【分生】第二章DNA的復(fù)制損傷和修復(fù)

1、目錄目錄目錄目錄第二章第二章DNA的復(fù)制、損傷和修復(fù)的復(fù)制、損傷和修復(fù)DNA replication, damage and repair目錄目錄 第一節(jié)第一節(jié) DNADNA復(fù)制復(fù)制 第二節(jié)第二節(jié) DNADNA損傷損傷 第三節(jié)第三節(jié) DNADNA修復(fù)修復(fù)目錄目錄目錄目錄目錄目錄DNADNA復(fù)制復(fù)制DNA Replication第第 一一 節(jié)節(jié)目錄目錄復(fù)制復(fù)制(replication) 遺傳物質(zhì)的遺傳物質(zhì)的傳代，以母鏈傳代，以母鏈DNA為模板合成子鏈為模板合成子鏈DNA的過程。的過程。目錄目錄復(fù)制復(fù)制親代親代DNA目錄目錄*一、復(fù)制的一般特征一、復(fù)制的一般特征*二、二、DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué)

2、*三、三、 DNA復(fù)制的過程復(fù)制的過程 四、特殊類型的復(fù)制四、特殊類型的復(fù)制（一）線粒體（一）線粒體DNA復(fù)制復(fù)制 (D環(huán)方式環(huán)方式)（二）單鏈環(huán)狀（二）單鏈環(huán)狀DNA的復(fù)制的復(fù)制（三）逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組復(fù)制（三）逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組復(fù)制目錄目錄（一）半保留復(fù)制（一）半保留復(fù)制（二）雙向復(fù)制（二）雙向復(fù)制（三）半不連續(xù)復(fù)制（三）半不連續(xù)復(fù)制* * 一、復(fù)制的一般特征一、復(fù)制的一般特征 目錄目錄（一）半保留復(fù)制（一）半保留復(fù)制 (semi-conservative replication) 全保留式全保留式 半保留式半保留式 混合式混合式n子鏈繼承母鏈遺傳信息的幾種可能方式子鏈繼承母鏈遺傳信息的幾

3、種可能方式: :目錄目錄目錄目錄目錄目錄AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈母鏈DNA復(fù)制過程中形復(fù)制過程中形成的復(fù)制叉成的復(fù)制叉子代子代DNA目錄目錄 半保留復(fù)制半保留復(fù)制 (semi-conservative replication) DNA生物合成時(shí)，母鏈DNA解開為兩股單鏈，各自作為模板按堿基配對(duì)規(guī)律，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的DNA，一股單

4、鏈從親代完整地接受過來，另一股單鏈則完全從新合成。目錄目錄553復(fù)制子復(fù)制子3雙向復(fù)制雙向復(fù)制目錄目錄半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制 先導(dǎo)鏈、后隨鏈先導(dǎo)鏈、后隨鏈3 5 3 5 解鏈方向解鏈方向3 5 3 3 5 5 目錄目錄 半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制 (semidiscontinuous replication)一條鏈上的DNA在DNA聚合酶的作用下從5-3方向連續(xù)合成一條長(zhǎng)的DNA鏈，而另一條鏈上的DNA合成是不連續(xù)的，即先合成一段段短的DNA片段再將這些短片段連接成DNA長(zhǎng)片段，稱為半不連續(xù)復(fù)制。先導(dǎo)鏈、后隨鏈先導(dǎo)鏈、后隨鏈目錄目錄目錄目錄* 二二、DNA復(fù)制的酶學(xué)復(fù)制的酶學(xué)1. 使使DNA鏈

5、解離的酶鏈解離的酶 （1）解旋酶）解旋酶 （2）單鏈）單鏈DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白 （3） DNA旋轉(zhuǎn)酶（拓?fù)洚悩?gòu)酶旋轉(zhuǎn)酶（拓?fù)洚悩?gòu)酶目錄目錄解旋酶解旋酶(helicase) 利利用用ATP供能，作用于氫鍵，使供能，作用于氫鍵，使DNA雙鏈解開成為兩條單鏈。雙鏈解開成為兩條單鏈。目錄目錄單鏈單鏈DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白（single-strand DNA binding protein, SSB) 在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護(hù)單鏈的完整。并保護(hù)單鏈的完整。目錄目錄DNA旋轉(zhuǎn)酶旋轉(zhuǎn)酶(topoisomerase , 拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶）:既能水解既能水解 ，又能連

6、接磷酸二酯鍵，又能連接磷酸二酯鍵改變改變DNA超螺旋狀態(tài)，理順超螺旋狀態(tài)，理順DNA鏈鏈目錄目錄108局部解鏈后局部解鏈后n復(fù)制過程正超螺旋的形成：復(fù)制過程正超螺旋的形成：目錄目錄n拓?fù)涿傅淖饔梅绞剑和負(fù)涿傅淖饔梅绞剑耗夸浤夸浲負(fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶作用機(jī)制：作用機(jī)制：1. 切斷切斷DNA分子兩股鏈，斷端通過分子兩股鏈，斷端通過切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。2. 利用利用ATP供能，連接斷端，供能，連接斷端， DNA分子進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)。分子進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)。目錄目錄目錄目錄 DNA復(fù)制起始時(shí)，復(fù)制起始時(shí)，RNA引物酶結(jié)合到引物酶結(jié)合到3-5模板鏈的復(fù)制起始點(diǎn)，催化合成與模模板鏈的復(fù)

7、制起始點(diǎn)，催化合成與模板板DNA 3端互補(bǔ)的一段端互補(bǔ)的一段RNA引物。引物。目錄目錄（2）DNA聚合酶聚合酶 特點(diǎn)：特點(diǎn)： DNA 新鏈生成需引物和模板；新鏈生成需引物和模板； 新鏈的延長(zhǎng)只可沿新鏈的延長(zhǎng)只可沿5 3 方向進(jìn)行。方向進(jìn)行。 核苷酸和核苷酸之間生成核苷酸和核苷酸之間生成磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵 (dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 + PPi分類分類: 1）原核細(xì)胞）原核細(xì)胞DNA聚合酶聚合酶2）真核細(xì)胞）真核細(xì)胞DNA聚合酶聚合酶目錄目錄全稱：全稱：依賴依賴DNA的的DNA聚合酶聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase)簡(jiǎn)稱：簡(jiǎn)稱：DNA-p

8、ol原核細(xì)胞原核細(xì)胞DNA聚合酶聚合酶目錄目錄5 A G C T T C A G G A T A 3 | | | | | | | | | | |3 T C G A A G T C C T A G C G A C 5 3 5 外切酶活性外切酶活性: 5 3 外切酶活性外切酶活性:?能切除突變的能切除突變的 DNA片段。片段。能辨認(rèn)錯(cuò)配的堿基對(duì)，并將其水解。能辨認(rèn)錯(cuò)配的堿基對(duì)，并將其水解。n核酸外切酶活性核酸外切酶活性: : 目錄目錄原核生物的原核生物的DNADNA聚合酶聚合酶可能可能不可能不可能可能可能基因突變后的致死性基因突變后的致死性無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)有有5 3 核酸外切酶活性核酸外切酶活性20？40

9、0分子數(shù)分子數(shù)/細(xì)胞細(xì)胞多亞基不對(duì)稱多亞基不對(duì)稱二聚體二聚體？單肽鏈單肽鏈組成組成250120109分子量分子量(kD)DNA-pol IIIDNA-pol IIDNA-pol I可能可能不可能不可能可能可能基因突變后的致死性基因突變后的致死性無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)有有5 3 核酸外切酶活性核酸外切酶活性20？400分子數(shù)分子數(shù)/細(xì)胞細(xì)胞多亞基不對(duì)稱多亞基不對(duì)稱二聚體二聚體？單肽鏈單肽鏈組成組成250120109分子量分子量(kD)DNA-pol IIIDNA-pol IIDNA-pol I目錄目錄n功能：功能： DNA-pol （109kD）對(duì)復(fù)制中的錯(cuò)誤進(jìn)行校讀，對(duì)復(fù)制和修復(fù)對(duì)復(fù)制中的錯(cuò)誤進(jìn)行校讀，對(duì)復(fù)

10、制和修復(fù)中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。目錄目錄323個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸小片段小片段5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性大片段大片段/Klenow 片段片段 604個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸DNA聚合酶活性聚合酶活性 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性N 端端C 端端木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶DNA-pol Klenow片段是實(shí)驗(yàn)室合成片段是實(shí)驗(yàn)室合成DNA，進(jìn)行分子生物學(xué)，進(jìn)行分子生物學(xué)研究中常用的工具酶。研究中常用的工具酶。 目錄目錄DNA-pol （120kD） DNA-pol II基因發(fā)生突變，細(xì)菌依然能存活?；虬l(fā)生突變，細(xì)菌依然能存活。 DNA-pol 對(duì)模板的特異性不高，即使在已發(fā)生對(duì)模板的

11、特異性不高，即使在已發(fā)生損傷的損傷的DNA模板上，它也能催化核苷酸聚合。因模板上，它也能催化核苷酸聚合。因此認(rèn)為，它參與此認(rèn)為，它參與DNA損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。目錄目錄DNA-pol (250kD)是原核生物復(fù)制是原核生物復(fù)制延長(zhǎng)中真正起催延長(zhǎng)中真正起催化作用的酶。化作用的酶。DNA聚合酶活性聚合酶活性 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性目錄目錄填填補(bǔ)補(bǔ)引引物物空空隙隙，切切除除修修復(fù)復(fù)，重重組組延延長(zhǎng)長(zhǎng)子子鏈鏈的的主主要要酶酶，解解螺螺旋旋酶酶活活性性線線粒粒體體DNA復(fù)復(fù)制制低低保保真真度度的的復(fù)復(fù)制制起起始始引引發(fā)發(fā)，引引物物酶酶活活性性功功能能+-3 5 核核酸酸外外

12、切切酶酶活活性性高高高高高高？中中5 3 聚聚合合活活性性25.512.514.04.016.5分分子子量量（kD）DNA-pol填填補(bǔ)補(bǔ)引引物物空空隙隙，切切除除修修復(fù)復(fù)，重重組組延延長(zhǎng)長(zhǎng)子子鏈鏈的的主主要要酶酶，解解螺螺旋旋酶酶活活性性線線粒粒體體DNA復(fù)復(fù)制制低低保保真真度度的的復(fù)復(fù)制制起起始始引引發(fā)發(fā)，引引物物酶酶活活性性功功能能+-3 5 核核酸酸外外切切酶酶活活性性高高高高高高？中中5 3 聚聚合合活活性性25.512.514.04.016.5分分子子量量（kD）DNA-pol 真核細(xì)胞真核細(xì)胞DNA聚合酶聚合酶目錄目錄(3) DNA連接酶連接酶(DNA ligase)連接連接DN

13、A鏈鏈3 -OH末端和相鄰末端和相鄰DNA鏈鏈5 -P末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的鄰的DNA鏈連接成一條完整的鏈。鏈連接成一條完整的鏈。目錄目錄POO-O-OHO5POO-O-O335DNA連接酶連接酶ATPADP5353nDNA連接酶的作用：連接酶的作用：目錄目錄 DNA連接酶在復(fù)制中起最后接合缺口連接酶在復(fù)制中起最后接合缺口連接連接DNA雙鏈中的單鏈缺口雙鏈中的單鏈缺口。 在在DNA修復(fù)、重組及剪接中也起縫合缺口修復(fù)、重組及剪接中也起縫合缺口作用。作用。 也是基因工程的重要工具酶之一。也是基因工程的重要工具酶之一。n功能：功能：目錄目

14、錄提供核糖提供核糖3 -OH提供提供5 -P結(jié)果結(jié)果DNA聚合酶聚合酶引物或延長(zhǎng)中的引物或延長(zhǎng)中的新鏈新鏈游離游離dNTP去去PPi(dNTP)n+1連接酶連接酶復(fù)制中不連續(xù)的兩條單鏈復(fù)制中不連續(xù)的兩條單鏈不連續(xù)不連續(xù)連續(xù)鏈連續(xù)鏈拓?fù)涿竿負(fù)涿盖袛?、整理后的兩鏈切斷、整理后的兩鏈改變拓?fù)錉顟B(tài)改變拓?fù)錉顟B(tài)DNA聚合酶，拓?fù)涿负瓦B接酶催化聚合酶，拓?fù)涿负瓦B接酶催化3 ,5 -磷酸二酯鍵生成的比較磷酸二酯鍵生成的比較目錄目錄* 三三、（以原核細(xì)胞（以原核細(xì)胞為例）為例）1復(fù)制的起始復(fù)制的起始2. 復(fù)制的延長(zhǎng)復(fù)制的延長(zhǎng)3. 復(fù)制的終止復(fù)制的終止目錄目錄 復(fù)制起點(diǎn)復(fù)制起點(diǎn)(origin of replic

15、ation): DNA復(fù)制時(shí)總是從某一特定的區(qū)域開始，這個(gè)特殊的區(qū)域是基因組內(nèi)的一段特殊堿基序列稱為復(fù)制起點(diǎn)。目錄目錄53oriorioriori53真核生物真核生物ori原核生物原核生物目錄目錄E.coli復(fù)制起始點(diǎn)復(fù)制起始點(diǎn) oriC GATTNTTTATTT GATCTNTTNTATT GATCTCTTATTAG 1 13 17 29 32 44 1 13 17 29 32 44 TGTGGATTA-TTATACACA-TTTGGATAA-TTATCCACA58 66 166 174 201 209 237 58 66 166 174 201 209 237 245245 串聯(lián)重復(fù)序列串

16、聯(lián)重復(fù)序列 反向重復(fù)序列反向重復(fù)序列5 3 5 3 （1） 復(fù)制原點(diǎn)復(fù)制原點(diǎn)1復(fù)制起始：復(fù)制起始：目錄目錄理順理順DNA鏈鏈拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶 (gyrA, B)穩(wěn)定已解開的單鏈穩(wěn)定已解開的單鏈單鏈單鏈DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白SSB催化催化RNA引物生成引物生成引物酶引物酶DnaG (dnaG)運(yùn)送和協(xié)同運(yùn)送和協(xié)同DnaBDnaC (dnaC)解開解開DNA雙鏈雙鏈解螺旋酶解螺旋酶DnaB (dnaB)辨認(rèn)起始點(diǎn)辨認(rèn)起始點(diǎn)DnaA (dnaA)蛋白質(zhì)（基因）蛋白質(zhì)（基因）通用名通用名功能功能原核生物復(fù)制起始的相關(guān)蛋白質(zhì)原核生物復(fù)制起始的相關(guān)蛋白質(zhì)目錄目錄 Dna A Dna B、 Dna CD

17、NA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶引物引物酶酶SSB3 5 3 5 （2） 引發(fā)體和引物引發(fā)體和引物含有解旋酶、含有解旋酶、DnaC蛋白、引物酶和蛋白、引物酶和DNA復(fù)復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。目錄目錄3 5 3 5 引物是由引物酶催化合成的短鏈引物是由引物酶催化合成的短鏈RNA分子。分子。引物引物3 HO5引物引物酶酶目錄目錄2.復(fù)制的延長(zhǎng)：領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制，隨從鏈復(fù)制的延長(zhǎng)：領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制，隨從鏈不連續(xù)復(fù)制（岡崎片斷）不連續(xù)復(fù)制（岡崎片斷）在在DNA-pol催化下，催化下，dNTP以以dNMP的方式逐的方式逐個(gè)加入引物或延長(zhǎng)中的子鏈上，其化學(xué)本質(zhì)是磷個(gè)加入引物或

18、延長(zhǎng)中的子鏈上，其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵的不斷生成。酸二酯鍵的不斷生成。 目錄目錄 5 5 3 35 5dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH 33 3DNA-pol目錄目錄復(fù)復(fù)制制過過程程簡(jiǎn)簡(jiǎn)圖圖目錄目錄復(fù)制叉(replication fork) ： 復(fù)制子兩條解開的單鏈形成如樹杈形結(jié)構(gòu)或稱Y形結(jié)構(gòu)，這種Y形結(jié)構(gòu)稱為復(fù)制叉。目錄目錄n先導(dǎo)鏈的合成：先導(dǎo)鏈的合成：領(lǐng)頭鏈的子鏈沿著領(lǐng)頭鏈的子鏈沿著5 5 33 方向可以連續(xù)地延長(zhǎng)。方向可以連續(xù)地延長(zhǎng)。目錄目錄n后隨鏈的合成后隨鏈的合成目錄目錄n同一復(fù)制叉上領(lǐng)頭鏈和隨從鏈由同一復(fù)制叉上領(lǐng)頭鏈和隨從鏈由相同的相同的DNA-

19、pol催化延長(zhǎng)催化延長(zhǎng) 目錄目錄階段一階段一階段二階段二階段三階段三階段四階段四目錄目錄復(fù)制子復(fù)制子(replicon)： DNA分子復(fù)制時(shí)，不是整條鏈全部打開，而是在復(fù)制的局部DNA雙鏈間的氫鍵被解開，形成復(fù)制單位，稱為復(fù)制子(replicon)。目錄目錄553復(fù)制子復(fù)制子3目錄目錄 原核生物基因是環(huán)狀原核生物基因是環(huán)狀DNA，雙向復(fù)制在復(fù)制的終，雙向復(fù)制在復(fù)制的終止點(diǎn)止點(diǎn)(ter)處匯合處匯合oriter E.coli8232 ori terSV405003.復(fù)制的終止過程：切除引物、復(fù)制的終止過程：切除引物、 填補(bǔ)空缺、連接切口填補(bǔ)空缺、連接切口目錄目錄5 5 5 RNA酶酶OHP5 D

20、NA-pol dNTP5 5 PATP ADP+Pi5 5 DNA連接酶連接酶n 后隨鏈上不連續(xù)性片段的連接：后隨鏈上不連續(xù)性片段的連接：目錄目錄真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子復(fù)制。子復(fù)制。復(fù)制有時(shí)序性，即復(fù)制子以分組方式激活而不復(fù)制有時(shí)序性，即復(fù)制子以分組方式激活而不是同步起動(dòng)。是同步起動(dòng)。酵母：自主復(fù)制序列酵母：自主復(fù)制序列 1. 真核生物復(fù)制的起始點(diǎn)真核生物復(fù)制的起始點(diǎn)真核生物的真核生物的DNA復(fù)制復(fù)制目錄目錄2. 真核生物復(fù)制過程真核生物復(fù)制過程（1） 解鏈：解鏈：（2）合成引物并延長(zhǎng)：）合成引物并延長(zhǎng)： DNA-pol （引物酶活性

21、）（引物酶活性） pol （聚合酶活性）（聚合酶活性） 拓?fù)涿竿負(fù)涿?復(fù)制因子復(fù)制因子(replication factor, RF) 目錄目錄增殖細(xì)胞核抗原（增殖細(xì)胞核抗原（proliferation cell nuclear antigen，PCNA）在復(fù)制起始和延長(zhǎng)中起關(guān)鍵作用。在復(fù)制起始和延長(zhǎng)中起關(guān)鍵作用。PCNA為同源為同源三聚體，具有與三聚體，具有與E.coli DNA 聚合酶聚合酶的的亞基相亞基相同的功能和相似的構(gòu)象，即形成閉合環(huán)形的可滑同的功能和相似的構(gòu)象，即形成閉合環(huán)形的可滑動(dòng)動(dòng)DNA夾子，結(jié)合于引物模板鏈，使夾子，結(jié)合于引物模板鏈，使pol獲得獲得持續(xù)合成能力。持續(xù)合成能力

22、。PCNA水平是檢驗(yàn)細(xì)胞增殖的重水平是檢驗(yàn)細(xì)胞增殖的重要指標(biāo)。要指標(biāo)。目錄目錄3 5 5 3 領(lǐng)頭鏈領(lǐng)頭鏈3 5 3 5 親代親代DNA隨從鏈隨從鏈引物引物核小體核小體n真核生物復(fù)制叉的延長(zhǎng)：真核生物復(fù)制叉的延長(zhǎng)： 目錄目錄染色體染色體DNA呈線狀，復(fù)制在末端停止。呈線狀，復(fù)制在末端停止。復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連接。復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連接。染色體兩端染色體兩端DNA子鏈上最后復(fù)制的子鏈上最后復(fù)制的RNA引物去引物去除后留下空隙。除后留下空隙。3. 真核細(xì)胞真核細(xì)胞DNA復(fù)制的終止復(fù)制的終止目錄目錄5 3 3 5 5 3 3 5 +5 3 3 3 3 5 5 目錄目錄

23、 端粒的復(fù)制端粒的復(fù)制(telomere) 指真核生物染色體線性指真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)。分子末端的結(jié)構(gòu)。n端粒的功能：端粒的功能：維持染色體的穩(wěn)定性維持染色體的穩(wěn)定性維持維持DNA復(fù)制的完整性復(fù)制的完整性n端粒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：端粒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由末端單鏈由末端單鏈DNA序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成。序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成。末端末端DNA序列是多次重復(fù)的富含序列是多次重復(fù)的富含G、C堿基堿基的短序列。的短序列。TTGGGGTTGGGG目錄目錄n端粒酶催化作用的爬行模型端粒酶催化作用的爬行模型 目錄目錄四、四、（一）線粒體（一）線粒體DNA復(fù)制復(fù)制 (D環(huán)方式環(huán)方式)dNTPDNA-pol 目錄目錄 D

24、-環(huán)復(fù)制時(shí)需合成引物。環(huán)復(fù)制時(shí)需合成引物。mtDNA為雙鏈，第一為雙鏈，第一個(gè)引物以內(nèi)環(huán)為模板延伸。至第二個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)個(gè)引物以內(nèi)環(huán)為模板延伸。至第二個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)時(shí)，又合成另一個(gè)反向引物，以外環(huán)為模板進(jìn)行時(shí)，又合成另一個(gè)反向引物，以外環(huán)為模板進(jìn)行反向的延伸。最后完成兩個(gè)雙鏈環(huán)狀反向的延伸。最后完成兩個(gè)雙鏈環(huán)狀DNA的復(fù)的復(fù)制。復(fù)制中呈字母制。復(fù)制中呈字母D形狀而得名。形狀而得名。 D環(huán)復(fù)制的特點(diǎn)是復(fù)制起始點(diǎn)不在雙鏈環(huán)復(fù)制的特點(diǎn)是復(fù)制起始點(diǎn)不在雙鏈DNA同一同一位點(diǎn)，內(nèi)、外環(huán)復(fù)制有時(shí)序差別。位點(diǎn)，內(nèi)、外環(huán)復(fù)制有時(shí)序差別。目錄目錄（二）（二）噬菌體噬菌體DNA按滾環(huán)方式按滾環(huán)方式(rolling c

25、ircle replication)復(fù)制復(fù)制是某些低等生物的復(fù)制形式，如是某些低等生物的復(fù)制形式，如 X174和和M13噬菌體等。噬菌體等。目錄目錄3 -OH5 -P5 5 5 3 3 3 3 5滾環(huán)復(fù)制滾環(huán)復(fù)制5 5 3 3 5 目錄目錄逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶(reverse transcriptase) 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄(reverse transcription) 逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄酶酶（三）逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組復(fù)制（三）逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組復(fù)制目錄目錄n逆轉(zhuǎn)錄病毒細(xì)胞內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象逆轉(zhuǎn)錄病毒細(xì)胞內(nèi)的逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象:RNA 模板模板逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶DNA-RNA雜化雙鏈雜化雙鏈RNA酶酶單鏈單鏈DNA逆轉(zhuǎn)錄酶逆

26、轉(zhuǎn)錄酶雙鏈雙鏈DNA目錄目錄n 核苷類似物核苷類似物 （AZT: 3-疊氮胸苷）疊氮胸苷）n 非核苷類似物非核苷類似物n HIV-1蛋白酶抑制劑蛋白酶抑制劑HIV與藥物與藥物目錄目錄目錄目錄復(fù)習(xí)題 復(fù)制(replication) 復(fù)制的一般特征 DNA復(fù)制相關(guān)的酶各自作用 DNA聚合酶，拓?fù)涿负瓦B接酶催化3,5-磷酸二酯鍵生成的比較 原核細(xì)胞DNA復(fù)制的過程 真核細(xì)胞DNA復(fù)制的特點(diǎn) 線粒體DNA復(fù)制方式 噬菌體DNA復(fù)制方式 逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組復(fù)制 抗HIV藥物核苷類似物 的作用機(jī)制目錄目錄DNADNA損傷損傷DNA Damage 第二節(jié)第二節(jié)目錄目錄*一、一、DNA損傷類型損傷類型（一）內(nèi)源

27、性損傷（一）內(nèi)源性損傷（二）外源性損傷（二）外源性損傷目錄目錄一、一、DNA損傷類型損傷類型（一）內(nèi)源性損傷（一）內(nèi)源性損傷目錄目錄（一）自發(fā)突變（一）自發(fā)突變目錄目錄目錄目錄（二）外源性損傷（二）外源性損傷目錄目錄化學(xué)因素化學(xué)因素（1）堿基類似物）堿基類似物（2）堿基修飾劑）堿基修飾劑 （亞硝酸、羥胺、烷化劑）（亞硝酸、羥胺、烷化劑）（3）插入劑）插入劑目錄目錄（）堿基類似物（）堿基類似物目錄目錄（2）堿基修飾劑（亞硝酸、羥胺、烷化劑）堿基修飾劑（亞硝酸、羥胺、烷化劑）目錄目錄羥胺羥胺目錄目錄烷化劑烷化劑目錄目錄（3）插入劑）插入劑目錄目錄補(bǔ)充知識(shí)：補(bǔ)充知識(shí)：1. 堿基置換突變堿基置換突變（

28、1）點(diǎn)突變：）點(diǎn)突變：DNA分子上的堿基錯(cuò)配稱點(diǎn)突變分子上的堿基錯(cuò)配稱點(diǎn)突變(point mutation)。單點(diǎn)、多點(diǎn)；轉(zhuǎn)換、。單點(diǎn)、多點(diǎn)；轉(zhuǎn)換、 顛換顛換（2）堿基插入（）堿基插入（base insertion)（）堿基缺失（）堿基缺失（ base deletion)目錄目錄移碼突變移碼突變是指三聯(lián)體密碼的閱讀方式改變，是指三聯(lián)體密碼的閱讀方式改變，造成蛋白質(zhì)氨基酸排列順序發(fā)生改變。造成蛋白質(zhì)氨基酸排列順序發(fā)生改變。 谷谷 酪酪 蛋蛋 絲絲5 G C A G U A C A U G U C 丙丙 纈纈 組組 纈纈正常正常5 G A G U A C A U G U C 缺失缺失C目錄目錄根據(jù)

29、密碼子遺傳信息改變分類：根據(jù)密碼子遺傳信息改變分類：同義突變、錯(cuò)義突變、無(wú)義突變同義突變、錯(cuò)義突變、無(wú)義突變根據(jù)突變表現(xiàn)型對(duì)外界環(huán)境的敏感性分類：根據(jù)突變表現(xiàn)型對(duì)外界環(huán)境的敏感性分類： 非條件性突變、條件性突變非條件性突變、條件性突變突變型與野生型的變換：突變型與野生型的變換：正相突變、回復(fù)突變正相突變、回復(fù)突變目錄目錄鐮形紅細(xì)胞貧血病人鐮形紅細(xì)胞貧血病人Hb (HbS) 亞基亞基N-val his leu thr pro val glu C 肽鏈肽鏈CAC GTG基因基因正常成人正常成人Hb (HbA)亞基亞基N-val his leu thr pro glu glu C 肽鏈肽鏈CTC G

30、AG基因基因n鐮刀形紅細(xì)胞貧血病人鐮刀形紅細(xì)胞貧血病人目錄目錄目錄目錄1. 誘變育種提高抗生素產(chǎn)量2. 常用的誘變劑： UV、X射線和r射線等， 烷化劑 天然堿基類似物（5-FU、5-BU等） 移碼突變劑（吖啶黃、吖啶橙等）目錄目錄DNA損傷（突變）可能造成兩種結(jié)果：其一是損傷（突變）可能造成兩種結(jié)果：其一是導(dǎo)致復(fù)制或轉(zhuǎn)錄障礙（如胸腺嘧啶二聚體，導(dǎo)致復(fù)制或轉(zhuǎn)錄障礙（如胸腺嘧啶二聚體，DNA骨骨架中產(chǎn)生切口或斷裂）；其二是導(dǎo)致復(fù)制后基因突架中產(chǎn)生切口或斷裂）；其二是導(dǎo)致復(fù)制后基因突變（如胞嘧啶自發(fā)脫氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ぃ棺儯ㄈ绨奏ぷ园l(fā)脫氨基轉(zhuǎn)變?yōu)槟蜞奏ぃ?，使DNA 序列發(fā)生永久性改變。所以，必

31、須通過進(jìn)化使細(xì)胞序列發(fā)生永久性改變。所以，必須通過進(jìn)化使細(xì)胞擁有靈敏的機(jī)制，以識(shí)別和修復(fù)這些損傷，否則細(xì)擁有靈敏的機(jī)制，以識(shí)別和修復(fù)這些損傷，否則細(xì)胞無(wú)法維持正常代謝。胞無(wú)法維持正常代謝。目錄目錄復(fù)習(xí)題 DNA損傷類型有哪些？損傷類型有哪些？ 致致DNA損傷的損傷的化學(xué)因素有哪些？化學(xué)因素有哪些？目錄目錄第三節(jié)第三節(jié) DNA修復(fù)修復(fù)修復(fù)修復(fù)(repair)是對(duì)已發(fā)生分子改是對(duì)已發(fā)生分子改變的補(bǔ)償措施，使其回復(fù)為原有的變的補(bǔ)償措施，使其回復(fù)為原有的天然狀態(tài)。天然狀態(tài)。目錄目錄*一、復(fù)制修復(fù)一、復(fù)制修復(fù)*二、損傷修復(fù)二、損傷修復(fù)*三、復(fù)制后修復(fù)三、復(fù)制后修復(fù) 四、限制與修飾四、限制與修飾 五、修復(fù)系統(tǒng)與藥物五、修復(fù)系統(tǒng)與藥物目錄目錄（一）尿嘧啶糖基酶系統(tǒng)一）尿嘧啶糖基酶系統(tǒng)一、復(fù)制修復(fù)