DNA的复制、突变、损伤和1.pptVIP

真核细胞DNA聚合酶 复制的引发—起始复合体(引发体) DnaA、DnaB、 DnaC、HU、旋转酶和SSB与RNA聚合酶 DNA双螺旋的解旋由多种酶来完成 DNA解链酶水解ATP获能解开双链DNA 单链结合蛋白保持单链结构 RNA聚合酶合成引物 为后随链冈崎片段的合成起引发作用；使超螺旋变为广泛的解旋状态 逆转录病毒的复制 真核细胞的复制起始点和复制子的大小在不同的发育时期会发生改变 真核生物在完成全部复制之前，各个起始点上DNA的复制不能再开始； DNA的延长取决于增殖细胞核抗原(PCNA) 真核细胞DNA复制的终止 真核细胞DNA末端的复制即端粒结构的形成 端粒是一段DNA序列和蛋白质形成的复合体 端粒DNA由多个串联的5-8bp寡核苷酸序列组成 端粒DNA的合成 端粒酶是反转录酶，由蛋白质和RNA两部分组成，它以自身的RNA为模板，在后随链模板DNA的3’OH末端延长DNA 再以这种延长的DNA为模板，继续合成后随连形成端粒结构 端粒的功能和特点 保证线性DNA的完整复制 保护染色体末端不受核酸酶水解和不发生染色体的异常重组 体细胞端粒酶活性低 随着复制次数的增加端粒DNA逐步缩短，细胞组建停止分裂，进而进入凋亡 恶性肿瘤细胞可表达端粒酶，永生分裂 单链环状DNA的复制 φX174噬菌体由一个单链环状DNA组成，这条链称为正（+）链；合成的互补链称为负（一）链。双链体的复制以滚环复制方式进行 线状DNA的复制过程 复制从DNA中间开始—T7噬菌体 复制起始必需的三个酶：T7RNA聚合酶、T7DNA聚合酶和基因4蛋白(gene product 4, gp4) 复制由转录开始 必需以RNA为引物 复制从末端开始—腺病毒, 以单链置换形式进行复制 逆转录病毒的复制 逆转录酶： RNA指导的DNA聚合酶（以RNA为模板合成DNA） DNA指导的DNA聚合酶（以DNA为模板合成DNA） 核糖核酸酶H (RNase H)活性 基因突变 突变(mutation)—DNA碱基序列发生可遗传的改变 1、碱基对的置换（substitution）：由于碱基对的置换或者一个或多个碱基的增加或减少而引起的基因突变。分为： 点突变、碱基插入、碱基缺失 2、移码突变（frameshift mutation）：由碱基的缺失或插入造成阅读框架的改变 基因突变 同义突变：突变没有引起编码氨基酸变化，不影响蛋白质一级结构 错义突变：碱基序列的改变引起表达产物蛋白质氨基酸序列的改变 无义突变：指某个碱基的改变使编码某种氨基酸的密码子变为终止密码子，使肽链过早终止，蛋白产物一般没有活性 突变的原因 自发突变（spontaneous mutation)：由于正常的细胞活动，或细胞与环境的随机相互作用的过程所引起的生物DNA序列的改变。 原因：DNA复制错误、DNA自发的化学改变、碱基的互变异构体导致错配、氧化作用损伤碱基 诱发突变（induced mutation): 特定的化学或物理因素引起的DNA序列改变。 原因：射线(紫外线和电离辐射)、化学诱变剂、碱基修饰、DNA插入剂 DNA的修复系统 复制修复：校正DNA复制过程中产生的碱基错误连接 尿嘧啶糖基酶系统：切除进入DNA分子的尿嘧啶核苷酸 错配修复：原核细胞内存在Dam甲基化酶，能使位于5`GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化。复制后DNA在短期内（数分钟）为半甲基化的GATC序列，一旦发现错配碱基，即将未甲基化链切除一段包含错误碱基的序列，并以甲基化的链为模板进行修复 损伤修复 光复活修复 甲基转移酶 切除修复 复制后修复 (postreplication repair) 大肠杆菌的重组修复系统 SOS修复：DNA分子受损伤的范围较大，在复制受到抑制时出现的一种应急修复作用 * 复制是从DNA分子上的特定部位开始的，这一部位叫做复制起始点(originof replication)常用ori或O表示。细胞中的DNA复制一经开始就会连续复制下去，直至完成细胞中全部基因组DNA的复制。DNA复制从起始点开始直到终点为止，每个这样的DNA单位称为复制子或复制单元(replicon)。在原核细胞中，每个DNA分子只有一个复制起始点，因而只有一个复制子，而在真核生物中，DNA的复制是从许多起始点同时开始的，所以每个DNA分子上有许多个复制子。 * E.coli 有两个终止区域，分别结合专一性的终止蛋白 序列一：terE terD terA 序列二：terF terB terC 每个区域只对一个方向的复制叉起作用 * 中心法则(The Central Dogma) DNA的复制 半保留