10+DNA的生物合成修复.ppt

第十章 DNA的生物合成 第一节 DNA的半保留复制 DNA的半保留复制的概念 DNA的半保留复制实验依据 DNA的半保留复制实验依据 原核生物DNA聚合反应有关的酶类 连接酶连接切口 DNA聚合酶催化的链延长反应 DNA聚合酶的3′- 5′外切酶水解位点 DNA聚合酶5′- 3′外切酶活力 大肠杆菌三种DNA聚合酶比较 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ全酶的结构和功能 DNA的双向和单向复制 半不连续复制 原核细胞DNA的半不连续复制复制过程 大肠杆菌复制起点OriC成串排列的重复序列 大肠杆菌复制体结构示意图 复制叉处前导链和随后链同时合成的工作模型 大肠杆菌染色体复制的终止 复制的忠实性 DNA聚合酶的校对功能 起始时以RNA作为引物的作用 真核细胞DNA复制的特点 真核生物的DNA聚合酶 端粒酶（telomerase） 端粒合成的一种模型 真核和原核DNA细胞复制比较 DNA的重组修复（复制后修复） 应急反应（ SOS ）和易错修复 定义：许多造成DNA损伤或抑制复制处理均能引起引起一系列复杂的诱导效应，称应急反应（SOS response） 特点：DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA复制方式。修复结果只能维持基因组的完整性，提高细胞的存活率，但留下的错误较多，故又称错误倾向修复，使细胞有较高的突变率。 DNA的损伤与修复 第三节 DNA的突变 DNA突变的类型 第四节 逆转录作用 逆转录过程中cDNA的合成 逆转录病毒的生活周期 DNA复制过程是一个高度精确的过程，大肠杆菌DNA复制5?109碱基对仅出现一个误差，保证复制忠实性的原因主要有以下三点: DNA聚合酶的高度专一性（严格遵循 碱基配对原则，但错配率为7 ?10-6 ） DNA聚合酶的校对功能（错配碱基被 3-5’ 外切酶切除） ? 起始时以RNA作为引物 聚合酶 错配硷基 复制方向 正 确核苷酸 5′ 5′ 5′ 3′ 3′ 3′ 切除错配核苷酸 DNA复制为什么要合成一个RNA引物，而后又把这个引物消除呢？这是保证DNA聚合过程高度精确的又一措施。DNA 聚合酶具有3??5?外切酶功能，以校对复制过程中的核苷酸，也就是说聚合酶在开始形成一个新的磷酸二酯键前，总是检查前一个碱基是否正确，这就决定了它不能从头开始合成。因此先合成一条低忠实性的多核苷酸来开始DNA的合成，并以核糖核苷酸来表示是“暂时”的，当DNA开始聚合以后再以5??3?外切酶的功能切除，以高忠实性的脱氧核苷酸取而代之，确保复制的忠实性。 ? 多个起点复制 起点 起点 起点 起点 起点 起点 ? DNA与细胞周期一致 ?真核生物的DNA聚合酶 ? 端粒（telemere）复制 DNA复制导致端粒缩短 DNA复制需要引物，但在线形DNA分子末端不可能通过正常的机制在引物被降解后合成相应的片段。如果没有特殊的机制合成末端序列，染色体就会在细胞传代中变得越来越短。这一难题是通过端粒酶的发现才得到了澄清，端粒酶是一种含RNA的蛋白复合物，实质上是一种逆转录酶，它能催化互补于RNA模板的DNA片段的合成，使复制以后的线形DNA分子的末端保持不变。 初步研究表明，人体生殖细胞的端粒长度保持不变，而体细胞的端粒长度则随个体的老化而逐步缩短。对此的一个推论是：人的生殖细胞具端粒酶的活力，体细胞则否。这一问题的解决无疑会有助于对生命衰老的认识。 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A 端粒酶 3′ 5′ TTTTGGGGTTTTG 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A AA 3′ 5′ TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A AA T TGGG TGGG T 3′ 5′ AA TTTTG 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A GTTTTG 整合和杂交 移位和再杂交 端粒合成的完成 TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGTTTT 5′ 3′ n AA 3′ TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT 5′ 3′ TT CCCCT n AA 3′ TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT 5′ 3′ TT AAAACCCC AAAACCCC AAAACCCCT n 进一步加工 继续延伸 第二节 DNA的损伤与修复 某些物理化学因子，如紫外线、电离辐射和化学诱变剂等，都有引起生物突变和致死的作用，其机理是作用于DNA，造成DNA结构和功能的破坏，称为DNA的损伤。DNA的修复主要有