA结构结构的改变，使的改变，使DNA受到损伤（受到损伤（damage），生物体

32、有），生物体有修复系统可使受损伤的修复系统可使受损伤的DNA得到修复。得到修复。（1）光复活作用（）光复活作用（photoreactivation）:光复活酶（光复活酶（photoreactivating enzyme）1.损伤：损伤：形成嘧啶二聚体形成嘧啶二聚体2.形成酶形成酶DNA复合物：复合物：光复合酶结合于损伤部位光复合酶结合于损伤部位3.酶被可见光所激活酶被可见光所激活4.修复后释放酶修复后释放酶53 5 3h（2）切除修复（）切除修复（excision repair）（3）重组修复（重组修复（recombination repair）（4）错配修复（）错配修复（mismatch r

33、epair）错配修复实际上是一种特殊的核苷酸切除修复，错配修复实际上是一种特殊的核苷酸切除修复，它专门用来它专门用来修复在修复在DNA复制中出现的新合成复制中出现的新合成DNA链上的错配的碱基链上的错配的碱基。但如何避免将。但如何避免将DNA链上正确的链上正确的碱基切除呢？这就需要将碱基切除呢？这就需要将old strand 和和new strand区分开来。区分开来。原核生物利用甲基化区分原核生物利用甲基化区分old strand 和和new strand，因此原核细胞中的错配修复也称甲基化指导，因此原核细胞中的错配修复也称甲基化指导的错配修复（的错配修复（methyl-directed m

34、ismatch repair）。）。原核细胞原核细胞DNA的甲基化位点位于的甲基化位点位于5GATC序列中腺嘌序列中腺嘌呤碱基的呤碱基的6位位N原子上，催化甲基化的酶为原子上，催化甲基化的酶为Dam甲基甲基化酶（化酶（Dam methylase），），刚合成的刚合成的DNA新链上的新链上的GATC序列还没有来得及甲基化，而作为模板的序列还没有来得及甲基化，而作为模板的old strand早已被甲基化了，利用这种差别区分早已被甲基化了，利用这种差别区分old strand 和和 new strand。一旦发现错配碱基，即将未甲基化的链切除，一旦发现错配碱基，即将未甲基化的链切除，并以甲基化的链为

35、模板进行修复合成。并以甲基化的链为模板进行修复合成。错配修复是一个非常耗能的过程。错配修复是一个非常耗能的过程。错配的碱基距错配的碱基距离离GATC序列越远，被切除的核苷酸就越多，重新合序列越远，被切除的核苷酸就越多，重新合成新链所需要消耗的脱氧核苷三磷酸单体就越多。无成新链所需要消耗的脱氧核苷三磷酸单体就越多。无论消耗多少论消耗多少dNTPs，目的都是为了修复一个错配的碱，目的都是为了修复一个错配的碱基，这说明机体为了维护遗传物质的稳定性可以说不基，这说明机体为了维护遗传物质的稳定性可以说不惜一切代价。惜一切代价。真核生物真核生物DNA错配修复机制与原核生物大致相错配修复机制与原核生物大致相

36、同，但区分同，但区分old strand和和new strand的机制不同，详的机制不同，详细的机理还不十分清楚。细的机理还不十分清楚。(5).SOS修复（修复（SOS repair）：）：SOS比喻细胞处于危险状态，是细胞比喻细胞处于危险状态，是细胞DNA合成合成受到阻断或受到阻断或DNA受损伤时诱导产生的一种错误倾向受损伤时诱导产生的一种错误倾向修复。修复。在在DNA合成受阻或合成受阻或DNA受损伤时诱导出一受损伤时诱导出一种新的种新的DNA聚合酶，这种新的聚合酶，这种新的DNA聚合酶能通过聚合酶能通过DNA损伤部位而进行复制，但复制的精确度很低。损伤部位而进行复制，但复制的精确度很低。校

37、对功能很差，因而容易出现复制的差错，从而导校对功能很差，因而容易出现复制的差错，从而导致高的突变率。致高的突变率。四、四、DNA复制的高度忠实性复制的高度忠实性 DNA的复制是高度忠实的，出现差错的机会很的复制是高度忠实的，出现差错的机会很小，出错的几率在小，出错的几率在10-810-10之间，即每复制之间，即每复制1081010bp才出现才出现1次错误。主要有次错误。主要有5种机制使种机制使DNA复制复制的错误率降到很低。的错误率降到很低。2.DNA聚合酶的两步反应机制。聚合酶的两步反应机制。3.DNA聚合酶具有自我校对能力，可及时切除错配的碱基。聚合酶具有自我校对能力，可及时切除错配的碱基。4.错配修复。错配修复。5.RNA引物。引物。1.通过核苷酸合成的调节机制保持细胞内通过核苷酸合成的调节机制保持细胞内4种脱氧核苷种脱氧核苷 三磷酸浓度的平衡。三磷酸浓度的平衡。