現(xiàn)代分子生物學(xué)總結(jié)

1、第1章 、基因的結(jié)構(gòu)和功能實(shí)體及基因組1、 基因定義基因（遺傳因子）是遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，是DNA（脫氧核糖核酸）分子上具有遺傳信息的特定核苷酸序列的總稱，攜帶有遺傳信息的DNA序列，是具有遺傳效應(yīng)的DNA分子片段，是控制性狀的基本遺傳單位，通過指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成來表達(dá)自己所攜帶的遺傳信息，從而控制生物個體的性狀表現(xiàn)。2、 DNA修復(fù)DNA修復(fù)（DNA repairing）是細(xì)胞對DNA受損傷后的一種反應(yīng)，這種反應(yīng)可能使DNA結(jié)構(gòu)恢復(fù)原樣，重新能執(zhí)行它原來的功能；但有時并非能完全消除DNA的損傷，只是使細(xì)胞能夠耐受這DNA的損傷而能繼續(xù)生存。也許這未能完全修復(fù)而存留下來的損傷會在適合的條件下顯示出來

2、（如細(xì)胞的癌變等），但如果細(xì)胞不具備這修復(fù)功能，就無法對付經(jīng)常在發(fā)生的DNA損傷事件，就不能生存。對不同的DNA損傷，細(xì)胞可以有不同的修復(fù)反應(yīng)。3、 DNA損傷DNA損傷是復(fù)制過程中發(fā)生的DNA核苷酸序列永久性改變，并導(dǎo)致遺傳特征改變的現(xiàn)象。情況分為：substitutation （替換）deletion （刪除）insertion （插入）exon skipping （外顯子跳躍）。DNA損傷的改變類型：a、點(diǎn)突變：指DNA上單一堿基的變異。嘌呤替代嘌呤（A與G之間的相互替代）、嘧啶替代嘧啶（C與T之間的替代）稱為轉(zhuǎn)換（transition）；嘌呤變嘧啶或嘧啶變嘌呤則稱為顛換（transve

3、rtion）。b、缺失：指DNA鏈上一個或一段核苷酸的消失。c、插入：指一個或一段核苷酸插入到DNA鏈中。在為蛋白質(zhì)編碼的序列中如缺失及插入的核苷酸數(shù)不是3的整倍數(shù)，則發(fā)生讀框移動（reading frame shift），使其后所譯讀的氨基酸序列全部混亂，稱為移碼突變（frame-shift mutaion）。d、倒位或轉(zhuǎn)位：（transposition） 指DNA鏈重組使其中一段核苷酸鏈方向倒置、或從一處遷移到另一處。e、雙鏈斷裂：對單倍體細(xì)胞一個雙鏈斷裂就是致死性事件。4、 同源重組同源重組，（Homologus Recombination)是指發(fā)生在姐妹染色單體（sister

4、 chromatin) 之間或同一染色體上含有同源序列的DNA分子之間或分子之內(nèi)的重新組合。同源重組需要一系列的蛋白質(zhì)催化，如原核生物細(xì)胞內(nèi)的RecA、RecBCD、RecF、RecO、RecR等；以及真核生物細(xì)胞內(nèi)的Rad51、Mre11-Rad50等等。同源重組反應(yīng)通常根據(jù)交叉分子或holiday結(jié)構(gòu)（Holiday Juncture Structure) 的形成和拆分分為三個階段，即前聯(lián)會體階段、聯(lián)會體形成和Holiday 結(jié)構(gòu)的拆分。a、 基因敲除基因敲除（geneknockout），是指對一個結(jié)構(gòu)已知但功能未知的基因，從分子

5、水平上設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，將該基因去除，或用其它順序相近基因取代，然后從整體觀察實(shí)驗(yàn)動物，推測相應(yīng)基因的功能。這與早期生理學(xué)研究中常用的切除部分-觀察整體-推測功能的三部曲思想相似?；蚯贸芍兄鼓骋换虻谋磉_(dá)外，還包括引入新基因及引入定點(diǎn)突變。既可以是用突變基因或其它基因敲除相應(yīng)的正?；?，也可以用正常基因敲除相應(yīng)的突變基因。b、因轉(zhuǎn)移法同源重組(homologousrecombination)是將外源基因定位導(dǎo)人受體細(xì)胞染色體上的方法，因?yàn)樵谠撟挥信c導(dǎo)人基因同源的序列，通過單一或雙交換，新基因片段可替換有缺陷的基因片段，達(dá)到修正缺陷基因的目的。位點(diǎn)特異性重組是發(fā)生在兩條DNA鏈特異位點(diǎn)上的重組，

6、重組的發(fā)生需一段同源序列即特異性位點(diǎn)(又稱附著點(diǎn)；attachmentsite，att)和位點(diǎn)特異性的蛋白因子即重組酶參與催化。重組酶僅能催化特異性位點(diǎn)間的重組，因而重組具有特異性和高度保守性。5、 堿基錯配對修復(fù)錯配修復(fù)（mismatch repair，MMR）：在含有錯配堿基的DNA分子中，使正常核苷酸序列恢復(fù)的修復(fù)方式；主要用來糾正DNA雙螺旋上錯配的堿基對，還能修復(fù)一些因復(fù)制打滑而產(chǎn)生的小于4nt的核苷酸插入或缺失。MMR的過程需要區(qū)分母鏈和子鏈，做到只切除子鏈上錯誤的核苷酸，而不會切除母鏈上本來就正常的核苷酸。修復(fù)的過程是：識別出正確的鏈，切除掉不正確的部分，然后通過DNA聚合酶II

7、I和DNA連接酶的作用，合成正確配對的雙鏈DNA。6、 基因組學(xué)基因組學(xué)（英文genomics），研究生物基因組和如何利用基因的一門學(xué)問。用于概括涉及基因作圖、測序和整個基因組功能分析的遺傳學(xué)分支。該學(xué)科提供基因組信息以及相關(guān)數(shù)據(jù)系統(tǒng)利用，試圖解決生物，醫(yī)學(xué)，和工業(yè)領(lǐng)域的重大問題?；蚪M研究應(yīng)該包括兩方面的內(nèi)容：以全基因組測序?yàn)槟繕?biāo)的結(jié)構(gòu)基因組學(xué)（structural genomics）和以基因功能鑒定為目標(biāo)的功能基因組學(xué)（functional genomics)，又被稱為后基因組（postgenome）研究，成為系統(tǒng)生物學(xué)的重要方法?；蚪M學(xué)的主要工具和方法包括： 生物信息學(xué)，遺傳

8、分析，基因表達(dá)測量和基因功能鑒定。第2章 、基因的結(jié)構(gòu)實(shí)體1、 核酸分子核酸（Nucleic Acids）是一種主要位于細(xì)胞核內(nèi)的生物大分子，其充當(dāng)著生物體遺傳信息的攜帶和傳遞。DNA分子含有生物物種的所有遺傳信息，為雙鏈分子，其中大多數(shù)是鏈狀結(jié)構(gòu)大分子，也有少部分呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，分子量一般都很大。RNA主要是負(fù)責(zé)DNA遺傳信息的翻譯和表達(dá)，為單鏈分子，分子量要比DNA小得多。核酸存在于所有動植物細(xì)胞、微生物和病毒、噬菌體內(nèi)，是生命的最基本物質(zhì)之一，對生物的生長、遺傳、變異等現(xiàn)象起著重要的決定作用。核酸大分子可分為兩類：脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA），在蛋白質(zhì)的復(fù)制和合成中起著儲存和傳

9、遞遺傳信息的作用。核酸不僅是基本的遺傳物質(zhì)，而且在蛋白質(zhì)的生物合成上也占重要位置，因而在生長、遺傳、變異等一系列重大生命現(xiàn)象中起決定性的作用。2、 DNA的結(jié)構(gòu)DNA即脫氧核糖核酸（英文Deoxyribonucleic acid的縮寫）,又稱去氧核糖核苷酸，是染色體主要組成成分，同時也是組成基因的材料。DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)是相對穩(wěn)定的。這是因?yàn)樵贒NA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè),通過氫鍵形成的堿基對,使兩條脫氧核苷酸長鏈穩(wěn)固地并聯(lián)起來。另外,堿基對之間縱向的相互作用力也進(jìn)一步加固了DNA分子的穩(wěn)定性。各個堿基對之間的這種縱向的相互作用力叫做堿基堆集力,它是芳香族堿基電子間的相互作用引起的

10、?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為堿基堆集力是穩(wěn)定DNA結(jié)構(gòu)的最重要的因素。再有,雙螺旋外側(cè)負(fù)電荷的磷酸基團(tuán)同帶正電荷的陽離子之間形成的離子鍵,可以減少雙鏈間的靜電斥力,因而對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)也有一定的穩(wěn)定作用。DNA分子由于堿基對的數(shù)量不同,堿基對的排列順序千變?nèi)f化,因而構(gòu)成了DNA分子的多樣性。例如,一個具有4 000個堿基對的DNA分子所攜帶的遺傳信息是4種,即10種。不同的DNA分子由于堿基對的排列順序存在著差異,因此,每一個DNA分子的堿基對都有其特定的排列順序,這種特定的排列順序包含著特定的遺傳信息,從而使DNA分子具有特異性。3、 DNA的拓?fù)鋵W(xué)首先以一260 bp雙鏈線形B-DNA為例，此DNA在

11、松弛時，螺旋數(shù)為25（260/10.4），首尾連接成環(huán)形后，為一松弛環(huán)形DNA，并處于最穩(wěn)定狀態(tài)。若將此線形DNA先擰松2個連環(huán)再連成環(huán)形，則可以形成兩種環(huán)形DNA，一種稱為松弛解鏈環(huán)形DNA；另一種環(huán)形DNA稱為超螺旋DNA，其螺旋周數(shù)為25，有2個負(fù)超螺旋。由此引入拓?fù)鋵W(xué)參數(shù)：1.連環(huán)數(shù)（Linking number）：在雙螺旋DNA中，一條鏈以右手螺旋繞另一條鏈纏繞的次數(shù)，以L 表示（或以表示），其計(jì)數(shù)方法為處于松弛環(huán)形DNA時的螺旋周數(shù)，肯定為整數(shù)，右手螺旋為正、左手螺旋為負(fù)。2.纏繞數(shù)（Twisting number）：即DNA分子中的Watson-Crick螺旋周數(shù)，以T 表示(或

12、以表示)，其數(shù)值可直接在處于最穩(wěn)定狀態(tài)下的雙鏈環(huán)形（或超螺旋形式）DNA中的實(shí)際螺旋周數(shù)計(jì)數(shù)得到，不一定是整數(shù)，右手螺旋為正，左手螺旋為負(fù)。但必須注意T僅針對于形成雙螺旋區(qū)域而言，解鏈部分的bp數(shù)就不涉及T的計(jì)算。對于一定長度的DNA雙鏈，一旦出現(xiàn)解鏈T值就減少。如260bp B-DNA雙鏈自然狀態(tài)下T=25，解鏈20%時的T=20 。3.超螺旋數(shù) 或 紐數(shù)（Writhing number）：其數(shù)值有公式L=T+W 計(jì)算得到，以W表示（或以表示），不一定為整數(shù)。左手超螺旋為正，右手超螺旋為負(fù)（此點(diǎn)解釋見后）。4.比連環(huán)差：為雙鏈DNA的超螺旋密度。用表示，由公式 = L - T / T得到，或

13、以 = - / 表示。4、 染色體和核小體染色體（Chromosome ），是細(xì)胞內(nèi)具有遺傳性質(zhì)的物體，易被堿性染料染成深色，又叫染色質(zhì)。其本質(zhì)是脫氧核甘酸，是細(xì)胞核內(nèi)由核蛋白組成、能用堿性染料染色、有結(jié)構(gòu)的線狀體，是遺傳物質(zhì)基因的載體。在無性繁殖物種中，生物體內(nèi)所有細(xì)胞的染色體數(shù)目都一樣；而在有性繁殖大部分物種中，生物體的體細(xì)胞染色體成對分布，稱為二倍體。性細(xì)胞如精子、卵子等是單倍體，染色體數(shù)目只是體細(xì)胞的一半。哺乳動物雄性個體細(xì)胞的性染色體對為XY，雌性則為XX。鳥類和蠶的性染色體與哺乳動物不同：雄性個體的是ZZ，雌性個體為ZW。染色體是細(xì)胞核中載有遺傳信息的物質(zhì)，在顯微鏡下呈圓柱狀或桿狀

14、，主要由脫氧核糖核酸和蛋白質(zhì)組成，在細(xì)胞發(fā)生有絲分裂時期容易被堿性染料（例如龍膽紫和醋酸洋紅）著色，因此而得名。在無性繁殖物種中，生物體內(nèi)所有細(xì)胞的染色體數(shù)目都一樣；而在有性繁殖大部分物種中，生物體的體細(xì)胞染色體成對分布，稱為二倍體。性細(xì)胞如精子、卵子等是單倍體，染色體數(shù)目只是體細(xì)胞的一半。哺乳動物雄性個體細(xì)胞的性染色體對為XY，雌性則為XX。鳥類和蠶的性染色體與哺乳動物不同：雄性個體的是ZZ，雌性個體為ZW。核小體（英語：Nucleosome，也譯作核體或核仁小體等）是組成真核生物染色質(zhì)（除精子染色質(zhì)外）的基本單位。核小體是由DNA與四對組織蛋白（共8個）的復(fù)合物，其中有H2A和H2B的二聚

15、體兩組以及H3和H4的二聚體兩組。另外還有一種H1負(fù)責(zé)連結(jié)兩個核小體之間的DNA。核小體假說是在1974年，由Don Olins、Ada Olins與羅杰·科恩伯格等人首次提出的。核小體是染色體的基本結(jié)構(gòu)單位，由DNA和組蛋白（histone）構(gòu)成，是染色質(zhì)（染色體）的基本結(jié)構(gòu)單位。由4種組蛋白H2A、H2B、H3和H4，每一種組蛋白各二個分子，形成一個組蛋白八聚體，約200bp的DNA分子盤繞在組蛋白八聚體構(gòu)成的核心結(jié)構(gòu)外面，形成了一個核小體。5、 染色質(zhì)的構(gòu)象狀態(tài)(chromosome conformation capture，3C)通過一種定量手段(PCR產(chǎn)

16、物的有和無、產(chǎn)量的高和低)對DNA之間是否存在相互作用這一定性問題進(jìn)行研究。主要經(jīng)過甲醛交聯(lián)、限制性酶切、稀釋和連接、解交聯(lián)、DNA純化與PCR鑒定。通過一對分別與選定的2段DNA配對的引物進(jìn)行PCR擴(kuò)增，通過PCR產(chǎn)物的有無、產(chǎn)量的高低等，就可以對是否存在相互作用進(jìn)行判斷。6、 常染色質(zhì)和異染色質(zhì)常染色質(zhì)：常染色質(zhì)是指間期核內(nèi)染色質(zhì)纖維折疊壓縮程度低，處于伸展?fàn)顟B(tài)，用堿性染料染色時著色淺的那些染色質(zhì)。在常染色質(zhì)中，DNA包裝比約為1/2000-1/1000，即DNA實(shí)際長度為染色質(zhì)纖維長度的1000-2000倍。構(gòu)成常染色質(zhì)的DNA主要是單一序列DNA和中度重復(fù)序列DNA（如組蛋白基因和tR

17、NA基因）。常染色質(zhì)并非所有基因都具有轉(zhuǎn)錄活性，處于常染色質(zhì)狀態(tài)只是基因轉(zhuǎn)錄的必要條件，而不是充分條件。異染色質(zhì)：在細(xì)胞周期中，間期、早期或中、晚期，某些染色體或染色體的某些部分的固縮常較其他的染色質(zhì)早些或晚些，其染色較深或較淺，具有這種固縮特性的染色體稱為異染色質(zhì)（heterochromatin）。具有強(qiáng)嗜堿性，染色深，染色質(zhì)絲包裝折疊緊密，與常染色質(zhì)相比，異染色質(zhì)是轉(zhuǎn)錄不活躍部分，多在晚S期復(fù)制。異染色質(zhì)分為結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)和功能異染色質(zhì)兩種類型。結(jié)構(gòu)異染色質(zhì)是指各類細(xì)胞在整個細(xì)胞周期內(nèi)處于凝集狀態(tài)的染色質(zhì)，多定位于著絲粒區(qū)、端粒區(qū)，含有大量高度重復(fù)順序的脫氧核糖核酸（DNA），稱為衛(wèi)星DNA

18、（satel-lite DNA）。第3章 、基因的功能實(shí)體1、 基因的功能基因有控制遺傳性狀和活性調(diào)節(jié)的功能。基因通過復(fù)制把遺傳信息傳遞給下一代，并通過控制酶的合成來控制代謝過程，從而控制生物的個體性狀表現(xiàn)?；蜻€可以通過控制結(jié)構(gòu)蛋白的成分，直接控制生物性狀。、生物體細(xì)胞中的DNA分子上有很多基因，但并不是每一基因的特征都表現(xiàn)出來。即使是由同一受精卵發(fā)育分化而來的同一人體不同組織中的細(xì)胞，如肌肉細(xì)胞、肝臟細(xì)胞、骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、紅細(xì)胞、和胃黏膜細(xì)胞等。它們的細(xì)胞形狀都是各不相同的。為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？原來，細(xì)胞核中的基因在細(xì)胞的一生中并非始終處于活性狀態(tài)，它們有的處于轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，即

19、活性狀態(tài)，這時基因打開，有的處于非轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，即基因關(guān)閉。在生物體的不同發(fā)育期，基因的活性是不同的，而且基因的活性有嚴(yán)格的程序?；蚧钚缘膰?yán)格程序是生命周期穩(wěn)定的基礎(chǔ)。各種不同的生物因其細(xì)胞內(nèi)的基因具有獨(dú)特的活性調(diào)節(jié)而呈現(xiàn)不同的形態(tài)特征。2、 順反因子順式作用元件（cis-acting element）能影響基因表達(dá)，但不編碼RNA和蛋白質(zhì)的DNA序列反式作用因子（trans-actingfactor）能識別和結(jié)合特定的順式作用元件,并影響基因轉(zhuǎn)錄的一類蛋白質(zhì)或RNA3、 順式調(diào)控元件有順式調(diào)控元件(cis-regulatory element)，或順式作用元件是調(diào)節(jié)位于相同的DNA分子(通常是

20、一個染色體)的基因的表達(dá)的DNA或RNA的區(qū)域。這個詞是從拉丁詞順，這意味著“在同一側(cè)的”構(gòu)建?？赡苡许樖皆挥诳刂?或什至更上游的啟動子區(qū)域)的基因的編碼序列的上游，在一個內(nèi)含子，或該基因的編碼序列的下游，無論是在非翻譯或未轉(zhuǎn)錄區(qū)域。4、 非編碼RNA分子的調(diào)控作用非編碼RNA（Non-coding RNA）是指不編碼蛋白質(zhì)的RNA。其中包括rRNA，tRNA，snRNA，snoRNA 和microRNA 等多種已知功能的 RNA，還包括未知功能的RNA。這些RNA的共同特點(diǎn)是都能從基因組上轉(zhuǎn)錄而來，但是不翻譯成蛋白，在RNA 水平上就能行使各自的生物學(xué)功能了。非編碼RNA 從長度上來劃分

21、可以分為3類:小于50 nt，包括microRNA，siRNA，piRNA；50 nt到500 nt，包括rRNA，tRNA，snRNA，snoRNA，SLRNA，SRPRNA 等等；大于500 nt，包括長的mRNA-like 的非編碼RNA，長的不帶polyA 尾巴的非編碼RNA等等。5、 基因在細(xì)胞核內(nèi)的地域分布第4章 、基因組的組織結(jié)構(gòu)1、 基因組在生物學(xué)中，一個生物體的基因組是指包含在該生物的DNA（部分病毒是RNA）中的全部遺傳信息，又稱基因體(genome)?；蚪M包括基因和非編碼DNA。1920年，德國漢堡大學(xué)植物學(xué)教授漢斯.溫克勒（Hans Winkler）首次使用

22、基因組這一名詞。更精確地講，一個生物體的基因組是指一套染色體中的完整的DNA序列。2、 原核生物基因組的特點(diǎn)a、基因組較小，通常只有一個環(huán)形或線形的DNA分子。b、基因組的大部分序列是用來編碼蛋白質(zhì)的，基因之間的間隔序列很短。c、功能相關(guān)的序列常串連在一起，由共同的調(diào)控元件調(diào)控，并轉(zhuǎn)錄成同一mRNA分子，可指導(dǎo)多種蛋白質(zhì)的合成，這種結(jié)構(gòu)稱操縱子。3、 真核生物基因組的特點(diǎn)a、基因組較大。真核生物的基因組由多條線形的染色體構(gòu)成，每條染色體有一個線形的DNA分子，每個DNA分子有多個復(fù)制起點(diǎn)。b、不存在操縱子結(jié)構(gòu)。真核生物的同一個基因簇的基因，不會像原核生物的操縱子結(jié)構(gòu)那樣，轉(zhuǎn)錄到同一個mRNA上

23、。c、存在大量的重復(fù)序列。真核生物的基因組里存在大量重復(fù)序列，通過其重復(fù)程度可將其分成高度重復(fù)序列、中度重復(fù)序列、低度重復(fù)序列和單一序列。d、有斷裂基因。大多數(shù)真核生物為蛋白質(zhì)編碼的基因都含有“居間序列”，即不為多肽編碼，其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物在mRNA前體的加工過程中被切除的成分。4、 基因的拷貝數(shù)拷貝數(shù)就是指某基因（可以是質(zhì)粒）在某一生物的基因組中的個數(shù). 單拷貝就是該基因在該生物基因組中只有一個,多則指有多個。(1) 在細(xì)菌細(xì)胞中，某種特定質(zhì)粒的數(shù)目。根據(jù)復(fù)制特性，質(zhì)粒分嚴(yán)緊型和松弛型兩類，前者在細(xì)胞中只含12個，而后者含1015個以上。恒定的拷貝數(shù)與質(zhì)粒復(fù)制控制系統(tǒng)、宿主細(xì)胞遺傳背景及生長條件有關(guān)

24、。質(zhì)粒復(fù)制控制系統(tǒng)首先通過調(diào)節(jié)復(fù)制的起始點(diǎn)來控制拷貝數(shù)，調(diào)節(jié)因素包括阻遏蛋白、反義RNA和某些順向重復(fù)序列。有些質(zhì)粒還有其他控制系統(tǒng)，如有分配功能的par系統(tǒng)和確保質(zhì)粒穩(wěn)定遺傳的ccd系統(tǒng)。一旦質(zhì)粒上與調(diào)控有關(guān)的基因或位點(diǎn)突變，可使拷貝數(shù)明顯增加或減少。(2) 在細(xì)菌細(xì)胞中，某種特定基因的數(shù)目。5、 線粒體DNA線粒體中的遺傳物質(zhì)，線粒體能為細(xì)胞產(chǎn)生能量，是在細(xì)胞線粒體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的脫氧核糖核酸特殊形態(tài)。線粒體DNA（mtDNA）呈雙鏈環(huán)狀，在哺乳動物中大小一般在15kb18kb之內(nèi)。一個線粒體中一般有多個DNA分子。與核基因組相比，線粒體基因組有如下有趣的性質(zhì)：所有的基因都位于一個單一的環(huán)狀DNA

25、分子上。遺傳物質(zhì)不為核膜所包被。DNA不為蛋白質(zhì)所壓縮。基因組沒有包含那么多非編碼區(qū)域（垃圾DNA或“內(nèi)含子”）。一些密碼子與通用密碼子不同。相反，與一些紫色非硫細(xì)菌相似。一些堿基為兩個不同基因的一部分：某堿基作為一個基因的末尾，同時作為下一個基因的開始。線粒體DNA比DNA存活時間長得多，而且遺傳自母親，因此用來確認(rèn)家庭關(guān)系十分理想。第5章 、基因的自身維護(hù)1、 DNA復(fù)制DNA復(fù)制是指DNA雙鏈在細(xì)胞分裂以前的分裂間期進(jìn)行的復(fù)制過程，復(fù)制的結(jié)果是一條雙鏈變成兩條一樣的雙鏈（如果復(fù)制過程正常的話），每條雙鏈都與原來的雙鏈一樣。這個過程通過邊解旋邊復(fù)制和半保留復(fù)制機(jī)制得以順利完成。DNA復(fù)制主

26、要包括引發(fā)、延伸、終止三個階段。2、 DNA復(fù)制的特點(diǎn)A、半保留復(fù)制：DNA在復(fù)制時，以親代DNA的每一股作模板，合成完全相同的兩個雙鏈子代DNA，每個子代DNA中都含有一股親代DNA鏈，這種現(xiàn)象稱為DNA的半保留復(fù)制。DNA以半保留方式進(jìn)行復(fù)制，是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的實(shí)驗(yàn)所證明。B、有一定的復(fù)制起始點(diǎn)：DNA在復(fù)制時，需在特定的位點(diǎn)起始，這是一些具有特定核苷酸排列順序的片段，即復(fù)制起始點(diǎn)（復(fù)制子）。在原核生物中，復(fù)制起始點(diǎn)通常為一個，而在真核生物中則為多個。C、需要引物（primer)：DNA聚合酶必須以一段具有3'端自由羥基（3

27、9;-OH）的RNA作為引物，才能開始聚合子代DNA鏈。RNA引物的大小，在原核生物中通常為50100個核苷酸，而在真核生物中約為10個核苷酸。D、雙向復(fù)制：DNA復(fù)制時，以復(fù)制起始點(diǎn)為中心，向兩個方向進(jìn)行復(fù)制。但在低等生物中，也可進(jìn)行單向復(fù)制。E、半不連續(xù)復(fù)制：由于DNA聚合酶只能以5'3'方向聚合子代DNA鏈，因此兩條親代DNA鏈作為模板聚合子代DNA鏈時的方式是不同的。以3'5'方向的親代DNA鏈作模板的子代鏈在聚合時基本上是連續(xù)進(jìn)行的，這一條鏈被稱為領(lǐng)頭鏈（leading strand)。而以5'3'方向的親代DNA鏈為模板的子代鏈在聚合

28、時則是不連續(xù)的，這條鏈被稱為隨從鏈（lagging strand)。DNA在復(fù)制時，由隨從鏈所形成的一些子代DNA短鏈稱為岡崎片段（Okazaki fragment)。岡崎片段的大小，在原核生物中約為10002000個核苷酸，而在真核生物中約為100個核苷酸。3、 DNA復(fù)制的忠實(shí)性維護(hù)DNA聚合酶高度選擇性、DNA聚合酶的自我校對、錯配修復(fù)4、 連接體和去連接體5、 幾種特殊形式的DNA合成誘導(dǎo)型穩(wěn)定DNA復(fù)制、DNA重組依賴的DNA復(fù)制、組成型穩(wěn)定DNA復(fù)制、DNA的跨損傷復(fù)制。6、 DNA復(fù)制的多種形式滾環(huán)復(fù)制：滾環(huán)式復(fù)制(rolling circle replication)是噬菌體中

29、常見的DNA復(fù)制方式。滾環(huán)式復(fù)制的一個特點(diǎn)是以一條環(huán)狀單鏈DNA為模板，進(jìn)行新的DNA環(huán)狀分子合成。噬菌體的雙鏈DNA環(huán)狀分子先在一條單鏈的復(fù)制起點(diǎn)上產(chǎn)生一個切口(nick)，然后以另一條單鏈為模板不斷地合成新的單鏈。釋放出的新合成的單鏈或是先復(fù)制成雙鏈DNA，被酶切割成單位長度后，再形成環(huán)狀雙鏈DNA分子；或是釋放出的新合成的單鏈DNA，先被酶切割成單位長度形成單鏈環(huán)狀DNA分子后再復(fù)制成雙鏈環(huán)狀DNA分子。D環(huán)復(fù)制：雙螺旋的兩條鏈并不同時進(jìn)行復(fù)制，重鏈先開始復(fù)制，稍后輕鏈再開始復(fù)制，當(dāng)復(fù)制沿輕鏈開始時，重鏈上產(chǎn)生了D環(huán)，隨環(huán)形輕鏈復(fù)制的進(jìn)行，D環(huán)增大，輕鏈后亦開始復(fù)制，最后兩條鏈完成復(fù)制形

30、成兩條新的DNA雙螺旋。第6章 、綜合1、 DNA的損傷和修復(fù)DNA損傷修復(fù)是在細(xì)胞中多種酶的共同作用下，使DNA受到損傷的結(jié)構(gòu)大部分得以恢復(fù)，降低了突變率，保持了DNA分子的相對穩(wěn)定性。DNA分子的損傷類型有多種。UV照射后DNA分子上的兩個相鄰的胸腺嘧啶 (T)或胞嘧啶(C)之間可以共價鍵連結(jié)形成環(huán)丁酰環(huán)，這種環(huán)式結(jié)構(gòu)稱為二聚體。胸腺嘧啶二聚體的形成是 UV對DNA分子的主要損傷方式。射線、射線照射細(xì)胞后，由細(xì)胞內(nèi)的水所產(chǎn)生的自由基既可使DNA分子雙鏈間氫鍵斷裂,也可使它的單鏈或雙鏈斷裂。化學(xué)物中的博萊霉素、甲基磺酸甲烷等烷化劑也能造成鏈的斷裂。絲裂霉素C可造成DNA分子單鏈間的交聯(lián)，這種情況常發(fā)生在兩個單鏈的對角的鳥嘌呤之間。鏈的交聯(lián)也往往帶來DNA分子的斷裂。DNA分子還可以發(fā)生個別堿基或核苷酸的變化。