浙大生物化学DNA的生物合成.pptx

《浙大生物化学DNA的生物合成.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙大生物化学DNA的生物合成.pptx（71页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第十五章第十五章 DNA的生物合的生物合成成第一节第一节 半保留复制半保留复制第二节第二节 DNA复制的酶学复制的酶学第三节第三节 DNA生物合成过程生物合成过程第四节第四节 DNA的损伤修复的损伤修复第五节第五节 逆转录现象和逆转录酶逆转录现象和逆转录酶第1页/共71页有关有关DNA的两个问题的两个问题为为什什么么大大肠肠杆杆菌菌20分分钟钟就就可可以以繁繁殖殖一一代代，而而生生长长最最快快的的动动物物小小母家鼠生长母家鼠生长40天才成熟？天才成熟？为什么可通过为什么可通过DNA测序进行亲子鉴定？测序进行亲子鉴定？第2页/共71页中心法则中心法则基基因因：是是为为生生物物活活性性产产物物编编

2、码码的的DNA功功能能片片段段，这些产物主要是这些产物主要是蛋白质蛋白质或是各种或是各种RNA。第3页/共71页DNA的生物合成（复制）的生物合成（复制）复制的要点复制的要点半保留复制半保留复制有起始点、终止点和方向有起始点、终止点和方向 半不连续复制半不连续复制第4页/共71页第一节第一节 半保留复制半保留复制当当细细胞胞分分裂裂，DNA进进行行复复制制时时，双双螺螺旋旋结结构构解解开开而而成成为为单单链链，用用于于合合成成新新的的互互补补链链。子子代代细细胞胞出出现现新新的的DNA双双链链，其其中中一一股股单单链链是是从从亲亲代代完完整整地地接接受受过过来来的的旧旧链链；另另一一股股单单链

3、链是是完完全全重重新新合成的合成的新链新链，且按碱基配对原则与旧链互补。，且按碱基配对原则与旧链互补。第5页/共71页1、Watson和和Crick的半保留复制模型的半保留复制模型DNA双双螺螺旋旋的的两两条条链链碱碱基基通通过过A-T、G-C之之间间的的氢氢键键联联结结，并并且且两两条条链链互互补补。因因此此，Watson和和Crick提出提出DNA的半保留复制模型。的半保留复制模型。双双螺螺旋旋揭揭开开，每每条条链链作作为为模模板板，以以四四种种脱脱氧氧核核苷苷三三磷磷酸酸（dNTP）为为底底物物，在在依依赖赖于于DNA的的DNA聚聚合合酶酶催催化化下下，按按照照A-T、G-C配配对对方方

4、式式，合合成成与与两两条条模模板板链链脱脱氧氧核核苷苷酸酸对对应应的的两两条条新新链链，然然后后以以一一新新一一旧旧脱脱氧氧多多核核苷苷酸酸组组成成的的双双链链分分别别进入子细胞。进入子细胞。第6页/共71页2、模型的试验证明、模型的试验证明1958年年Meselson和和Stahl用用密密度度梯梯度度离离心心法法结结合合同同位位素素标记法进行证明试验：标记法进行证明试验：1）将将大大肠肠杆杆菌菌在在含含标标记记的的15NH4Cl的的培培养养基基内内，繁繁殖殖12代，保证代，保证DNA上的上的N都是都是15N；2）将将上上述述培培养养好好的的细细菌菌转转入入到到含含14NH4Cl的的培培养养基

5、基中中继继续续培培养养，并并在在细细菌菌刚刚转转入入14NH4Cl中中（0代代）以以及及在在此培养基中分裂此培养基中分裂1、2、3、4代时分别取样分析；代时分别取样分析；3）DNA用用密密度度梯梯度度平平衡衡离离心心法法进进行行高高速速长长时时间间离离心心，由由于于15N-DNA的的比比重重大大于于14N-DNA，在在氯氯化化铯铯溶溶液液中中离离心心时时分分别别处处在在不不同同密密度度的的层层次次中中（重重在在下下，轻轻在在上上）。第7页/共71页DNA半保留复制的半保留复制的实验证据实验证据0代代：两两条条单单链链全全为为重重的的（处处于于下层）；下层）；1代代：全全部部为为一一轻轻一一重重

6、的的杂杂合合分分子（处于上层和下层之间）；子（处于上层和下层之间）；2代代：一一种种是是15N-14N，与与第第1代代的的 一一 样样；另另 一一 种种 是是 全全 部部 轻轻 的的14N-14N。两者比为。两者比为1 1；3代代：仍仍 有有 两两 种种 分分 子子，但但14N-14N增多，两者比为增多，两者比为1 3；4代：两者比为代：两者比为1 7。第8页/共71页3、半保留复制意义、半保留复制意义DNA在代谢上的稳定保证了遗传信息的稳定性。在代谢上的稳定保证了遗传信息的稳定性。第9页/共71页第二节第二节 DNA复制的酶学复制的酶学底底 物物：dNTP（dATP，dGTP，dCTP，dT

7、TP）聚聚 合合 酶酶：DNA依依 赖赖 的的 DNA聚聚 合合 酶酶（DNA-polymerase）模板：模板：单链的单链的DNA母链母链引物：引物：寡核苷酸引物（寡核苷酸引物（RNA）其其他他酶酶和和蛋蛋白白质质因因子子：拓拓扑扑异异构构酶酶、解解螺螺旋旋酶酶、单链结合蛋白、单链结合蛋白、DNA连接酶连接酶第10页/共71页DNA聚合酶的活性聚合酶的活性5至至3的聚合活性的聚合活性5 3方向方向核酸外切酶活性核酸外切酶活性5 3外切酶活性外切酶活性3 5外切酶活性外切酶活性第11页/共71页一、复制的化学反应一、复制的化学反应 5至至3的聚合活性（的聚合活性（5 3）第12页/共71页n

8、核酸外切酶活性核酸外切酶活性35外切酶活性外切酶活性53外切酶活性外切酶活性第13页/共71页聚合反应聚合反应在在DNA聚聚合合酶酶催催化化下下，四四种种脱脱氧氧核核糖糖核核苷苷三三磷磷酸酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP）被被加加到到DNA链的链的3末端，同时释放出无机焦磷酸。末端，同时释放出无机焦磷酸。1、DNA链链的的游游离离3-羟羟基基对对进进入入的的dNTP磷磷原原子子发发生生亲核攻击，形成亲核攻击，形成3,5-磷酸二酯键磷酸二酯键，并脱下焦磷酸。，并脱下焦磷酸。第14页/共71页2、形成磷酸二酯键的能量来自、形成磷酸二酯键的能量来自-与与-磷酸基之间高能键的裂解。磷酸基之间

9、高能键的裂解。3、聚合反应可逆，但随焦磷酸的水解可推动反应的完成。、聚合反应可逆，但随焦磷酸的水解可推动反应的完成。4、DNA链由链由5向向3方向延长。方向延长。5、需要有游离的、需要有游离的3-羟基，即需要羟基，即需要引物链引物链。第15页/共71页DNA聚合反应特点聚合反应特点DNA聚合酶聚合酶模板链模板链合成的新链合成的新链模板链模板链第16页/共71页二、二、DNA聚合酶聚合酶1、原核生物：、原核生物：DNA聚合酶聚合酶I（pol I）：）：与校对、修复有关与校对、修复有关A、DNA聚聚合合酶酶活活力力：通通过过核核苷苷酸酸聚聚合合反反应应使使DNA链沿链沿53方向延长；方向延长；B、

10、35核核酸酸外外切切酶酶活活力力：由由3端端水水解解DNA链链。在在正正常常情情况况下下该该活活力力受受抑抑制制，一一旦旦出出现现错错配配碱碱基基时时，聚聚合合反反应应停停止止，该该活活力力会会切切去去错错配配碱碱基基，起起校校对对作作用；用；C、53核核酸酸外外切切酶酶活活力力：由由5端端水水解解DNA链链。切除嘧啶二聚体和切除嘧啶二聚体和RNA引物。引物。第17页/共71页pol I切切除除冈冈崎崎片片段段5端端RNA引物引物53核酸外切酶活力核酸外切酶活力DNA聚合酶活力聚合酶活力第18页/共71页pol I的结构的结构单单链链多多肽肽，用用枯枯草草杆杆菌菌蛋蛋白白酶酶进进行行有有限限水

11、水解解，可可得得两两个大小不同的片段。个大小不同的片段。小片段：小片段：53核酸外切酶活性；核酸外切酶活性；大大片片段段（Klenow片片段段）：聚聚合合活活性性、35外外切切活活性性（常常用用工工具具酶）酶）第19页/共71页DNA聚合酶聚合酶II（pol II）：）：可能在可能在DNA修复中起修复中起作用作用以以 带带 有有 缺缺 口口 的的 双双 链链 DNA为为 模模 板板 和和 引引 物物，从从53方方向向合合成成DNA，同同时时具具有有35外外切切酶酶活活力力。多亚基聚合酶多亚基聚合酶含有含有DNA聚合酶活性和聚合酶活性和35核酸外切酶活性核酸外切酶活性不具有不具有5 3核酸外切酶

12、活性核酸外切酶活性反应需要反应需要NH4+激活激活是一种主要起修复作用的酶。是一种主要起修复作用的酶。第20页/共71页DNA聚合酶聚合酶III（pol III）：）：真正起复制作用的酶真正起复制作用的酶由由10种种亚亚基基组组成成的的不不对对称称二二聚聚体体，、组组成成核核心酶。心酶。活性：聚合活性、活性：聚合活性、3 5外切活性。外切活性。+pol III（核心酶）（核心酶）pol III+pol IIIpol III+pol III*（全酶）（全酶）具具有有聚聚合合酶酶活活力力，具具有有校校对对功功能能，是是组组建建核核心心酶酶因因子子，是是二二聚聚化化因因子子，和和是是延延长长因因子子

13、，识识别别引物并引导聚合酶结合，复制起始时被释放。引物并引导聚合酶结合，复制起始时被释放。pol III只只作作用用于于有有缺缺口口的的双双链链DNA，pol III可可作作用用于于有有引引物物的的长长单单链链DNA，pol III*是是天天然然的的聚聚合合酶。酶。第21页/共71页pol III的的结构结构催化催化亚基亚基35核酸核酸外切酶活外切酶活性性pol III-DNA结合示意图结合示意图第22页/共71页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DNA聚合酶聚合酶IDNA聚合酶聚合酶IIDNA聚合酶聚合酶III结构基因结构基因pol Apol Bpol C,hol E,d

14、na N,dna X,dna Z,dna Q,hol A亚基数目亚基数目1710分子量分子量103,00088,000830,00053聚合作用聚合作用+35外切酶外切酶+53外切酶外切酶+-聚合速度（核苷聚合速度（核苷酸酸/min）1,0002,40015,000持续合成能力持续合成能力32001,500500,000功能功能切除引物，修复切除引物，修复修复修复复制复制第23页/共71页2、真核生物、真核生物DNA聚聚合合酶酶：与与随随从从链链的的合合成成有有关关。需需要要以以缺缺口口双双链链或或带带引引物物的的单单链链DNA为为模模板板，引引物物是是DNA或或RNA短链，短链，RNA引物由

15、引物合成酶合成引物由引物合成酶合成DNA聚合酶聚合酶：核酸外切酶活性，核酸外切酶活性，与修复有关与修复有关DNA聚合酶聚合酶：存在于线粒体存在于线粒体。以。以RNA为模板，以为模板，以DNA短链为引物短链为引物DNA聚合酶聚合酶：与领头链的合成有关与领头链的合成有关。具有。具有3 5外切酶活力外切酶活力DNA聚合酶聚合酶：与校读、修复和填补缺口有关与校读、修复和填补缺口有关第24页/共71页3、复制的保真性、复制的保真性核酸外切酶活性和即时校读核酸外切酶活性和即时校读pol I，pol II，pol III的的亚基的亚基的3 5外切酶活性外切酶活性 复制的保真性和碱基选择复制的保真性和碱基选择

16、先形成氢键，再生成磷酸二酯键先形成氢键，再生成磷酸二酯键 依赖三种机理依赖三种机理遵守严格的碱基互补配对规律遵守严格的碱基互补配对规律聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能复制中出错时有即时校读功能复制中出错时有即时校读功能第25页/共71页三、三、DNA拓扑学变化中的酶拓扑学变化中的酶1、DNA拓扑异构酶拓扑异构酶类类型型I拓拓扑扑异异构构酶酶：催催化化DNA双双链链中中的的一一条条链链的的断断裂裂和再连接，反应无需能量；和再连接，反应无需能量；类类型型II拓拓扑扑异异构构酶酶：催催化化DNA双双链链的的断断裂裂和和再再连连接接，反应需消耗反应需消耗ATP；原原

17、核核生生物物中中拓拓扑扑异异构构酶酶只只能能消消除除负负超超螺螺旋旋，真真核核生生物中能消除正、负超螺旋。物中能消除正、负超螺旋。第26页/共71页2、解螺旋酶、解螺旋酶领头链：领头链：rep蛋白蛋白沿模板链的沿模板链的3 5移动移动随随从从链链：解解螺螺旋旋酶酶、Dna B沿沿模模板板链链的的5 3移移动动第27页/共71页3、单链、单链DNA结合蛋白（结合蛋白（SSB）维持模板处于单链状态维持模板处于单链状态保护单链的完整保护单链的完整第28页/共71页四、引物酶和引发体四、引物酶和引发体引物酶：引物酶：RNA聚合酶聚合酶（Dna G）引引发发体体：Dna A辨辨认认复复制制启启始始点点，

18、再再结结合合Dna B、Dna C及及其其他他复制因子形成复合体复制因子形成复合体第29页/共71页、rep蛋白第30页/共71页五、五、DNA连接酶（连接酶（ligase）催化两段催化两段DNA之间的连接之间的连接NAD:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸NMN:烟酰胺单核苷酸烟酰胺单核苷酸聚合酶聚合酶+AMP连接酶连接酶第31页/共71页第32页/共71页DNA连接酶连接酶催催化化双双链链DNA切切口口处处的的5-磷磷酸酸基基和和3-羟羟基基生生成成磷磷酸酸二二酯酯键键。1）形成酶）形成酶-AMP复合物复合物NAD+连接酶连接酶 连接酶连接酶-AMP+NMN（细菌中）（细菌中）ATP

19、+连接酶连接酶 连接酶连接酶-AMP+PPi（动物中）（动物中）2）形成）形成A-P-P-DNA连连接接酶酶-AMP+5-P-DNA A-P-P-DNA+连连接接酶酶形成了形成了焦磷酸键焦磷酸键3）生成）生成3,5-磷酸二酯键磷酸二酯键 DNA-OH-3+A-P-P-DNA DNA-O-P-DNA+AMP相邻链相邻链3-OH对对活化的磷原子活化的磷原子发生亲核攻击。发生亲核攻击。第33页/共71页第三节第三节 DNA生物合成过程生物合成过程一、复制的起始一、复制的起始1、DNA解解成成单单链链：原原核核生生物物从从一一个个固固定定的的起起始始点点开开始始，同同时时向向两两个个方方向向进进行行的

20、的，称称为为双双向向复复制制复复制制第34页/共71页DNA复制叉的结构示意图复制叉的结构示意图第35页/共71页真真核核细细胞胞染染色色体体比比较较复复杂杂，可可能能有有多多个个复复制制起点起点，同时形成多个复制单位。，同时形成多个复制单位。复复制制叉叉：复复制制开开始始后后由由于于DNA双双链链解解开开，在在两两股股单单链链上上进进行行复复制制，形形成成在在显显微微镜镜下下可可看看到的叉状结构，称为到的叉状结构，称为复制叉。复制叉。E.coli复复制制起起始始点点oriC跨跨度度为为245 bp，包包含含有三组串联重复序列和两对反向重复序列。有三组串联重复序列和两对反向重复序列。第36页/

21、共71页复制的起点复制的起点单单个个固固定定的的起起点点：原原核核生生物物的的染染色色体体和和质质粒粒、真真核核生生物物的的细细胞胞器器DNA都是环状双链分子，具有单个固定的起点；都是环状双链分子，具有单个固定的起点；多多个个起起点点：真真核核生生物物染染色色体体是是线线性性双双链链分分子子，含含有有许许多多起起点点多多复制子。复制子。第37页/共71页复制方向复制方向直直线线双双向向式式：单单起起点点，双双方方向向，有有对对称称的的和不对称的；和不对称的；多多起起点点双双向向式式：真真核核生生物物染染色色体体DNA的的复复制；制；型型双双、单单向向式式：环环状状DNA的的复复制制。有有双双向

22、向和和单单向向（单单向向的的形形成成一一个个复复制制叉叉，双双向向的的形形成成两两个个复复制制叉叉），有有对对称称和和不不对对称称（一一个叉完成个叉完成1/5，其余，其余4/5由另一个叉完成）；由另一个叉完成）；第38页/共71页D-环环式式：单单向向复复制制。在在固固定定点点解解开开后后一一条条链链先先复复制制，待待复复制制到到一一定定距距离离时时，露露出出另另一一链链的复制起点，才开始另一链的复制；的复制起点，才开始另一链的复制；滚滚动动环环式式：单单向向复复制制。共共价价闭闭环环双双链链分分子子的的正正链链由由核核酸酸内内切切酶酶在在一一特特定定位位点点切切开开，游游离离出出的的5-磷磷

23、酸酸基基末末端端固固定定在在细细胞胞膜膜上上，然然后后以以环环状状负负链链为为模模板板，从从正正链链的的3-OH末末端端延延长形成正链。长形成正链。第39页/共71页滚环复制滚环复制低低等等生生物物如如质质粒粒，复复制制时时采采用用滚滚环环复复制。制。环环状状DNA双双链链一一股股先先开开一一个个缺缺口口，5端端向外伸展。向外伸展。两两股股链链均均直直接接作作为为模模板板，不不需需要要另另外外合成引物。合成引物。第40页/共71页2、引发体的生成、引发体的生成复制过程需要引物复制过程需要引物短链短链RNA引引物物酶酶：合合成成RNA引引物物（十十个个nt左左右右），方方向向为为5 3DnaA辨

24、辨认认复复制制启启始始点点，然然后后引引物物酶酶进进入入（DnaG蛋蛋白白），加加上上解解螺螺旋旋酶酶、DnaB蛋蛋白白和和DnaC蛋蛋白白等等，与与DNA的起始复制区域形成的起始复制区域形成引发体引发体。DNA聚聚合合酶酶III：由由其其亚亚基基辨辨认认引引物物，新新链链的的第第一一个个脱脱氧氧核核苷苷酸酸与与引引物物的的3-OH形形成成磷磷酸酸二二酯酯键键，开开始始复复制。制。拓扑异构酶拓扑异构酶：松弛螺旋。：松弛螺旋。第41页/共71页复制过程中各酶和蛋白质因子的作用复制过程中各酶和蛋白质因子的作用第42页/共71页二、复制的延长二、复制的延长原核生物为原核生物为pol III真真核核生

25、生物物为为DNA 聚聚合合酶酶和和，其其中中与与随随从从链链的的合合成成有有关关，与与领领头头链链的的合成有关合成有关1、复制延长的生化过程、复制延长的生化过程原核生物复制延长的速度很快原核生物复制延长的速度很快真核生物复制有多个复制起点真核生物复制有多个复制起点第43页/共71页2、复制的半不连续性和冈崎片段、复制的半不连续性和冈崎片段领头链领头链是连续合成的，而是连续合成的，而随从链随从链则是不连续合成则是不连续合成冈冈崎崎片片段段：冈冈崎崎用用电电子子显显微微镜镜看看到到了了DNA复复制制过过程程中中出出现现一一些些不不连连续续片片段段，这这些些不不连连续续片片段段只只存存在在于于DNA

26、复复制制叉叉上上其其中中的的一一股股。后后来来就就把把这这些些不连续的片段称为冈崎片段。不连续的片段称为冈崎片段。第44页/共71页前导链的延伸前导链的延伸DNA聚合酶聚合酶单链结合蛋白单链结合蛋白解螺旋酶解螺旋酶DNA拓扑异构酶拓扑异构酶第45页/共71页三、复制的终止三、复制的终止1、原核生物复制终止及不连续片段连接、原核生物复制终止及不连续片段连接复制有终止点复制有终止点ter领领头头链链是是不不间间断断延延长长的的，随随从从链链是是 生生成成一一个个个个的的冈冈崎崎片片段段，最最后后连连接接成成一条完整的一条完整的DNA链。链。pol I 5 3外切酶活性外切酶活性水解引物。水解引物。

27、pol I聚合活性聚合活性填补空隙。填补空隙。DNA连接酶连接酶连接缺口。连接缺口。第46页/共71页滞后链滞后链RNA引物的切除引物的切除:DNA聚合酶聚合酶的的53核酸外切酶活性核酸外切酶活性第47页/共71页滞后链的连接滞后链的连接滞后链的连接滞后链的连接：DNA连接酶DNA聚合酶第48页/共71页2、真核生物的端粒和端粒酶、真核生物的端粒和端粒酶端端粒粒：是是真真核核生生物物染染色色体体线线性性DNA分分子子末末端端的结构的结构 富含富含GC的重复序列的重复序列人：人：(TTAGGG)n端端粒粒酶酶：RNA-蛋蛋白白质质复复合合物物，既既有有模模板板，又有逆转录酶又有逆转录酶以自身的以

28、自身的RNA为模板延长为模板延长DNA单链，然后反折为双链，爬行模式。单链，然后反折为双链，爬行模式。端粒酶与生物体的衰老、肿瘤的发生有关。端粒酶与生物体的衰老、肿瘤的发生有关。第49页/共71页真核真核DNA的复制过程特征的复制过程特征真核生物染色体有核小体结构；真核生物染色体有核小体结构；真核生物基因组庞大；真核生物基因组庞大；真真核核细细胞胞染染色色体体比比较较复复杂杂，可可能能有有多多个个复复制制起起点点，同同时时DNA上上往往往往有有多多个复制子；个复制子；真真核核生生物物有有DNA聚聚合合酶酶和和，其其中中与与滞滞后后链链的的合合成成有有关关，与与领领头头链链的的合成有关；合成有关

29、；真核生物真核生物DNA的复制子在每个细胞周期仅起始复制一次。的复制子在每个细胞周期仅起始复制一次。第50页/共71页第四节第四节 DNA的损伤修复的损伤修复突变突变-DNA分子上碱基的改变分子上碱基的改变自发突变、人工诱变自发突变、人工诱变一、突变的意义一、突变的意义突变是进化、分化的分子基础突变是进化、分化的分子基础只有基因型改变的突变只有基因型改变的突变致死性的突变致死性的突变突变是某些疾病的发病基础突变是某些疾病的发病基础第51页/共71页二、引发突变的因素二、引发突变的因素诱变因素诱变因素 突变类型突变类型物理因素 紫外线照射形成胸腺嘧啶二聚体 离子辐射打断DNA分子上的共价键化学因

30、素 5-溴尿嘧啶5-溴尿嘧啶（5-BU）取代A，并异构成G，结果A-T配对变为G-T配对，最后变为G-C配对 羟胺转换T为C，结果A-T配对变为C-G配对 亚硝酸盐使C脱氨成U，原G-C配对变为G-U配对，最后变为A-T配对 氮芥类 使G的N-7烷化后除去，成为无鸟嘌呤的链生物因素 肿瘤病毒插入宿主细胞基因组中，引起细胞癌变第52页/共71页三、突变分子改变的类型三、突变分子改变的类型错配错配（点突变）（点突变）一个碱基改变一个碱基改变缺失、插入和框移突变缺失、插入和框移突变片段插入或缺失片段插入或缺失重排重排较大片段重组或重排较大片段重组或重排第53页/共71页第54页/共71页DNA损伤的

31、化学及物理因素损伤的化学及物理因素第55页/共71页几种化学诱变剂结构图几种化学诱变剂结构图第56页/共71页四、损伤的修复四、损伤的修复损伤损伤-复制过程中发生的复制过程中发生的DNA突变突变光修复光修复切除修复切除修复重组修复重组修复SOS修复修复第57页/共71页1、光修复、光修复紫外光照射可使相邻的两个紫外光照射可使相邻的两个T 形成二聚体形成二聚体（TT）光光修修复复酶酶可可使使二二聚聚体体解解聚聚为为单单体体状状态态，DNA完完全全恢恢复正常。光修复酶的激活需复正常。光修复酶的激活需300-600nm波长的光。波长的光。（TT）第58页/共71页2、切除修复、切除修复参与的酶有参与

32、的酶有核酸内切酶，核酸内切酶，pol I，DNA连接酶连接酶核酸内切酶识别损伤部位核酸内切酶识别损伤部位切开核酸单链切开核酸单链外切酶切除损伤部位外切酶切除损伤部位聚合酶修复聚合酶修复连接酶连接连接酶连接第59页/共71页3、重组修复、重组修复重组蛋白重组蛋白RecA，pol，连接酶，连接酶参与。参与。聚聚合合酶酶在在损损伤伤部部位位跳跳过过去去，在在下下一一个个冈冈崎崎片片段段的的起起始始位位置置或或前前导导链链的的相相应应位位置置上上重重新新合合成成引引物物和和DNA链链，新新链链在在损损伤伤相相对对应应处处留留下下缺缺口口。然然后后完完整整的的母母链链上上相相对对应应于于损损伤伤部部位位

33、的的正正确确核核苷苷酸酸序序列列片片段段移移到到有有缺缺口口的的新新链链上上，而而母母链链上上的的空空缺缺则则通通过过聚聚合合来来补补上上。损损伤伤链链的的损损伤伤并并未未除除去去，但但在在后后代代中中已已被被稀释稀释。第60页/共71页4、错配修复、错配修复甲基化指导的错配修复：甲基化指导的错配修复：修复在复制过程中错配且没有被校正的单个或少数碱基修复在复制过程中错配且没有被校正的单个或少数碱基第61页/共71页生物如何区别生物如何区别“旧旧”链和链和“新新”链链第62页/共71页第63页/共71页53外切酶35外切酶第64页/共71页4、SOS修复修复DNA损伤面太大，复制难以继续。损伤面

34、太大，复制难以继续。复复制制的的酶酶，修修复复的的酶酶，重重组组蛋蛋白白RecA，调调控控蛋蛋白白LexA等等组组成成一一个庞大的调控网络。个庞大的调控网络。特异性很低特异性很低着着色色性性干干皮皮病病：患患者者缺缺乏乏特特异异的的核核酸酸内内切切酶酶，紫紫外外光光照照射射后后易易患皮肤癌患皮肤癌第65页/共71页a）SOS反应诱导的修复系统反应诱导的修复系统避避免免差差错错修修复复：应应急急反反应应诱诱导导产产生生修修复复所所需需的的酶酶和和蛋蛋白白，增增强强切除修复和重组修复能力；切除修复和重组修复能力；倾倾向向差差错错修修复复：应应急急反反应应诱诱导导产产生生缺缺乏乏校校对对功功能能的的

35、聚聚合合酶酶，可可在损伤部位进行复制，但带来高变异率。在损伤部位进行复制，但带来高变异率。第66页/共71页2、诱导修复的机制、诱导修复的机制SOS反反应应是是由由RecA蛋蛋白白（在在同同源源重重组组中中也也起起重重要要作作用用）和和LexA阻遏物阻遏物相互作用引起的。相互作用引起的。未未诱诱导导细细胞胞：RecA蛋蛋白白不不具具有有蛋蛋白白水水解解酶酶活活力力，由由lexA基基因因编编码码的的LexA蛋蛋白白成成为为许许多多基基因因（包包括括修修复复基基因、因、recA基因及基因及lexA基因本身等）的阻遏物。基因本身等）的阻遏物。SOS反反应应：激激活活RecA蛋蛋白白的的蛋蛋白白水水解

36、解酶酶活活力力，对对LexA蛋蛋白白产产生生水水解解作作用用，由由此此解解除除了了许许多多基基因因的的抑抑制制，产生包括修复中关键酶和蛋白质的产物。产生包括修复中关键酶和蛋白质的产物。SOS反反应应（激激活活）RecA蛋蛋白白（水水解解）LexA蛋白蛋白（消除阻遏物（消除阻遏物LexA蛋白）产生关键酶或蛋白质。蛋白）产生关键酶或蛋白质。第67页/共71页第五节第五节 逆转录现象和逆转录酶逆转录现象和逆转录酶RNA病毒病毒逆转录酶逆转录酶（reverse transcriptase，RT)逆转录活性逆转录活性RNaseH 活性活性DNA聚合酶活性聚合酶活性第68页/共71页第69页/共71页本章要点本章要点掌握生物学中心法则。掌握生物学中心法则。掌握掌握DNA聚合酶催化的反应，复制保真性依赖的机理。聚合酶催化的反应，复制保真性依赖的机理。掌握掌握DNA点突变、缺失、插入、倒位的概念、损伤的修复方式。点突变、缺失、插入、倒位的概念、损伤的修复方式。掌握半保留复制，不连续复制的概念。掌握半保留复制，不连续复制的概念。熟悉解链酶，拓扑异构酶，引物酶及熟悉解链酶，拓扑异构酶，引物酶及DNA连接酶催化的反应。连接酶催化的反应。第70页/共71页感谢您的观看！第71页/共71页