第14章-DNA的生物合成省公開課金獎(jiǎng)全國賽課一等獎(jiǎng)微課獲獎(jiǎng)?wù)n件

遺傳信息傳遞與表示生物化學(xué)主要研究內(nèi)容1/1082/108基因（gene）：生物活性產(chǎn)物編碼最小DNA功效片段。其產(chǎn)物為各種RNA或蛋白質(zhì)?；蚪M（genome)：

某一物種擁有全部遺傳物質(zhì)，從分子意義上說，是指全部DNA序列?；虮硎荆╣eneexpression）：指DNA分子中遺傳信息經(jīng)過轉(zhuǎn)錄和翻譯合成出蛋白質(zhì)過程。3/108中心法則（thecentraldogma）4/1085/108第十四章

DNA生物合成6/108導(dǎo)學(xué)1.掌握DNA復(fù)制基本規(guī)律。2.掌握參加DNA復(fù)制各種主要酶功效。3.掌握DNA生物合成基本過程。掌握端粒概念、合成和意義。4.掌握逆轉(zhuǎn)錄概念。了解逆轉(zhuǎn)錄應(yīng)用。5.掌握DNA損傷修復(fù)類型及特點(diǎn)。了解DNA突變類型。7/10814.1DNA復(fù)制特征14.2DNA復(fù)制酶學(xué)14.3DNA復(fù)制過程14.4端粒DNA合成14.5逆轉(zhuǎn)錄作用14.6DNA損傷與修復(fù)14.7基因重組和克隆8/10814.1DNA復(fù)制特征半保留復(fù)制(semi-conservativereplication)雙向復(fù)制(bidirectionalreplication)半不連續(xù)復(fù)制(semi-discontinuousreplication)9/10814.1.1DNA半保留復(fù)制

全保留式半保留式混合式子鏈繼承母鏈遺傳信息幾個(gè)可能方式10/108半保留復(fù)制試驗(yàn)證據(jù)：Meselson

&Stahl,1958——同位素15N標(biāo)識(shí)放射CsCl密度梯度離心試驗(yàn)?！紫闰?yàn)明了DNA半保留復(fù)制假說。14.1.1DNA半保留復(fù)制11/108半保留復(fù)制（semi-conservativereplication）：

復(fù)制時(shí)，每一條DNA鏈在新鏈合成中充當(dāng)模板，按堿基配對(duì)方式形成兩個(gè)新DNA分子，每個(gè)分子都含有一條新鏈和一條舊鏈。新鏈舊鏈14.1.1DNA半保留復(fù)制12/108生物學(xué)意義：

半保留復(fù)制這種方式可確保親代遺傳特征完整無誤傳遞給子代，表達(dá)了遺傳保守性。14.1.1DNA半保留復(fù)制13/108復(fù)制叉（replicationfork）復(fù)制開始后因?yàn)镈NA雙鏈解開，在兩股單鏈上進(jìn)行復(fù)制，形成Y字狀結(jié)構(gòu)。14.1.2DNA雙向復(fù)制14/108雙向復(fù)制雙向復(fù)制驗(yàn)證試驗(yàn)單向復(fù)制第一次脈沖標(biāo)識(shí)：

低放射性（藍(lán)色）第二次脈沖標(biāo)識(shí)：

高放射性（紅色內(nèi)環(huán)）1963年Cairns，3H摻入放射自顯影試驗(yàn)。14.1.2DNA雙向復(fù)制雙向復(fù)制

DNA從起始點(diǎn)(origin)向兩個(gè)方向解鏈，形成兩個(gè)延伸方向相反復(fù)制叉，稱為雙向復(fù)制。15/10814.1.2DNA雙向復(fù)制原核生物雙向復(fù)制——型復(fù)制

只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。16/10814.1.2DNA雙向復(fù)制復(fù)制子（replicon）

真核生物雙向復(fù)制中兩個(gè)起始點(diǎn)之間DNA片段。復(fù)制子是獨(dú)立完成復(fù)制功效單位。染色體DNA有多個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。17/108合成方向和速度方向：

新生DNA鏈合成方向?yàn)椋?’→3’。速度：

原核生物復(fù)制叉移動(dòng)快（約105bp/min）E.coli5×106個(gè)堿基在30min內(nèi)能夠完成一次復(fù)制。

真核生物復(fù)制叉移動(dòng)慢（約5×102～5×103bp/min）

人3×109個(gè)堿基在8h內(nèi)能夠完成一次復(fù)制。

（0.8min能夠復(fù)制一次人5×106個(gè)堿基）

為何不是3’→5’？為何真核生物復(fù)制叉移動(dòng)快卻沒有真核生物復(fù)制效率高？14.1.2DNA雙向復(fù)制18/10814.1.2DNA半不連續(xù)復(fù)制DNA復(fù)制幾個(gè)可能方式長片段短時(shí)間3H摻入長片段+短片段短片段自顯影&

提取DNA長片段長片段短片段長時(shí)間3H摻入Okazaki，196819/108DNA半不連續(xù)復(fù)制（semi-discontinuousreplication）：

前導(dǎo)鏈（leadingstrand）連續(xù)復(fù)制和后隨鏈（laggingstrand）不連續(xù)復(fù)制方式。14.1.2DNA半不連續(xù)復(fù)制20/108岡崎片段（Okazakifragment）：在不連續(xù)后隨鏈DNA合成中形成DNA短片段。在原核生物有1000～核苷酸，真核生物約100～200核苷酸。14.1.2DNA半不連續(xù)復(fù)制3’5’5’3’3’5’5’3’前導(dǎo)鏈：連續(xù)復(fù)制岡崎片段復(fù)制叉復(fù)制叉后隨鏈：不連續(xù)復(fù)制3’5’5’3’21/10814.1DNA復(fù)制特征——小結(jié)1、三種特征：半保留、雙向、不連續(xù)性。

2、生物科學(xué)問題研究方式

提出問題——建立假說——試驗(yàn)驗(yàn)證22/108底物:

dNTP(A/G/C/T)聚合酶:依賴DNADNA聚合酶其它酶:拓?fù)洚悩?gòu)酶、解螺旋酶、單鏈DNA結(jié)合蛋白、連接酶。14.2DNA復(fù)制酶學(xué)DNA復(fù)制體系模板:

解開成單鏈DNA母鏈引物:提供3‘-OH末端寡核苷酸23/108DNA聚合酶（DNApolymerase，DNA-pol）：

以單鏈或雙鏈DNA為模板，催化由脫氧核苷三磷酸合成DNA酶。活性：

1.5

3

聚合活性2.核酸外切酶活性種類：

大腸桿菌：DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。真核生物：含有DNA聚合酶

、β、

、δ和ε。14.2.1DNA聚合酶24/10814.2.1DNA聚合酶聚合活性化學(xué)反應(yīng)Polymerase(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi

25/108聚合活性作用特點(diǎn)4種dNTP底物（A/G/C/T）,與之有高度親和力；

接收模板指導(dǎo)；

遵照堿基互補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)，識(shí)別是否是正確堿基；

無法催化2個(gè)游離單核苷酸形成磷酸酯鍵；

需引物提供3′-OH；

新鏈生長方向：5′→3′。14.2.1DNA聚合酶26/10814.2.1DNA聚合酶核酸外切酶活性5′AGCTTCAGGATA

3′

|||||||||||3′TCGAAGTCCTAGCGAC5′

3

5

外切酶活性

5

3

外切酶活性?能切除引物和突變DNA片段。能識(shí)別錯(cuò)配堿基對(duì)，并將其水解。27/10828/10814.2.1DNA聚合酶DNA聚合酶（DNApolymerase，DNA-pol）：

以單鏈或雙鏈DNA為模板，催化由脫氧核苷三磷酸合成DNA酶?；钚裕?/p>

1.5

3

聚合活性2.核酸外切酶活性種類：

大腸桿菌：DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。真核生物：含有DNA聚合酶

、β、

、δ和ε。29/1081959年獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)

在大腸桿菌中發(fā)覺DNA聚合酶I。

奧喬亞科恩伯格

SeveroOchoaArthurKornberg14.2.1DNA聚合酶30/108大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ（pol)性質(zhì)：

5′→3′聚合酶活性，5′→3′外切酶活性，3′→5′外切酶活性。生理功效：校讀，去除RNA引物，填補(bǔ)空隙，參加DNA損傷修復(fù)。14.2.1DNA聚合酶31/108323個(gè)氨基酸小片段5

核酸外切酶活性大片段/Klenow片段

604個(gè)氨基酸

5

核酸外切酶活性5

3

DNA聚合酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNApolⅠ14.2.1DNA聚合酶Klenow片段Klenow片段是試驗(yàn)室合成DNA，進(jìn)行分子生物學(xué)研究中慣用工具酶。

32/108大腸桿菌DNA聚合酶Ⅱ（polⅡ）性質(zhì)：

5′→3′聚合酶活性，3′→5′外切酶活性。無5′→3′外切酶活性。生理功效：

只是在無polⅠ及polⅢ情況下暫時(shí)起作用；

對(duì)模板特異性不高,主要參加DNA損傷修復(fù)。14.2.1DNA聚合酶33/108大腸桿菌DNA聚合酶Ⅲ（polⅢ）組成：

最少由10種亞基組成，二聚體，其中α、ε和θ組成

關(guān)鍵酶；性質(zhì)：5′→3′聚合酶活性，3′→5′外切酶活性。無5′→3′外切酶活性。生理功效：

真正起復(fù)制作用酶，主要負(fù)責(zé)DNA鏈延伸。14.2.1DNA聚合酶34/108關(guān)鍵酶α亞基：5′→3′聚合酶活性；ε亞基：3′→5′外切酶活性，起校對(duì)功效，

可提升聚合酶Ⅲ復(fù)制DNA保真性；

亞基：可能起組建作用。β亞基：如同夾子，識(shí)別引物夾住DNA分子向前滑動(dòng)；其余亞基：組成-復(fù)合物，可增強(qiáng)關(guān)鍵酶活性

作用。夾子裝配復(fù)合體35/108

亞基：促使關(guān)鍵酶二聚化關(guān)鍵酶二聚化DNA聚合酶III有兩個(gè)β夾子裝配復(fù)合體。36/10837/108DNA聚合酶polⅠpolⅡpolⅢ亞基數(shù)目1≥7≥105′→3′聚合酶活性+++3′→5′外切酶活性+++5′→3′外切酶活性+--聚合速度(核苷酸/分)1000-1200240015000-60000連續(xù)合成能力3-2001500≥500000生理功效切除引物修復(fù)復(fù)制修復(fù)大腸桿菌3種DNA聚合酶性質(zhì)比較14.2.1DNA聚合酶38/108DNA聚合酶（DNApolymerase，DNA-pol）：

以單鏈或雙鏈DNA為模板，催化由脫氧核苷三磷酸合成DNA酶。種類：

大腸桿菌：DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。真核生物：含有DNA聚合酶

、β、

、δ和ε。14.2.1DNA聚合酶39/108真核生物DNA聚合酶14.2.1DNA聚合酶DNA-pol

起始引發(fā)，有引物酶活性。延長子鏈主要酶，有解螺旋酶活性。參加低保真度復(fù)制。在復(fù)制過程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口作用。在線粒體DNA復(fù)制中起催化作用。DNA-pol

DNA-pol

DNA-pol

DNA-pol

40/1081.恪守嚴(yán)格堿基配對(duì)規(guī)律(錯(cuò)配率10-4~10-5)；2.聚合酶在復(fù)制延長時(shí)對(duì)堿基選擇功效

(錯(cuò)配率10-4~10-5)；3.復(fù)制犯錯(cuò)時(shí)DNA-pol即時(shí)校讀功效。DNA復(fù)制保真性最少要依賴三種機(jī)制14.2.1DNA聚合酶41/108解螺旋酶（unwindingenzyme）：

又稱解鏈酶（helicase）或rep蛋白。利用ATP供能，作用于氫鍵，使DNA雙鏈解開成為兩條單鏈。每解開一對(duì)堿基，需消耗2分子ATP。種類：

當(dāng)前發(fā)覺最少存在兩種解螺旋酶。14.2.2解螺旋酶42/108單鏈DNA結(jié)合蛋白（singlestrandbindingprotein，SSB）一些能夠與單鏈DNA結(jié)合蛋白質(zhì)因子。生理功效：維持單鏈狀態(tài)，預(yù)防復(fù)性；反抗核酸酶水解，保護(hù)單鏈完整。作用原理：

SSB可結(jié)合32個(gè)核苷酸單位，在DNA解鏈中不停結(jié)合，脫離再結(jié)合。14.2.3單鏈DNA結(jié)合蛋白

43/108拓?fù)洚悩?gòu)酶（topoisomerase）：

DNA復(fù)制時(shí)，負(fù)責(zé)調(diào)整DNA超螺旋圈數(shù)。拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ拓?fù)洚悩?gòu)酶ⅡATP供能--+負(fù)螺旋消除和降低消除引入2個(gè)切斷方式雙鏈中一條雙鏈定位轉(zhuǎn)錄區(qū)染色質(zhì)骨架蛋白和核基質(zhì)相關(guān)功效轉(zhuǎn)錄復(fù)制DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ&Ⅱ：14.2.4拓?fù)洚悩?gòu)酶

(注:拓?fù)湟辉~含義是指物體或圖象作彈性移位而又保持物體不變性質(zhì)。)44/108DNA連接酶（ligase）：催化兩段DNA片段之間形成磷酸二酯鍵，而使兩段DNA連接起來，不能將兩條游離DNA單鏈連接起來。DNA連接酶催化條件需一段DNA片段含有3’-OH，而另一段DNA片段含有5’-Pi基；未封閉缺口位于雙鏈DNA中，即其中有一條鏈必須是完整；需要消耗能量，原核生物中由NAD+供能，真核生物中由ATP供能。35535353HOP

DNAligaseNADATPNMNAMP+PPi′′′′′′′′+14.2.5DNA連接酶45/10814.2DNA復(fù)制酶學(xué)——小結(jié)46/10814.3DNA復(fù)制過程復(fù)制起始復(fù)制延伸復(fù)制終止47/10814.3.1復(fù)制起始需要處理兩個(gè)問題：1.DNA解開成單鏈，提供模板。2.合成引物，提供3-OH末端；形成引發(fā)體。48/1081、預(yù)引發(fā)解旋解鏈，形成復(fù)制叉：

由拓?fù)洚悩?gòu)酶和解鏈酶作用，使DNA超螺旋及雙螺旋結(jié)構(gòu)解開，堿基間氫鍵斷裂，形成兩條單鏈DNA。單鏈DNA結(jié)合蛋白結(jié)合在兩條單鏈DNA上，形成叉狀結(jié)構(gòu)。14.3.1復(fù)制起始49/108引發(fā)體組裝：

由蛋白因子識(shí)別復(fù)制起始點(diǎn)，并與其它蛋白因子及引物酶一起組裝形成引發(fā)體，含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA復(fù)制起始區(qū)域復(fù)合結(jié)構(gòu)。

14.3.1復(fù)制起始DnaADnaB、DnaCDNA拓?fù)洚悩?gòu)酶DnaGSSB3

5

3

5

（輔助DnaB與DNA結(jié)合）（解旋酶）（識(shí)別起始位點(diǎn)）（引物酶）50/1082、引發(fā)

在引物酶催化下，以DNA為模板，合成一段短RNA片段，從而取得3'端自由羥基（3'-OH）。14.3.1復(fù)制起始3

5

3

5

引物3'HO5'引物酶51/108復(fù)制延伸指在DNA-pol催化下，dNTP以dNMP方式逐一加入引物或延長中子鏈上，其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵不停生成。

14.3.2復(fù)制延伸5'3'5'dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH3'

3'DNA-pol52/108特點(diǎn)：由DNA聚合酶催化，以3’→5’方向親代DNA鏈為模板，從5’→3’方向聚合子代DNA鏈。在原核生物中，參加DNA復(fù)制延長是DNA聚合酶Ⅲ；而在真核生物中，是DNA聚合酶δ、γ和ε。14.3.2復(fù)制延伸53/108過程引發(fā)體移動(dòng)前導(dǎo)鏈延長滯后鏈延長環(huán)狀結(jié)構(gòu)；前一個(gè)岡崎片段尾巴，切除引物。14.3.2復(fù)制延伸前導(dǎo)鏈滯后鏈引發(fā)體54/10814.3.2復(fù)制延伸前導(dǎo)鏈和隨從鏈同時(shí)合成過程階段一階段二55/10814.3.2復(fù)制延伸階段三階段四56/108去除引物，填補(bǔ)缺口

連接岡崎片段：

在DNA連接酶催化下，形成最終一個(gè)磷酸酯鍵，將岡崎片段連接起來，形成完整DNA長鏈。

14.3.3復(fù)制終止57/108細(xì)菌環(huán)狀染色體：

兩個(gè)復(fù)制叉向前推移，在終止區(qū)相遇而停頓復(fù)制，復(fù)制體解體。細(xì)菌復(fù)制終止區(qū)含有多個(gè)約22bp終止子位點(diǎn)，大腸桿菌有7個(gè)終止子位點(diǎn)。復(fù)制速度不一樣。14.3.3復(fù)制終止順時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針逆時(shí)針58/10814.3.3復(fù)制終止59/108線性DNA在復(fù)制完成后，其末端因?yàn)橐颮NA水解而可能出現(xiàn)縮短。在端粒酶（telomerase）催化下，可進(jìn)行延長反應(yīng)。14.3.3復(fù)制終止真核生物染色體：

60/10814.3DNA復(fù)制過程——小結(jié)61/108復(fù)制過程簡圖14.3DNA復(fù)制過程——小結(jié)62/10814.3.4原核與真核生物DNA復(fù)制差異點(diǎn)原核生物真核生物起點(diǎn)單起點(diǎn)多起點(diǎn)復(fù)制子大而少小而多復(fù)制叉移動(dòng)速度900nt/s50nt/s岡崎片段1000~nt100~200nt酶系種類少種類多第二輪復(fù)制第一輪未結(jié)束就能夠開始第二輪復(fù)制復(fù)制許可因子調(diào)控，復(fù)制周期不可重合末端環(huán)狀分子，末端不縮短線形分子，末端會(huì)縮短端粒酶-+63/108端粒端粒中心粒真核生物染色體端粒（telomere）：真核生物線性染色體末端所含有特殊結(jié)構(gòu)，通常膨大成粒狀。14.4端粒DNA合成64/10814.4端粒DNA合成功效維持染色體結(jié)構(gòu)完整性；端粒存在使每次丟失僅為端粒一部分，從而保護(hù)了染色體內(nèi)部結(jié)構(gòu)基因。維持DNA復(fù)制完整性。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)由末端DNA序列和蛋白質(zhì)組成。末端DNA序列是屢次重復(fù)富含G、T堿基短序列。65/10814.4端粒DNA合成端粒DNA合成：

在端粒酶（telomerase）催化下，進(jìn)行延長反應(yīng)。66/108端粒酶：

一個(gè)RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體，它能夠其RNA為模板，經(jīng)過逆轉(zhuǎn)錄過程對(duì)末端DNA鏈進(jìn)行延長。組成：端粒酶RNA端粒酶協(xié)同蛋白端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶14.4端粒DNA合成端粒酶分子結(jié)構(gòu)67/108端粒合成機(jī)制：不依賴模板，以爬行方式合成。14.4端粒DNA合成68/108母鏈藉非標(biāo)準(zhǔn)堿基配對(duì)回折DNA聚合酶復(fù)制子鏈端粒合成完成深入加工69/10814.4端粒DNA合成端粒及端粒酶生理意義成年人端粒比胚胎細(xì)胞端粒短；老化與端粒酶活性下降相關(guān)；腫瘤發(fā)生與端粒酶活性相關(guān)；端粒酶不一定能決定端粒長度。70/108細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂細(xì)胞衰老端粒酶永生化抗腫瘤靶點(diǎn)71/108

正常細(xì)胞：細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂

衰老死亡

細(xì)胞年輕化

端粒酶重新引入抗衰老72/108ElizabethBlackburnCarolGreiderJackSzostak14.4端粒DNA合成年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)73/10814.5逆轉(zhuǎn)錄作用逆轉(zhuǎn)錄

(reversetranscription)

在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下，以RNA為模板合成DNA過程，又稱反轉(zhuǎn)錄。RNADNA

逆轉(zhuǎn)錄酶74/108逆轉(zhuǎn)錄酶

(reversetranscriptase)從RNA病毒中發(fā)覺，能催化以RNA為模板合成雙鏈DNA酶，全稱為依賴RNADNA聚合酶。

有三種活性：RNA指導(dǎo)DNA聚合活性DNA指導(dǎo)DNA聚合活性RNaseH活性（專一水解RNA-DNA雜交分子中RNA，可沿5'

3'和3'

5'兩個(gè)方向起核酸外切酶作用。）14.5逆轉(zhuǎn)錄作用75/10814.5逆轉(zhuǎn)錄作用逆轉(zhuǎn)錄病毒細(xì)胞內(nèi)逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象RNA模板逆轉(zhuǎn)錄酶DNA-RNA

雜化雙鏈RNA酶單鏈DNA逆轉(zhuǎn)錄酶雙鏈DNA76/10814.5逆轉(zhuǎn)錄作用分子生物學(xué)研究可應(yīng)用逆轉(zhuǎn)錄酶，作為獲取基因工程目標(biāo)基因主要方法之一。以mRNA為模板，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄合成與mRNA堿基序列互補(bǔ)DNA鏈。試管內(nèi)合成cDNAcomplementaryDNA逆轉(zhuǎn)錄酶AAAATTTTAAAASI核酸酶

DNA聚合酶Ⅰ堿水解TTTTcDNA法77/10814.5逆轉(zhuǎn)錄作用逆轉(zhuǎn)錄研究意義逆轉(zhuǎn)錄酶和逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象，是分子生物學(xué)研究中重大發(fā)覺；逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象說明：最少在一些生物，RNA一樣兼有遺傳信息傳代與表示功效；對(duì)逆轉(zhuǎn)錄病毒研究，拓寬了20世紀(jì)初已注意到病毒致癌理論。

78/10814.6

DNA損傷（突變）與修復(fù)14.6.1DNA損傷(突變)14.6.2引發(fā)DNA突變?cè)?4.6.3DNA損傷修復(fù)79/108DNA損傷（DNAdamage）：

泛指一切DNA結(jié)構(gòu)和功效改變。包含各種突變類型、堿基損傷和DNA鏈斷裂。DNA突變（DNAmutation）：

由遺傳物質(zhì)結(jié)構(gòu)改變而引發(fā)遺傳信息改變。從分子水平來看，突變就是DNA分子上堿基改變。14.6.1

DNA損傷（突變）80/10814.6.1

DNA損傷（突變）DNA突變類型81/108DNA突變效應(yīng)14.6.1

DNA損傷（突變）同義突變：基因突變?cè)斐蒻RNA密碼子第三位堿基改變，其意義不發(fā)生改變，翻譯產(chǎn)物中氨基酸殘基次序不變，但有時(shí)可引發(fā)翻譯效率降低。錯(cuò)義突變：基因突變?cè)斐蒻RNA密碼子堿基被置換，其意義發(fā)生改變，翻譯產(chǎn)物中氨基酸殘基次序發(fā)生改變。無義突變：基因突變?cè)斐蒻RNA密碼子堿基被置換而改變成終止密碼子，引發(fā)多肽鏈合成終止。移碼突變：基因突變?cè)斐蒻RNA密碼子堿基被置換，引發(fā)突變點(diǎn)之后氨基酸殘基次序全部發(fā)生改變。82/108突變意義突變是進(jìn)化、分化分子基礎(chǔ)突變?cè)斐苫蛐透淖兺蛔冊(cè)斐伤劳鐾蛔兪且恍┘膊“l(fā)病基礎(chǔ)14.6.1

DNA損傷（突變）83/108鐮形紅細(xì)胞貧血病人Hb(HbS)β亞基N-val

·

his

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C肽鏈CACGTG基因正常成人Hb(HbA)β亞基N-val

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C肽鏈CTCGAG基因14.6.1

DNA損傷（突變）DNA突變?cè)斐杉膊。ɡ樱?4/1081949年波林發(fā)覺鐮刀型細(xì)胞貧血癥（病人紅血細(xì)胞為鐮刀形）與血紅蛋白結(jié)構(gòu)異常相關(guān)。14.6.1

DNA損傷（突變）85/10814.6.2引發(fā)DNA突變?cè)蜃园l(fā)性:自然錯(cuò)配率約為10-9～10-10左右。物理原因:如UV(ultraviolet)、各種輻射。化學(xué)原因:

烷化劑、堿基類似物、以及其它一些人工合成或環(huán)境中存在化學(xué)物質(zhì)，這些誘發(fā)突變化學(xué)物質(zhì),稱為致癌劑。生物原因:

抗菌素類、黃曲霉素和病毒等。86/108物理原因紫外線14.6.2引發(fā)DNA突變?cè)?7/10814.6.2引發(fā)DNA突變?cè)虺Ｒ娀瘜W(xué)誘變劑化合物類別作用點(diǎn)分子改變堿基類似物如：5-BUA?5-BU?G-A--T--G--C-羥胺類（NH2OH）T?C-T--A--C--G-亞硝酸鹽（NO2）C?U-G--C--A--T-烷化劑如：氮芥類，NitrominsG?mGG?mGDNA缺失G化學(xué)原因88/108修復(fù)

對(duì)已發(fā)生分子改變賠償辦法，使其回復(fù)為原有天然狀態(tài)。修復(fù)方式直接修復(fù)：光復(fù)活修復(fù)、轉(zhuǎn)甲基作用、直接連接；取代修復(fù)：切除修復(fù)、重組修復(fù)、SOS修復(fù)。14.6.3

DNA損傷修復(fù)89/108轉(zhuǎn)甲基作用：

在轉(zhuǎn)甲基酶催化下，將DNA上被修飾甲基去除。此時(shí)，轉(zhuǎn)甲基酶本身被甲基化而失活。直接連接：DNA斷裂形成缺口，能夠在DNA連接酶催化下，直接進(jìn)行連接而封閉缺口。14.6.3

DNA損傷修復(fù)90/108光復(fù)活：

能夠修復(fù)任何嘧啶二聚體損傷。光修復(fù)酶14.6.3

DNA損傷修復(fù)91/108

切除修復(fù)它是細(xì)胞內(nèi)最主要和有效修復(fù)機(jī)制，主要由DNA-polⅠ和連接酶完成。UvrAUvrBUvrCOHPDNA聚合酶ⅠOHPDNA連接酶NAD+E.Coli切除修復(fù)機(jī)制14.6.3

DNA損傷修復(fù)92/108切除修復(fù)動(dòng)畫14.6.3

DNA損傷修復(fù)93/108切除修復(fù)對(duì)各種DNA損傷起修復(fù)作用：

?堿基脫落形成無堿基位點(diǎn)

?嘧啶二聚體

?堿基烷基化

?單鏈斷裂

?堿基錯(cuò)配

?龐大化學(xué)附加物

?鏈間交聯(lián)14.6.3

DNA損傷修復(fù)94/108著色性干皮病(xerodermapigmentosis，XP)

切除修復(fù)缺點(diǎn)性遺傳病。

XP病人細(xì)胞對(duì)嘧啶二聚體和烷基化去除能力降低，不能修復(fù)紫外線照射引發(fā)DNA損傷，所以易發(fā)生皮膚癌。14.6.3

DNA損傷修復(fù)95/108重組修復(fù)14.6.3

DNA損傷修復(fù)跳過損傷部位新鏈產(chǎn)生缺口由母鏈經(jīng)過重組方式填補(bǔ)原損傷部位并沒有切除，但在后代逐步稀釋。96/108SOS修復(fù)這是一個(gè)在DNA分子受到較大范圍損傷而且使復(fù)制受到抑制時(shí)出現(xiàn)修復(fù)機(jī)制。在E.coli，各種與修復(fù)相關(guān)基因，組成一個(gè)稱為調(diào)整子(regulon)網(wǎng)絡(luò)式調(diào)控系統(tǒng)。這種修復(fù)特異性低，對(duì)堿基識(shí)別、選擇能力差。經(jīng)過SOS修復(fù)，復(fù)制如能繼續(xù)，細(xì)胞是可存活。然而DNA保留錯(cuò)誤較多，造成較廣泛、長久突變。14.6.3

DNA損傷修復(fù)97/10814.6.3