第二章 DNA復(fù)制與損傷

1、3-1 DNA復(fù)制概貌3-2 DNA復(fù)制酶和相關(guān)蛋白3-3 DNA的復(fù)制過程第三章第三章 DNA的復(fù)制的復(fù)制3-4 DNA的修復(fù)3-5 DNA的突變DNA復(fù)制是一個(gè)由多種酶催化和有多種蛋白質(zhì)參與的受到精密調(diào)控的過程； 3-1 DNA復(fù)制概貌DNA是細(xì)胞中唯一具修復(fù)系統(tǒng)的生物大分子。19581958年年MeselsonMeselson和和StahlStahl研究了經(jīng)研究了經(jīng)1515N N標(biāo)記幾代的大腸桿標(biāo)記幾代的大腸桿菌菌DNADNA，首次證明了，首次證明了DNADNA復(fù)制的半保留性。復(fù)制的半保留性。 一、一、DNADNA復(fù)制的半保留性復(fù)制的半保留性(Semiconservative repli

2、cation) 二、二、DNADNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制DNA synthesis is semidiscontinuous（一）（一） 起點(diǎn)（原點(diǎn)起點(diǎn)（原點(diǎn) origin）三、復(fù)制的起點(diǎn)、方向三、復(fù)制的起點(diǎn)、方向（即順序性及復(fù)制單位） replication origin & direction許多實(shí)驗(yàn)證明，許多實(shí)驗(yàn)證明，DNA的復(fù)制是由固定的起始點(diǎn)的復(fù)制是由固定的起始點(diǎn)開始的。開始的。E.E.colicoli染色體復(fù)制原點(diǎn)染色體復(fù)制原點(diǎn)oriCoriC成串排列成串排列3 3個(gè)個(gè)13bp13bp重復(fù)序列重復(fù)序列(GATCTNTTNTTTT)(GATCTNTTNTTTT)反向重

3、復(fù)出現(xiàn)反向重復(fù)出現(xiàn)4 4個(gè)個(gè)9bp9bp序列序列(TTATCCACA)(TTATCCACA)復(fù)制子復(fù)制子（replicon）一般把生物體的獨(dú)立復(fù)制單位稱為復(fù)制子。一般把生物體的獨(dú)立復(fù)制單位稱為復(fù)制子。一個(gè)復(fù)制子只含有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。即能啟動(dòng)即能啟動(dòng)DNADNA復(fù)制開始的基因組上的復(fù)制開始的基因組上的DNADNA順序，包括復(fù)順序，包括復(fù)制原點(diǎn)和引發(fā)復(fù)制的結(jié)構(gòu)基因，以及在其控制下的制原點(diǎn)和引發(fā)復(fù)制的結(jié)構(gòu)基因，以及在其控制下的DNADNA區(qū)段統(tǒng)稱為復(fù)制子。區(qū)段統(tǒng)稱為復(fù)制子。5 OHT C Appp OH CT C A C 5 OH 3+ ppi （二）子鏈（二）子鏈DNADNA延伸方向延伸方向 新鏈合

4、成只能從5 到 3 方向不同細(xì)胞的復(fù)制參數(shù)不同細(xì)胞的復(fù)制參數(shù) 原核生物原核生物（大腸桿菌）真核生物真核生物（人）細(xì)胞內(nèi)復(fù)制子的細(xì)胞內(nèi)復(fù)制子的數(shù)目（個(gè)）數(shù)目（個(gè)）1（1）多個(gè)（多個(gè)（103104）復(fù)制子平均長度復(fù)制子平均長度（kb）39106約約105106復(fù)制方向復(fù)制方向多為雙向多為雙向多為雙向多為雙向復(fù)制速度復(fù)制速度(bp/s/復(fù)制叉復(fù)制叉)等速（等速（850）等速（等速（6090）3-2 DNA復(fù)制酶和相關(guān)蛋白一、一、DNADNA聚合酶聚合酶DNA PolymeraseDNA Polymerase特點(diǎn)：特點(diǎn)：1.1.以以4 4種種dNTPdNTP為底物；為底物；2.2.反應(yīng)需要接受模板反應(yīng)

5、需要接受模板指導(dǎo)；指導(dǎo)；3.3.反應(yīng)需要有反應(yīng)需要有3-OH3-OH存在；存在；4.DNA4.DNA鏈的合成方向鏈的合成方向?yàn)闉? 3 5 3 ；5.5.產(chǎn)物產(chǎn)物DNADNA的性質(zhì)與的性質(zhì)與模板相同。模板相同。( (一一)DNA)DNA聚合酶聚合酶I IDNADNA聚合酶聚合酶I I是一種多功能酶。包括：是一種多功能酶。包括：5 3 5 3 聚合酶活性聚合酶活性。3 5 3 5 核酸外切酶活核酸外切酶活性性。5 3 5 3 核酸外切酶活核酸外切酶活性性。從從33端將端將DNADNA鏈水解鏈水解， DNA的校對(duì)（的校對(duì)（proofreading）功能）功能。從從55端將端將DNADNA鏈水解鏈水

6、解，DNA的修復(fù)功能的修復(fù)功能。將將dNTPdNTP加到加到DNADNA鏈的鏈的3-OH3-OH上，上，DNA的聚合功能。的聚合功能。klenowklenow片斷：片斷：用枯草桿菌蛋白酶處理可以將用枯草桿菌蛋白酶處理可以將DNADNA聚合酶聚合酶I I水解為水解為一大一小兩個(gè)片段。較大的一大一小兩個(gè)片段。較大的C C末端片斷分子量為末端片斷分子量為68KD68KD，叫，叫klenowklenow片斷，具有片斷，具有5353的聚合酶活性和的聚合酶活性和3535的外切酶活性，的外切酶活性，常用做體外合成常用做體外合成DNADNA的工具酶。的工具酶。切口平移：切口平移：DNADNA聚合酶聚合酶I I

7、的的5353核酸外切酶活性從核酸外切酶活性從55端切端切除除DNADNA受損傷的部位，受損傷的部位，DNADNA聚合酶聚合酶I I的的5353聚合酶活性隨即開聚合酶活性隨即開始工作，使始工作，使DNADNA鏈向鏈向33端延伸，這稱為切口平移（端延伸，這稱為切口平移（nick nick translationtranslation）。）。 在在DNADNA復(fù)制中，復(fù)制中，RNARNA引物的切除；引物的切除；DNADNA的損傷修復(fù)；的損傷修復(fù)；在體外，制備高放射性活性的在體外，制備高放射性活性的DNADNA探針。探針。( (二二)DNA)DNA聚合酶聚合酶 多亞基不對(duì)稱二聚體結(jié)構(gòu)多亞基不對(duì)稱二聚體

8、結(jié)構(gòu)(10(10種亞基種亞基) ) 1.1.亞基、亞基、亞基和亞基和亞基相連組成核心酶亞基相連組成核心酶（core enzymecore enzyme） 亞基具有亞基具有5353的的聚合酶活性聚合酶活性. .亞基具有亞基具有3535的的外切酶活性外切酶活性. . 亞基可能起組建的亞基可能起組建的作用作用. .2.DNA2.DNA聚合酶聚合酶具有持續(xù)合成能力具有持續(xù)合成能力. .亞基亞基的功能猶如的功能猶如夾子夾子: :提高了酶的持續(xù)合成能力提高了酶的持續(xù)合成能力. . 夾子裝置器（夾子裝置器（clamp loaderclamp loader）: :兩個(gè)兩個(gè)亞基與另亞基與另4 4個(gè)個(gè)亞基（亞基（

9、亞基、亞基、亞基、亞基、亞基、亞基、亞基）構(gòu)成亞基）構(gòu)成復(fù)合物，其主要功能時(shí)幫助復(fù)合物，其主要功能時(shí)幫助亞基夾住亞基夾住DNADNA，故稱，故稱夾子裝置器。夾子裝置器。 亞基亞基是一種依賴于是一種依賴于DNADNA的的ATPATP酶酶 亞基亞基起促使核心酶二聚化的作用起促使核心酶二聚化的作用 二、二、DNADNA旋轉(zhuǎn)酶旋轉(zhuǎn)酶(DNA Gyrase)(DNA Gyrase)DNADNA旋轉(zhuǎn)酶每作用一次產(chǎn)生兩個(gè)負(fù)超螺旋旋轉(zhuǎn)酶每作用一次產(chǎn)生兩個(gè)負(fù)超螺旋, ,可去除解螺旋產(chǎn)生的可去除解螺旋產(chǎn)生的扭曲張力扭曲張力. .并依賴于并依賴于亞基催化亞基催化ATPATP水解水解, ,以使酶構(gòu)象復(fù)原以使酶構(gòu)象復(fù)原

10、. .DNADNA旋轉(zhuǎn)酶的旋轉(zhuǎn)酶的抑制劑抑制劑如香豆霉素、新生霉素、萘啶酮酸等均能如香豆霉素、新生霉素、萘啶酮酸等均能抑制細(xì)菌的合成抑制細(xì)菌的合成. .三、三、DNADNA解旋酶解旋酶( (DNA HelicaseDNA Helicase) )和單鏈結(jié)合蛋白和單鏈結(jié)合蛋白( (Single-strand DNA binding protein, Single-strand DNA binding protein, SSBSSB) )1.1.DNADNA解螺旋酶解螺旋酶是是利用利用ATPATP水解獲得的能量水解獲得的能量打斷氫鍵打斷氫鍵，解開雙，解開雙鏈鏈DNADNA并在并在DNADNA分子上分

11、子上沿一定方向沿一定方向移動(dòng)的一類酶的總稱。移動(dòng)的一類酶的總稱。 防止核酸水解酶的作用防止核酸水解酶的作用 避免解開的單鏈避免解開的單鏈DNADNA重新締合形成雙鏈重新締合形成雙鏈 對(duì)單鏈對(duì)單鏈DNADNA有很高的親和性有很高的親和性 它們與它們與DNADNA結(jié)合時(shí)有協(xié)同作用結(jié)合時(shí)有協(xié)同作用 2.2.單鏈結(jié)合蛋白（單鏈結(jié)合蛋白（ SSB SSB ）：）： RNA RNA 聚合酶聚合酶 Rif Rif S S 完成對(duì)先導(dǎo)鏈引物的合成完成對(duì)先導(dǎo)鏈引物的合成 實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)DNADNA復(fù)制的轉(zhuǎn)錄激活起始復(fù)制的轉(zhuǎn)錄激活起始 引發(fā)酶引發(fā)酶 Rif Rif R R 完成對(duì)后隨鏈引物的合成完成對(duì)后隨鏈引物的合成

12、較先導(dǎo)鏈的啟動(dòng)落后一個(gè)較先導(dǎo)鏈的啟動(dòng)落后一個(gè)OkazakiOkazaki片斷片斷 完成完成10 10 NtRNANtRNA引物合成后引物合成后. DNApolII. DNApolII進(jìn)行進(jìn)行DNADNA鏈的延鏈的延伸伸 四、引發(fā)酶四、引發(fā)酶(Primerase)(Primerase)酶酶- AMP- AMP將腺苷?；▽⑾佘挣；ˋMPAMP）轉(zhuǎn)移給）轉(zhuǎn)移給DNADNA切口處的切口處的55磷酰基團(tuán)，磷酰基團(tuán)，以焦磷酸的形式活化，形成以焦磷酸的形式活化，形成AMP-P-DNAAMP-P-DNA。 五、連接酶五、連接酶(Ligase)DNADNA連接酶催化雙股鏈內(nèi)相鄰單鏈切口的連接酶催化雙股鏈內(nèi)相

13、鄰單鏈切口的3-OH3-OH與與5- P5- P酰基形成磷酸酯鍵。酰基形成磷酸酯鍵。 酶的活化酶的活化通過相鄰?fù)ㄟ^相鄰DNADNA的的3-OH3-OH對(duì)活化的對(duì)活化的P P原子進(jìn)行親核攻擊，生成原子進(jìn)行親核攻擊，生成33，5-5-磷酸二酯鍵，同時(shí)釋放出磷酸二酯鍵，同時(shí)釋放出AMPAMP。 催化過程：催化過程： 腺苷酰化腺苷?；疍NADNA親核攻擊完成親核攻擊完成DNADNA連接連接需要需要NADNAD+ +或或ATPATP提供腺苷?；ㄌ峁┫佘挣；ˋMPAMP），與酶活性中心的賴氨酸殘），與酶活性中心的賴氨酸殘基的基的-NH-NH2 2以磷酰胺鍵結(jié)合，形成共價(jià)中間體酶以磷酰胺鍵結(jié)合，形成共價(jià)

14、中間體酶- AMP- AMP； 。 3-3 DNA的復(fù)制過程一、一、E.E.colicoli的的DNADNA復(fù)制復(fù)制（環(huán)型雙股（環(huán)型雙股DNADNA，雙向，雙向方式）方式）分為三個(gè)階段：起始、延伸和終止分為三個(gè)階段：起始、延伸和終止復(fù)制體（復(fù)制體（ReplisomeReplisome）：）：在在DNADNA合成的生長點(diǎn)，即復(fù)合成的生長點(diǎn)，即復(fù)制叉上，分布著各種各樣與復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)因子，制叉上，分布著各種各樣與復(fù)制有關(guān)的酶和蛋白質(zhì)因子，它們構(gòu)成復(fù)合物稱為復(fù)制體。它們構(gòu)成復(fù)合物稱為復(fù)制體。DNADNA復(fù)制的階段表現(xiàn)在于復(fù)制體結(jié)構(gòu)的變化。復(fù)制的階段表現(xiàn)在于復(fù)制體結(jié)構(gòu)的變化。2.2.復(fù)制的終止復(fù)

15、制的終止1.1.環(huán)行環(huán)行E.E.colicoli染色體上的兩個(gè)復(fù)制叉相遇在排列有許多重復(fù)拷染色體上的兩個(gè)復(fù)制叉相遇在排列有許多重復(fù)拷貝貝TerTer序列（長約序列（長約22bp22bp）的一個(gè)終止區(qū)域（）的一個(gè)終止區(qū)域（terminusterminus），并停），并停止復(fù)制。止復(fù)制。 2.2.稱為稱為Tus (terminus utilizatlcon substanceTus (terminus utilizatlcon substance，終點(diǎn)利用物，終點(diǎn)利用物質(zhì)）的蛋白質(zhì)的結(jié)合于質(zhì)）的蛋白質(zhì)的結(jié)合于TerTer序列序列 ，Tus_TerTus_Ter復(fù)合物只能夠阻止復(fù)合物只能夠阻止一個(gè)方

16、向的復(fù)制叉。一個(gè)方向的復(fù)制叉。 3.E.3.E.colicoli分開連鎖體需要拓?fù)洚悩?gòu)酶分開連鎖體需要拓?fù)洚悩?gòu)酶（屬于類型（屬于類型topotopo酶）參與作用。分開兩閉合環(huán)。酶）參與作用。分開兩閉合環(huán)。 二、滾環(huán)復(fù)制（二、滾環(huán)復(fù)制（rolling rolling circle replicationcircle replication）X174X174的基因組的基因組DNADNA是單鏈環(huán)型是單鏈環(huán)型DNADNA，復(fù)制中首先合成其互補(bǔ)，復(fù)制中首先合成其互補(bǔ)鏈（而非其自身），形成復(fù)制型（鏈（而非其自身），形成復(fù)制型（replication form, RFreplication form, RF

17、），），然后進(jìn)行滾環(huán)型（然后進(jìn)行滾環(huán)型（roolling circleroolling circle）復(fù)制。）復(fù)制。滾環(huán)復(fù)制是在一條斷裂的親本鏈的滾環(huán)復(fù)制是在一條斷裂的親本鏈的3 3_OHOH上不斷地發(fā)生上不斷地發(fā)生DNADNA聚合物作用，因而也叫聚合物作用，因而也叫共價(jià)延伸（共價(jià)延伸（ covalence covalence elongationelongation ）。 三、三、D D環(huán)復(fù)制環(huán)復(fù)制（displacement replicationreplication）線粒體線粒體DNADNA的雙股鏈分為輕鏈的雙股鏈分為輕鏈和重鏈。它的復(fù)制是一種單和重鏈。它的復(fù)制是一種單向不對(duì)稱的特殊復(fù)制

18、方式向不對(duì)稱的特殊復(fù)制方式, ,稱稱為為環(huán)復(fù)制。環(huán)復(fù)制。復(fù)制從重鏈（鏈）的原點(diǎn)復(fù)制從重鏈（鏈）的原點(diǎn)開始，新合成的鏈置換原開始，新合成的鏈置換原來鏈，游離的單鏈稱為取代來鏈，游離的單鏈稱為取代鏈（鏈（displacementdisplacement）或環(huán)。）或環(huán)。 當(dāng)鏈合成進(jìn)行到約當(dāng)鏈合成進(jìn)行到約2/32/3時(shí)，時(shí)，輕鏈（鏈）的原點(diǎn)暴露出輕鏈（鏈）的原點(diǎn)暴露出來，并引發(fā)其合成，延伸方來，并引發(fā)其合成，延伸方向與鏈的相反。向與鏈的相反。 四、真核生物復(fù)制特點(diǎn)四、真核生物復(fù)制特點(diǎn)（一）真核生物（一）真核生物DNADNA復(fù)制與原核生物復(fù)制與原核生物DNADNA復(fù)制的復(fù)制的相同點(diǎn)。相同點(diǎn)。（二）真核生

19、物（二）真核生物DNADNA復(fù)制與原核生物復(fù)制與原核生物DNADNA復(fù)制的復(fù)制的不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：真核真核DNADNA有多個(gè)復(fù)制原點(diǎn)；有多個(gè)復(fù)制原點(diǎn)；2 2真核生物染色體在全部復(fù)制完成之前不能再重新開始復(fù)制，真核生物染色體在全部復(fù)制完成之前不能再重新開始復(fù)制，而在快速生長的原核生物中起點(diǎn)可以連續(xù)發(fā)動(dòng)復(fù)制。而在快速生長的原核生物中起點(diǎn)可以連續(xù)發(fā)動(dòng)復(fù)制。 3 3真核生物復(fù)制的調(diào)控遠(yuǎn)比原核生物更為復(fù)雜。真核生物復(fù)制的調(diào)控遠(yuǎn)比原核生物更為復(fù)雜。 4 4真核生物有多種聚合酶。真核生物有多種聚合酶。 從哺乳動(dòng)物中分出種從哺乳動(dòng)物中分出種DNA polDNA pol酶。分別為酶。分別為polpol、。 Pol

20、Pol（4 4亞基）：有引物合成酶活性。具有合成亞基）：有引物合成酶活性。具有合成RNARNA后后45dNTP45dNTP的活性。無外切酶活性。持續(xù)性中等，約為的活性。無外切酶活性。持續(xù)性中等，約為100100核苷酸，完成滯核苷酸，完成滯后鏈后鏈DNADNA復(fù)制。復(fù)制。 PolPol（2 2亞基）：有持續(xù)合成亞基）：有持續(xù)合成DNADNA鏈的能力，有鏈的能力，有3 3 55 核酸外切核酸外切酶活性（具有校正功能），完成前導(dǎo)鏈酶活性（具有校正功能），完成前導(dǎo)鏈DNADNA復(fù)制。復(fù)制。 PolPol（11亞基）：相當(dāng)于亞基）：相當(dāng)于E.E.colicoli的的polpol，是一種修復(fù)酶，具，是一種

21、修復(fù)酶，具有有3 3 5 5 核酸外切酶活性。核酸外切酶活性。 PolPol（1 1亞基）：與損傷修復(fù)有關(guān)。亞基）：與損傷修復(fù)有關(guān)。 PolPol（2 2亞基）：是線粒體亞基）：是線粒體DNADNA合成酶（合成酶（3 3 55 外切酶）外切酶） 五、真核生物端粒的復(fù)制五、真核生物端粒的復(fù)制 端粒端粒DNA (Telomer)(Telomer) TTGGGG(T2G4)序列高度重復(fù)的末端序列高度重復(fù)的末端 5 TTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGG 3 (rich G chain) 3 AACCCC AACCCC AACCCC 5 (rich C chain) G鏈鏈 T2G4-TTG

22、GGGT TGGG C鏈鏈-A2C4- telomerase 3 aaaAACCCCAACuuac- 5 端粒酶端粒酶(tolomerase)(tolomerase)的催化過程的催化過程七、七、DNADNA復(fù)制的忠實(shí)性復(fù)制的忠實(shí)性1.DNA1.DNA復(fù)制是按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則進(jìn)行的。復(fù)制是按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則進(jìn)行的。 2.DNA2.DNA聚合酶本身具有校正功能。聚合酶本身具有校正功能。 5. DNADNA的錯(cuò)配校正和修復(fù)系統(tǒng)保證的錯(cuò)配校正和修復(fù)系統(tǒng)保證DNADNA復(fù)制的忠實(shí)性。復(fù)制的忠實(shí)性。3. RNA3. RNA引物的存在與清除有利于降低錯(cuò)配率。引物的存在與清除有利于降低錯(cuò)配率。 4. DN

23、A4. DNA聚合酶催化的反應(yīng)機(jī)制，即聚合酶催化的反應(yīng)機(jī)制，即DNADNA聚合酶僅催化聚合酶僅催化5 5 33 方向方向的反應(yīng)。的反應(yīng)。 3-4 DNA的損傷及修復(fù)一、一、DNADNA的損傷的損傷DNADNA的損傷的損傷是指正常是指正常DNADNA分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)在某些物理、分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)在某些物理、化學(xué)因素（如射線和化學(xué)試劑）以及細(xì)胞自發(fā)產(chǎn)生的基因毒素等化學(xué)因素（如射線和化學(xué)試劑）以及細(xì)胞自發(fā)產(chǎn)生的基因毒素等干擾作用下發(fā)生改變的現(xiàn)象。干擾作用下發(fā)生改變的現(xiàn)象。（P221P221）（一）物理因素（一）物理因素 如如電離輻射電離輻射：使鏈的斷裂、堿基及五碳糖的損傷。：使鏈的斷裂

24、、堿基及五碳糖的損傷。紫外照射紫外照射（254nm）：使：使DNA分子的相鄰的分子的相鄰的2個(gè)個(gè)T形成二聚體（環(huán)丁基二形成二聚體（環(huán)丁基二聚體）；聚體）；（二）化學(xué)因素（二）化學(xué)因素 1.1.烷基化烷基化 2.2.亞硝基亞硝基 3.3.堿基類似物堿基類似物 4.4.吖啶類分子，如吖啶類分子，如EB EB （三）自發(fā)性損傷（三）自發(fā)性損傷 1. 1. 脫嘌呤和脫嘧啶脫嘌呤和脫嘧啶(AP(AP位點(diǎn)的產(chǎn)生位點(diǎn)的產(chǎn)生) )2. 2. 堿基的脫氨基作用堿基的脫氨基作用3. 3. 堿基的互變異構(gòu)堿基的互變異構(gòu)4. 4. 細(xì)胞正常代謝產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞正常代謝產(chǎn)物對(duì)DNADNA的損傷的損傷二、二、DNADNA的損傷

25、修復(fù)的損傷修復(fù)（一）錯(cuò)配修復(fù)（一）錯(cuò)配修復(fù)1. 1. 模板區(qū)分機(jī)制模板區(qū)分機(jī)制催化酶：催化酶：DamDam甲基化酶甲基化酶 發(fā)生時(shí)制：發(fā)生時(shí)制：DNADNA復(fù)制后的復(fù)制后的一段時(shí)間內(nèi)（約幾秒或一段時(shí)間內(nèi)（約幾秒或幾分鐘）幾分鐘） 發(fā)生部位：發(fā)生部位：GATCGATC中腺嘌中腺嘌呤呤N N 6 6的位置均可以發(fā)生的位置均可以發(fā)生甲基化甲基化 。2. 2. 修復(fù)位點(diǎn)的識(shí)別修復(fù)位點(diǎn)的識(shí)別 MutSMutS結(jié)合在錯(cuò)配位點(diǎn)，結(jié)合在錯(cuò)配位點(diǎn)， MutHMutH結(jié)合于結(jié)合于GATCGATC順序；順序； MutLMutL可以與可以與MutSMutS形成復(fù)形成復(fù)合物，并與合物，并與MutHMutH結(jié)合，結(jié)合，

26、在錯(cuò)配堿基兩邊的在錯(cuò)配堿基兩邊的DNADNA鏈沿鏈沿著復(fù)合物的移動(dòng)是等速，著復(fù)合物的移動(dòng)是等速， 穿過穿過MutLMutSMutLMutS復(fù)合物產(chǎn)復(fù)合物產(chǎn)生一個(gè)生一個(gè)DNADNA環(huán)，直到復(fù)合物環(huán)，直到復(fù)合物碰上甲基化的碰上甲基化的GATCGATC順序。順序。 MutHMutH催化切斷催化切斷GATCGATC順序順序G G堿堿基基5 5一邊的未甲基化鏈，一邊的未甲基化鏈，給該修復(fù)的鏈作上記號(hào)。給該修復(fù)的鏈作上記號(hào)。 3. 3. 修復(fù)的切割與聚合修復(fù)的切割與聚合 (1) (1) 當(dāng)錯(cuò)配點(diǎn)在切點(diǎn)當(dāng)錯(cuò)配點(diǎn)在切點(diǎn)5 5 端時(shí)，去甲基化以端時(shí)，去甲基化以3 3 55 方向降解（從方向降解（從切點(diǎn)切點(diǎn)錯(cuò)配點(diǎn)

27、）。錯(cuò)配點(diǎn)）。 這個(gè)過程要有：這個(gè)過程要有： DNADNA解螺旋酶解螺旋酶、 SSBSSB、 外切酶外切酶或或（由（由3 355方向降解）、方向降解）、 DNADNA聚合酶聚合酶、 DNADNA連接酶。連接酶。 (2) (2) 錯(cuò)配點(diǎn)在切點(diǎn)錯(cuò)配點(diǎn)在切點(diǎn)3 3 端一邊時(shí)，修復(fù)途徑類似。端一邊時(shí)，修復(fù)途徑類似。 外切酶外切酶（5 5 33 或或3 3 55 方向降解）、方向降解）、 或或RecJRecJ蛋白（蛋白（5 5 33 方向降解單鏈方向降解單鏈DNA DNA ）。）。 （二）（二）切除修復(fù)（切除修復(fù)（excision repair） 1. 1. 堿基切割修復(fù)堿基切割修復(fù)（base exci

28、sion repairbase excision repair）（1 1）由細(xì)胞內(nèi)一類特異的）由細(xì)胞內(nèi)一類特異的DNADNA糖糖苷酶（苷酶（glycosylaseglycosylase）識(shí)別）識(shí)別DNADNA中中不正常的堿基，并將其水解下來，不正常的堿基，并將其水解下來，形成形成APAP位點(diǎn)。位點(diǎn)。 （2 2）APAP核酸內(nèi)切酶在核酸內(nèi)切酶在APAP位點(diǎn)附近位點(diǎn)附近將將DNADNA鏈切開。（不同鏈切開。（不同APAP核酸內(nèi)切核酸內(nèi)切酶的作用方式不同，或是在酶的作用方式不同，或是在5 5 側(cè)切側(cè)切開，或是在開，或是在3 3 側(cè)切開）。側(cè)切開）。 （3 3）核酸外切酶將包括）核酸外切酶將包括APA

29、P位點(diǎn)在位點(diǎn)在內(nèi)的內(nèi)的DNADNA鏈切除。鏈切除。 （4 4）DNADNA聚合酶聚合酶兼有外切酶活性，兼有外切酶活性，并使并使DNADNA鏈鏈3 3 端延伸以填補(bǔ)空缺，端延伸以填補(bǔ)空缺，DNADNA連接酶將連上。連接酶將連上。 APAP位點(diǎn)的產(chǎn)生位點(diǎn)的產(chǎn)生2.2.核苷酸切除修復(fù)（核苷酸切除修復(fù)（nucleotide-excision repairnucleotide-excision repair） 切除酶（切除酶（excinucleaseexcinuclease）也是一種核酸內(nèi)切酶，但與一般的核酸）也是一種核酸內(nèi)切酶，但與一般的核酸內(nèi)切酶不同，在鏈的損傷兩側(cè)同時(shí)切開。編碼此酶的基因是內(nèi)切酶不

30、同，在鏈的損傷兩側(cè)同時(shí)切開。編碼此酶的基因是UvrUvr基因?；?。 大腸桿菌中大腸桿菌中ABCABC切除酶催化過程：切除酶催化過程： UvrAUvrA和和UvrBUvrB復(fù)合物（復(fù)合物（A A2 2B B）尋找并結(jié)合到損傷部位。尋找并結(jié)合到損傷部位。UvrAUvrA離解，離解，UvrBUvrB與與DNADNA牢固結(jié)合。牢固結(jié)合。 UvrCUvrC蛋白結(jié)合到蛋白結(jié)合到UvrBUvrB，UvrBUvrB切開切開損傷部位損傷部位3 3 端第端第5 5個(gè)磷酸二酯鍵，個(gè)磷酸二酯鍵，UvrCUvrC切開切開5 5 側(cè)第側(cè)第8 8個(gè)磷酸二酯鍵。個(gè)磷酸二酯鍵。 UvrDUvrD解螺旋酶幫助除去。解螺旋酶幫助

31、除去。 空缺由空缺由DNADNA聚合酶聚合酶和連接酶填補(bǔ)。和連接酶填補(bǔ)。 （三）（三）直接修復(fù)（直接修復(fù)（direct repair） 直接修復(fù)直接修復(fù)是指不需要移去任何堿基或核苷酸就可以將損傷逆是指不需要移去任何堿基或核苷酸就可以將損傷逆轉(zhuǎn)到正常狀態(tài)的修復(fù)機(jī)制。轉(zhuǎn)到正常狀態(tài)的修復(fù)機(jī)制。（P229P229）1. 1. 光復(fù)活修復(fù)（光復(fù)活修復(fù)（potoreactivation repairpotoreactivation repair） 2. O2. O6 6甲基鳥嘌呤的修復(fù)甲基鳥嘌呤的修復(fù) 光復(fù)活光復(fù)活(photoreactivation)(photoreactivation)是在可見光是在可見光(300(300600nm)600nm)的活化之的活化之下，光復(fù)活酶下，光復(fù)活酶(photoreactivating enzyme(photoreactivating enzyme，PR)PR)，或稱光敏裂，或稱光敏裂合酶合酶(photolyase)(photolyase)，催化嘧啶二聚體分解成為單體的過程。，催化嘧啶二聚體分解成為單體的過程。 光復(fù)活酶在生物界分布很廣，從低等單細(xì)胞生物一直到鳥類都有。光復(fù)活酶在生物界分布很廣，從低等單細(xì)胞生物一直到鳥類都有。 在烷基化作用下，堿基可被烷基化，使在烷基化作用下，堿基可被烷基化，使GCGC對(duì)變?yōu)閷?duì)變?yōu)镚 GT T，易突變，易突變?yōu)闉锳