第十章染色體結(jié)構(gòu)與DNA復(fù)制

1、1 1、本章簡(jiǎn)介、本章簡(jiǎn)介2 2、掌握內(nèi)容講述、掌握內(nèi)容講述3 3、要點(diǎn)回顧、要點(diǎn)回顧4 4、本章習(xí)題、本章習(xí)題本章介紹了原核本章介紹了原核/ /真核真核生物染色體的結(jié)構(gòu)、生物染色體的結(jié)構(gòu)、生物體內(nèi)生物體內(nèi)DNADNA的復(fù)制過(guò)的復(fù)制過(guò)程、程、DNADNA的突變、損傷的突變、損傷與修復(fù)、重組。與修復(fù)、重組。重點(diǎn)重點(diǎn)掌握掌握DNADNA復(fù)制的過(guò)程與復(fù)制的過(guò)程與機(jī)制機(jī)制。 10.1 10.1 原核生物染色體結(jié)構(gòu)原核生物染色體結(jié)構(gòu) 10.2 10.2 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)染色質(zhì)結(jié)構(gòu) 10.3 10.3 真核生物染色體結(jié)構(gòu)真核生物染色體結(jié)構(gòu) 10.4 DNA10.4 DNA復(fù)制復(fù)制一、半保留半不連續(xù)復(fù)制機(jī)制一、半

2、保留半不連續(xù)復(fù)制機(jī)制二、二、DNADNA聚合酶聚合酶三、三、DNADNA突變、損傷與修復(fù)突變、損傷與修復(fù)四、重組四、重組 所有細(xì)菌的主要基因都位于單一的所有細(xì)菌的主要基因都位于單一的環(huán)狀雙鏈染色體環(huán)狀雙鏈染色體DNADNA上，染色體上，染色體DNADNA編編碼著碼著1000100050005000個(gè)蛋白質(zhì)個(gè)蛋白質(zhì) 大腸桿菌染色體結(jié)構(gòu)大腸桿菌染色體結(jié)構(gòu) 染色體環(huán)中蛋白質(zhì)與染色體環(huán)中蛋白質(zhì)與DNADNA結(jié)合，對(duì)結(jié)合，對(duì)DNADNA起著保護(hù)、固定和壓縮的作用起著保護(hù)、固定和壓縮的作用細(xì)菌還可能含有質(zhì)粒細(xì)菌還可能含有質(zhì)粒組蛋白與DNA的結(jié)合真核生物染真核生物染色體色體DNA組組裝的不同層裝的不同層次的

3、結(jié)構(gòu)次的結(jié)構(gòu)DNA核小體鏈核小體鏈纖絲纖絲突環(huán)突環(huán)玫瑰花結(jié)玫瑰花結(jié)螺旋圈螺旋圈染色體染色體遺傳信息傳遞的中心法則遺傳信息傳遞的中心法則蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)翻譯翻譯轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)錄錄復(fù)制復(fù)制復(fù)制復(fù)制DNARNA遺傳信息流遺傳信息流即由即由DNADNA復(fù)復(fù)制制把親代的遺傳信息忠實(shí)把親代的遺傳信息忠實(shí)地傳遞給子代。在子代這地傳遞給子代。在子代這些遺傳信息通過(guò)些遺傳信息通過(guò)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄傳遞傳遞給給RNARNA，再由，再由RNARNA通過(guò)通過(guò)翻譯翻譯轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的蛋白質(zhì)。轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的蛋白質(zhì)?；虮磉_(dá)因表達(dá)是指是指DNADNA經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生產(chǎn)生RNARNA，RNARNA經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)翻譯翻譯產(chǎn)產(chǎn)生蛋白質(zhì)。生蛋白質(zhì)。

4、1 1、DNADNA的半保留復(fù)制的半保留復(fù)制2 2、DNADNA復(fù)制的起點(diǎn)與方向復(fù)制的起點(diǎn)與方向3 3、DNADNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制4 4、DNADNA復(fù)制的分子基礎(chǔ)復(fù)制的分子基礎(chǔ)5 5、DNADNA復(fù)制的過(guò)程復(fù)制的過(guò)程6 6、DNADNA復(fù)制的忠實(shí)性復(fù)制的忠實(shí)性7 7、真核生物復(fù)制（端粒酶）、真核生物復(fù)制（端粒酶）DNA的的復(fù)復(fù)制制DNADNA的半保留復(fù)制的半保留復(fù)制DNA在復(fù)制時(shí)，兩條鏈解在復(fù)制時(shí)，兩條鏈解開(kāi)分別作為模板，在開(kāi)分別作為模板，在DNA聚合酶聚合酶的催化下的催化下按堿基互按堿基互補(bǔ)的原則補(bǔ)的原則合成兩條與模板合成兩條與模板鏈互補(bǔ)的新鏈，以組成新鏈互補(bǔ)的新鏈，以組成新

5、的的DNA分子。分子。由于子代由于子代DNA分子中一條鏈來(lái)自親分子中一條鏈來(lái)自親代，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻模?，另一條鏈?zhǔn)切潞铣傻?，這種復(fù)制方式稱(chēng)為半保留這種復(fù)制方式稱(chēng)為半保留復(fù)制。復(fù)制。DNA復(fù)制的起始、方向復(fù)制的起始、方向（5 3)環(huán)狀環(huán)狀 DNA復(fù)制時(shí)復(fù)制時(shí)所形成的所形成的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)起始點(diǎn)起始點(diǎn)復(fù)制叉的推進(jìn)復(fù)制叉的推進(jìn)復(fù)制叉復(fù)制叉起始點(diǎn)起始點(diǎn)起始點(diǎn)起始點(diǎn)起始點(diǎn)起始點(diǎn)復(fù)制叉復(fù)制叉復(fù)制叉復(fù)制叉未復(fù)制未復(fù)制DNADNA單向復(fù)制單向復(fù)制雙向復(fù)制雙向復(fù)制 真核細(xì)胞真核細(xì)胞DNADNA多個(gè)起點(diǎn)復(fù)制多個(gè)起點(diǎn)復(fù)制（5 3 )起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)起起點(diǎn)點(diǎn)復(fù)制起始點(diǎn)、復(fù)制子與復(fù)制叉（動(dòng)畫(huà)演示）

6、復(fù)制起始點(diǎn)、復(fù)制子與復(fù)制叉（動(dòng)畫(huà)演示）以以35方向的親代方向的親代DNA鏈作模板的子代鏈在復(fù)制時(shí)基鏈作模板的子代鏈在復(fù)制時(shí)基本上是連續(xù)進(jìn)行的，其子代鏈的聚合方向?yàn)楸旧鲜沁B續(xù)進(jìn)行的，其子代鏈的聚合方向?yàn)? 3，這，這一條鏈被稱(chēng)為一條鏈被稱(chēng)為前導(dǎo)鏈前導(dǎo)鏈(leading strand)。以以53方向的親代方向的親代DNA鏈為模板的子代鏈在復(fù)制時(shí)則鏈為模板的子代鏈在復(fù)制時(shí)則是不連續(xù)的，其鏈的聚合方向也是是不連續(xù)的，其鏈的聚合方向也是5 3 ，這條鏈被稱(chēng)，這條鏈被稱(chēng)為為后隨后隨/滯后鏈滯后鏈(lagging strand)。前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制而后隨鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的前導(dǎo)鏈連續(xù)復(fù)制而后隨鏈不連續(xù)復(fù)制，

7、就是復(fù)制的半不半不連續(xù)性連續(xù)性。 DNADNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制兩條子鏈的合成方向都是兩條子鏈的合成方向都是5353由于親代由于親代DNA雙鏈在復(fù)制時(shí)是逐步解開(kāi)的，因雙鏈在復(fù)制時(shí)是逐步解開(kāi)的，因此，后隨鏈的合成也是一段一段的。此，后隨鏈的合成也是一段一段的。DNA在復(fù)在復(fù)制時(shí)，由后隨鏈所形成的一些子代制時(shí)，由后隨鏈所形成的一些子代DNA短片段短片段稱(chēng)為稱(chēng)為岡崎片段岡崎片段(Okazaki fragment)。岡崎片段的大小，在原核生物中約為岡崎片段的大小，在原核生物中約為10002000個(gè)核苷酸，而在真核生物中約為個(gè)核苷酸，而在真核生物中約為100個(gè)核個(gè)核苷酸。苷酸。 DNADNA的

8、半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制3 5 3 5 3 5 3 5 解鏈方向解鏈方向前導(dǎo)鏈前導(dǎo)鏈(leading strand)后隨后隨/滯后鏈滯后鏈(lagging strand)DNADNA的半不連續(xù)復(fù)制的半不連續(xù)復(fù)制3 5 岡崎片段岡崎片段(okazaki fragment)DNADNA復(fù)制的分子基礎(chǔ)復(fù)制的分子基礎(chǔ) 1.底物底物 dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP) 2.有關(guān)的酶有關(guān)的酶 拓?fù)洚悩?gòu)酶、解鏈酶、引物酶、聚合酶拓?fù)洚悩?gòu)酶、解鏈酶、引物酶、聚合酶（DNA聚合酶聚合酶I 、II、III）、）、DNA連接酶連接酶 3.模板模板 單鏈的單鏈的DNA母鏈母鏈 4.引物引物 寡核苷酸

9、引物（寡核苷酸引物（RNA) 5.其他蛋白質(zhì)因子其他蛋白質(zhì)因子 單鏈結(jié)合蛋白（單鏈結(jié)合蛋白（SSB維持模板維持模板處于單鏈狀態(tài)，保護(hù)單鏈的完整）處于單鏈狀態(tài)，保護(hù)單鏈的完整）(dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 +PPiDNADNA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶( (解旋酶）解旋酶）v既能水解，又能打斷堿基互補(bǔ)配對(duì)的氫鍵既能水解，又能打斷堿基互補(bǔ)配對(duì)的氫鍵v在引發(fā)體前引入負(fù)超螺旋在引發(fā)體前引入負(fù)超螺旋, ,以抵消復(fù)制過(guò)程以抵消復(fù)制過(guò)程產(chǎn)生的正螺旋產(chǎn)生的正螺旋打開(kāi)超螺旋打開(kāi)超螺旋DNADNA解鏈酶解鏈酶v解開(kāi)雙螺旋解開(kāi)雙螺旋引物酶引物酶v是是RNARNA聚合酶聚合酶，合成一段，合成一段RNAR

10、NA引物引物v解鏈酶、引物酶形成移動(dòng)的引發(fā)體解鏈酶、引物酶形成移動(dòng)的引發(fā)體大腸桿菌三種大腸桿菌三種DNA聚合酶比較聚合酶比較DNA聚合酶聚合酶分子量分子量每個(gè)細(xì)胞的分子統(tǒng)計(jì)數(shù)每個(gè)細(xì)胞的分子統(tǒng)計(jì)數(shù)5 -3 聚合酶作用聚合酶作用3 -5 核酸外切酶作用核酸外切酶作用5 -3 核酸外切酶作用核酸外切酶作用轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶（復(fù)合物）（復(fù)合物）109，000400+1120，000100+-0 .05400，00010-20+-50比較項(xiàng)目比較項(xiàng)目 原核生物中的三種原核生物中的三種DNADNA聚合酶聚合酶 DNA聚合酶的活性聚合酶的活性 5至至3的聚合活性的聚合活性5 3

11、方向方向鏈的延伸鏈的延伸 核酸外切酶活性核酸外切酶活性 5 3外切酶活性外切酶活性切除引物切除引物 3 5外切酶活性外切酶活性校對(duì)功能校對(duì)功能參與參與DNA復(fù)制的復(fù)制的DNA聚合酶，必須以一段聚合酶，必須以一段具有具有3端自由羥基（端自由羥基（3-OH）的）的RNA作為作為引引物物(primer) ，才能開(kāi)始聚合子代，才能開(kāi)始聚合子代DNA鏈。鏈。RNA引物的大小，在原核生物中通常為引物的大小，在原核生物中通常為50 100個(gè)核苷酸，而在真核生物中約為個(gè)核苷酸，而在真核生物中約為10個(gè)核個(gè)核苷酸。苷酸。RNA引物的堿基順序，與其模板引物的堿基順序，與其模板DNA的堿基順序相配對(duì)。的堿基順序相配

12、對(duì)。 需要引物需要引物 5至至 3的聚合活性（的聚合活性（ 5 3 ）pp pp pppPPPOHOHOH55PPiN1N2N3N1N2N3533 DNA-polDNA-pol的核酸外切酶活性和及時(shí)校讀的核酸外切酶活性和及時(shí)校讀A：DNA-pol的外切酶活性的外切酶活性3 5切除錯(cuò)配堿基；并用切除錯(cuò)配堿基；并用其聚合酶活性其聚合酶活性5 3摻入正確配對(duì)的底物摻入正確配對(duì)的底物B：堿基配對(duì)正確，：堿基配對(duì)正確， DNA-pol不表現(xiàn)外切酶活性。不表現(xiàn)外切酶活性。3 5外切酶活性外切酶活性校對(duì)功能校對(duì)功能DNA聚合酶的校對(duì)功能聚合酶的校對(duì)功能聚合酶聚合酶錯(cuò)配堿基錯(cuò)配堿基復(fù)制方向復(fù)制方向正確核正確核

13、苷酸苷酸5 5 5 5 5 5 3 3 3 3 3 3 切除錯(cuò)配切除錯(cuò)配核苷酸核苷酸連連接接酶酶連連接接缺缺口口Mg2+連接酶連接酶ATPATP或或NADNADPPiPPi或或NMNNMNATCGPTTPPPAACCTGAPACPPPPOHTGGATCGPTTPPPAACCTGAPACPPPTGGP缺口缺口33555533模板鏈模板鏈模板鏈模板鏈DNADNA的復(fù)制過(guò)程的復(fù)制過(guò)程 （一）（一） 復(fù)制的起始復(fù)制的起始 （二）（二） 復(fù)制的延伸復(fù)制的延伸 （三）（三） 復(fù)制的終止復(fù)制的終止 起始的過(guò)程起始的過(guò)程打開(kāi)打開(kāi)DNA超螺鏈超螺鏈打開(kāi)雙螺旋打開(kāi)雙螺旋防止復(fù)螺旋防止復(fù)螺旋單鏈結(jié)合蛋白單鏈結(jié)合蛋白

14、解鏈酶解鏈酶引發(fā)體引發(fā)體/引引物復(fù)合體物復(fù)合體引物酶引物酶拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶合成合成DNA復(fù)制起始過(guò)程復(fù)制起始過(guò)程拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶聚合酶引物酶及引發(fā)體引物酶及引發(fā)體DNA連接酶連接酶引物引物DNA雙鏈雙鏈 5 3 5 3拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶聚合酶引物酶及引發(fā)體引物酶及引發(fā)體DNA連接酶連接酶引物引物DNA復(fù)制起始的過(guò)程復(fù)制起始的過(guò)程拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶與與DNA雙鏈雙鏈結(jié)合，松弛結(jié)合，松弛超螺旋。超螺旋。 5 3 5 3拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶聚合酶

15、引物酶及引發(fā)體引物酶及引發(fā)體DNA連接酶連接酶引物引物DNA復(fù)制起始過(guò)程復(fù)制起始過(guò)程解鏈酶解開(kāi)解鏈酶解開(kāi)DNA雙螺旋雙螺旋 5 3 5 3拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶聚合酶引物酶及引發(fā)體引物酶及引發(fā)體DNA連接酶連接酶引物引物單鏈結(jié)合蛋白單鏈結(jié)合蛋白防止復(fù)螺旋防止復(fù)螺旋 5 3 5 3DNA復(fù)制起始的過(guò)程復(fù)制起始的過(guò)程拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶解鏈酶解鏈酶單鏈結(jié)合蛋白單鏈結(jié)合蛋白DNA聚合酶聚合酶引物酶及引發(fā)體引物酶及引發(fā)體DNA連接酶連接酶引物引物(RNA)DNA復(fù)制起始過(guò)程復(fù)制起始過(guò)程引物酶合成引物引物酶合成引物 5 3 5 3(二二)DNA復(fù)制的延伸復(fù)制

16、的延伸DNA聚合酶聚合酶1. DNA聚合酶聚合酶把新生鏈的第一個(gè)脫氧核苷酸把新生鏈的第一個(gè)脫氧核苷酸加到加到引物的引物的3OH上，開(kāi)始新生鏈的合成過(guò)程上，開(kāi)始新生鏈的合成過(guò)程AG T AC T A A T DNA DNA 聚合酶聚合酶ACGACGTT引物引物AG T AC T A A T AGCGACGGTTT T 組成組成 DNA 的脫氧核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來(lái)的脫氧核糖核苷酸一個(gè)個(gè)連接起來(lái)3,5-磷酸二酯鍵磷酸二酯鍵引物引物AG T AC T A A T GCGACGGTTTTA引物引物AG T AC T A A T GCGACGTTGTTA引物引物AG T AC T A A T GCGA

17、CGTGTTAA引物引物AG T AC T A A T GCGACGGTTAA T引物引物AG T AC T A A T GCGACGGTTAA TA引物引物AG T AC T A A T GCGCGGTTAA TA T引物引物AG T AC T A A T GGCGGTTAA TA T C引物引物AG T AC T A A T GGCGGTTAA TA T CDNADNA模板鏈模板鏈DNA新鏈新鏈引物引物2.半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制與岡崎片段與岡崎片段前導(dǎo)鏈前導(dǎo)鏈滯后鏈滯后鏈岡崎片段岡崎片段 5 3 5 32.半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制與岡崎片段與岡崎片段前導(dǎo)鏈、前導(dǎo)鏈、后隨鏈后隨鏈/滯滯后鏈

18、、后鏈、半半不連續(xù)復(fù)不連續(xù)復(fù)制、制、岡崎片段岡崎片段。335533553355DNA連接酶3355DNA聚合酶聚合酶DNA聚合酶聚合酶5335DNA連接酶( (三三) )復(fù)制的終止復(fù)制的終止 遇到遇到終止子終止子停止復(fù)停止復(fù)制制 DNA聚合酶聚合酶利利用用 5 3外切酶外切酶活性活性水解引物水解引物 DNA聚合酶聚合酶聚聚合活性合活性填補(bǔ)缺口填補(bǔ)缺口 DNA連接酶連接酶連接連接缺口。缺口。33333333555555555原核細(xì)胞原核細(xì)胞DNADNA的的半不連續(xù)、半保半不連續(xù)、半保留復(fù)制過(guò)程留復(fù)制過(guò)程復(fù)制叉的復(fù)制叉的移動(dòng)方向移動(dòng)方向拓?fù)洚愅負(fù)洚悩?gòu)酶構(gòu)酶DNA聚合聚合酶酶III解鏈酶解鏈酶RNA

19、引物引物引物體引物體DNA聚聚合酶合酶ISSB3 3 5 前導(dǎo)前導(dǎo)鏈鏈滯后滯后鏈鏈3 5 復(fù)制的起始、復(fù)制的起始、方向方向DNADNA鏈的合鏈的合成與延長(zhǎng)成與延長(zhǎng)DNADNA鏈合鏈合成的終止成的終止5 RNA引物引物3 3 DNA連連接酶接酶DNA聚聚合酶合酶復(fù)制的忠實(shí)性復(fù)制的忠實(shí)性 DNA復(fù)制過(guò)程是一個(gè)高度精確的過(guò)程，復(fù)制過(guò)程是一個(gè)高度精確的過(guò)程，據(jù)估計(jì)，大腸桿菌據(jù)估計(jì)，大腸桿菌DNA復(fù)制復(fù)制109-1010堿基對(duì)僅堿基對(duì)僅出現(xiàn)一個(gè)誤差，保證復(fù)制忠實(shí)性的原因主要出現(xiàn)一個(gè)誤差，保證復(fù)制忠實(shí)性的原因主要有以下四點(diǎn)有以下四點(diǎn):a、DNA聚合酶的高度專(zhuān)一性（嚴(yán)格遵循聚合酶的高度專(zhuān)一性（嚴(yán)格遵循 堿基

20、配對(duì)原則）堿基配對(duì)原則）b、DNA聚合酶的校對(duì)功能（錯(cuò)配堿基被聚合酶的校對(duì)功能（錯(cuò)配堿基被3-5 外切酶切除）外切酶切除）c、起始時(shí)以、起始時(shí)以RNA作為引物作為引物d、DNA的損傷修復(fù)系統(tǒng)的損傷修復(fù)系統(tǒng)端粒酶（端粒酶（telomerase） DNA復(fù)制需要引物，但在線形復(fù)制需要引物，但在線形DNA分子末端不可能通過(guò)分子末端不可能通過(guò)正常的機(jī)制在引物被降解后合成相應(yīng)的片段正常的機(jī)制在引物被降解后合成相應(yīng)的片段.如果沒(méi)有特殊如果沒(méi)有特殊的機(jī)制合成末端序列，染色體就會(huì)在細(xì)胞傳代中變得越來(lái)越的機(jī)制合成末端序列，染色體就會(huì)在細(xì)胞傳代中變得越來(lái)越短。這一難題是通過(guò)端粒酶的發(fā)現(xiàn)才得到了澄清，端粒酶是短。這

21、一難題是通過(guò)端粒酶的發(fā)現(xiàn)才得到了澄清，端粒酶是一種含一種含RNA的蛋白復(fù)合物，實(shí)質(zhì)上是一種的蛋白復(fù)合物，實(shí)質(zhì)上是一種逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶，它能，它能催化互補(bǔ)于催化互補(bǔ)于RNA模板的模板的DNA片段的合成，使復(fù)制以后的線片段的合成，使復(fù)制以后的線形形DNA分子的末端保持不變。分子的末端保持不變。 初步研究表明，人體中生殖細(xì)胞的端初步研究表明，人體中生殖細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度保持不變，而體細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度粒長(zhǎng)度保持不變，而體細(xì)胞的端粒長(zhǎng)度則隨個(gè)體的老化而逐步縮短。對(duì)此的一則隨個(gè)體的老化而逐步縮短。對(duì)此的一個(gè)推論是：人的生殖細(xì)胞具端粒酶的活個(gè)推論是：人的生殖細(xì)胞具端粒酶的活力，體細(xì)胞則否。這一問(wèn)題的解決無(wú)疑力，體

22、細(xì)胞則否。這一問(wèn)題的解決無(wú)疑會(huì)有助于對(duì)生命衰老的認(rèn)識(shí)會(huì)有助于對(duì)生命衰老的認(rèn)識(shí)。5 3 AAAACCCCAAAACCCCCCA端粒酶端粒酶l線性線性DNADNA在復(fù)制完成后，其末端由于引物在復(fù)制完成后，其末端由于引物RNARNA的水解而可能出現(xiàn)縮短進(jìn)行延長(zhǎng)反應(yīng)。的水解而可能出現(xiàn)縮短進(jìn)行延長(zhǎng)反應(yīng)。 l端粒酶是一種端粒酶是一種RNA-RNA-蛋白質(zhì)復(fù)合體，它可蛋白質(zhì)復(fù)合體，它可以其以其RNARNA為模板，通過(guò)為模板，通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄過(guò)程對(duì)末端過(guò)程對(duì)末端DNADNA鏈進(jìn)行延長(zhǎng)。鏈進(jìn)行延長(zhǎng)。 DNADNA的突變、損傷與修復(fù)的突變、損傷與修復(fù) （一）（一） DNA的突變的突變 （二）（二） DNA的損傷的

23、損傷與修復(fù)與修復(fù) DNADNA堿基在物理或化學(xué)因素影響下發(fā)生堿基在物理或化學(xué)因素影響下發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，絕大部分可被結(jié)構(gòu)變化，絕大部分可被DNADNA修復(fù)糾正，修復(fù)糾正，如果沒(méi)有被糾正而變成可遺傳的永久的如果沒(méi)有被糾正而變成可遺傳的永久的改變改變基因突變基因突變 最簡(jiǎn)單的突變是最簡(jiǎn)單的突變是點(diǎn)突變點(diǎn)突變（單獨(dú)一個(gè)堿基（單獨(dú)一個(gè)堿基的突變），可分為的突變），可分為轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換和和顛換顛換 點(diǎn)突變?nèi)绻l(fā)生在點(diǎn)突變?nèi)绻l(fā)生在DNADNA的非編碼區(qū)或密的非編碼區(qū)或密碼子的第碼子的第3 3個(gè)堿基，一般不會(huì)改變其編碼個(gè)堿基，一般不會(huì)改變其編碼的蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)沉默突變沉默突變點(diǎn)突變改變了點(diǎn)突變改變了PrPr的的AA

24、AA錯(cuò)義突變錯(cuò)義突變，對(duì)，對(duì)PrPr功能功能的影響可小可大甚至致死，這取決于的影響可小可大甚至致死，這取決于PrPr的重要性的重要性點(diǎn)突變?nèi)缡挂粋€(gè)密碼子變成了終止子，結(jié)果基點(diǎn)突變?nèi)缡挂粋€(gè)密碼子變成了終止子，結(jié)果基因產(chǎn)物是變短的因產(chǎn)物是變短的PrPr無(wú)義突變無(wú)義突變插入或缺失一個(gè)或多個(gè)堿基引起插入或缺失一個(gè)或多個(gè)堿基引起移碼突變移碼突變，所，所翻譯的翻譯的PrPr從突變點(diǎn)到從突變點(diǎn)到C C末端序列發(fā)生改變末端序列發(fā)生改變與調(diào)節(jié)、生長(zhǎng)、分裂、死亡相關(guān)基因的突變可與調(diào)節(jié)、生長(zhǎng)、分裂、死亡相關(guān)基因的突變可能誘發(fā)能誘發(fā)癌癥癌癥；沉默突變、非致死突變的積累產(chǎn)生；沉默突變、非致死突變的積累產(chǎn)生遺傳多態(tài)性，即

25、遺傳多態(tài)性，即“正常正?！盌NA-PrDNA-Pr序列序列可接受的突可接受的突變變DNADNA突變的類(lèi)型突變的類(lèi)型 -T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換 -T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入插入A -T-C-G-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失缺失T野生型基因野生型基因 -T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G- -A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C- -T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G- -A

26、-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-顛換顛換堿基對(duì)的置換堿基對(duì)的置換(substitution)移碼突變移碼突變(framesshift mutation)DNADNA的損傷與修復(fù)的損傷與修復(fù) 某些物理化學(xué)因子，如紫外線、電離輻射和化學(xué)誘變某些物理化學(xué)因子，如紫外線、電離輻射和化學(xué)誘變劑等，都有引起生物突變和致死的作用，其機(jī)理是作用于劑等，都有引起生物突變和致死的作用，其機(jī)理是作用于DNA，造成，造成DNA結(jié)構(gòu)和功能的破壞，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)和功能的破壞，稱(chēng)為DNA的損傷的損傷. DNA的修復(fù)主要有以下類(lèi)型的修復(fù)主要有以下類(lèi)型:暗修復(fù)暗修復(fù)（4）誘導(dǎo)修復(fù)（誘導(dǎo)修復(fù)（SOS修復(fù)）修復(fù)）（1）DNA光

27、解酶修復(fù)光解酶修復(fù)（2）切除修復(fù)切除修復(fù)（3）錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)配修復(fù) 光修復(fù)光修復(fù) 紫外光照射可使相鄰的兩個(gè)紫外光照射可使相鄰的兩個(gè)T 形成二聚體形成二聚體 光復(fù)活酶光復(fù)活酶可使二聚體解聚為單體狀態(tài)，可使二聚體解聚為單體狀態(tài)，DNA完全恢完全恢復(fù)正常。光修復(fù)酶的激活需復(fù)正常。光修復(fù)酶的激活需300-600m波長(zhǎng)的光。波長(zhǎng)的光。NNCH3OORHPHROOCH3NNNNCH3OORHHNNCH3OORPUVTT光修復(fù)酶1、形成嘧啶二聚體、形成嘧啶二聚體2、光解酶結(jié)合于損傷、光解酶結(jié)合于損傷部位部位3、酶被可見(jiàn)光激活、酶被可見(jiàn)光激活4、修復(fù)后酶被釋放、修復(fù)后酶被釋放DNA紫外線損傷的光解酶修復(fù)紫外線損傷

28、的光解酶修復(fù) （高等哺乳動(dòng)物沒(méi)有）（高等哺乳動(dòng)物沒(méi)有）DNA的損傷和切除修復(fù)的損傷和切除修復(fù)堿基丟失堿基丟失堿基缺陷或錯(cuò)配堿基缺陷或錯(cuò)配結(jié)構(gòu)缺陷結(jié)構(gòu)缺陷切開(kāi)切開(kāi) 核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶核酸外切酶切除切除DNA聚合酶聚合酶DNA連接連接酶酶AP位點(diǎn)位點(diǎn)核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶核酸外切酶切開(kāi)切開(kāi)切除切除修復(fù)修復(fù)連接連接糖基化酶糖基化酶插入酶插入酶堿基堿基取代取代識(shí)別錯(cuò)誤堿基并識(shí)別錯(cuò)誤堿基并切斷糖苷鍵切斷糖苷鍵DNADNA重組重組 （一）（一） 重組重組 （二）（二） 特異位點(diǎn)重組特異位點(diǎn)重組（三）（三） 轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座（二）（二） 反轉(zhuǎn)錄病毒反轉(zhuǎn)錄病毒DNA DNA 重重 組組重組重組: : 兩條雙鏈兩條雙鏈DNADNA分子之間發(fā)生部分區(qū)分子之