第14章DNA的生物合成

1、目目 錄錄第十四章第十四章DNA的生物合成的生物合成DNA Biosynthesis ( Replication )目目 錄錄前前 言言19581958年年Francis Crick Francis Crick 提出提出遺傳信息傳遞的中心法則遺傳信息傳遞的中心法則19701970年年D BaltimoreD Baltimore對(duì)遺傳信息傳遞的中心法則作出補(bǔ)充對(duì)遺傳信息傳遞的中心法則作出補(bǔ)充復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯逆轉(zhuǎn)錄蛋白質(zhì)RNADNA復(fù)制RNA蛋白質(zhì)翻譯目目 錄錄復(fù)制復(fù)制(replication) 是以是以DNA為模板的為模板的DNA合成，是基因組的復(fù)制過程。在這個(gè)過程中，合成，是基因組的復(fù)制過程。在這

2、個(gè)過程中，親代親代DNA作為合成模板，按照堿基配對(duì)原則作為合成模板，按照堿基配對(duì)原則合成子代分子，其化學(xué)本質(zhì)是酶促脫氧核苷酸合成子代分子，其化學(xué)本質(zhì)是酶促脫氧核苷酸聚合反應(yīng)。聚合反應(yīng)。 復(fù)制復(fù)制親代親代DNA子代子代DNA目目 錄錄n本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： DNA DNA復(fù)制的基本特征復(fù)制的基本特征 DNA復(fù)制的酶學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)變化復(fù)制的酶學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)變化 原核生物原核生物DNADNA復(fù)制過程復(fù)制過程真核生物真核生物DNADNA生物合成過程生物合成過程 逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式 目目 錄錄DNA復(fù)制的基本特征復(fù)制的基本特征Basic Rules of DNA Replicati

3、on第第 一一 節(jié)節(jié)目目 錄錄半保留復(fù)制半保留復(fù)制(semi-conservative replication)雙向復(fù)制雙向復(fù)制(bidirectional replication)半不連續(xù)復(fù)制半不連續(xù)復(fù)制(semi-discontinuous replication) nDNA復(fù)制的主要特征復(fù)制的主要特征 目目 錄錄一、半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和意義一、半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和意義 DNA生物合成時(shí)，母鏈生物合成時(shí)，母鏈DNA解開為兩解開為兩股單鏈，各自作為模板股單鏈，各自作為模板(template)按堿基配對(duì)按堿基配對(duì)規(guī)律，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的規(guī)律，合成與模板互補(bǔ)的子鏈。子代細(xì)胞的D

4、NA，一股單鏈從親代完整地接受過來，另，一股單鏈從親代完整地接受過來，另一股單鏈則完全從新合成。兩個(gè)子細(xì)胞的一股單鏈則完全從新合成。兩個(gè)子細(xì)胞的DNA都和親代都和親代DNA堿基序列一致。這種復(fù)制堿基序列一致。這種復(fù)制方式稱為方式稱為半保留復(fù)制半保留復(fù)制。半保留復(fù)制的概念半保留復(fù)制的概念目目 錄錄n子鏈繼承母鏈遺傳信息的幾種可能方式子鏈繼承母鏈遺傳信息的幾種可能方式: : 全保留式全保留式 半保留式半保留式 混合式混合式 AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCAC

5、TGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母鏈母鏈DNA 復(fù)制過程中形成復(fù)制過程中形成的復(fù)制叉的復(fù)制叉子代子代DNA 目目 錄錄目目 錄錄 1958 1958 Matthew Meselson Matthew Meselson和和Franklin StahlFranklin Stahl美國科學(xué)家美國科學(xué)家馬修馬修. .梅塞爾梅塞爾(Matthew (Matthew Keelson)Keelson)福蘭克林福蘭克林. .斯塔爾斯塔爾(Franklin Stahl)(Franklin Stahl)目目 錄錄密度梯度實(shí)驗(yàn)密度梯度實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果支

6、持實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持半保留復(fù)制半保留復(fù)制的設(shè)想。的設(shè)想。含重氮含重氮-DNA的細(xì)菌的細(xì)菌培養(yǎng)于普培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液通培養(yǎng)液 第一代第一代繼續(xù)培養(yǎng)于繼續(xù)培養(yǎng)于普通培養(yǎng)液普通培養(yǎng)液 第二代第二代梯度離心結(jié)果梯度離心結(jié)果目目 錄錄按半保留復(fù)制方式，子代按半保留復(fù)制方式，子代DNA與親代與親代DNA A的的堿基序列一致堿基序列一致，即子代保留了親代的全部遺，即子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性保守性。半保留復(fù)制的意義半保留復(fù)制的意義遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，遺傳的保守性，是物種穩(wěn)定性的分子基礎(chǔ)，但但不是絕對(duì)的不是絕對(duì)的。目目 錄錄原核原核生物基因組是環(huán)狀生物基因組

7、是環(huán)狀DNA，只有一個(gè)，只有一個(gè)復(fù)制起復(fù)制起點(diǎn)（點(diǎn)（origin）。復(fù)制從起點(diǎn)開始，向兩個(gè)方向。復(fù)制從起點(diǎn)開始，向兩個(gè)方向進(jìn)行解鏈，進(jìn)行的是單點(diǎn)起始進(jìn)行解鏈，進(jìn)行的是單點(diǎn)起始雙向復(fù)制雙向復(fù)制。二、二、DNA復(fù)制從起點(diǎn)向兩個(gè)方向延伸復(fù)制從起點(diǎn)向兩個(gè)方向延伸復(fù)制中的放射自顯影圖象復(fù)制中的放射自顯影圖象目目 錄錄A. 環(huán)狀雙鏈環(huán)狀雙鏈DNA及復(fù)制起始點(diǎn)及復(fù)制起始點(diǎn)B. 復(fù)制中的兩個(gè)復(fù)制叉復(fù)制中的兩個(gè)復(fù)制叉C. 復(fù)制接近終止點(diǎn)復(fù)制接近終止點(diǎn)(termination, ter)oriterA B C目目 錄錄真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子的復(fù)制。習(xí)慣上把

8、兩個(gè)相鄰起始點(diǎn)之間制子的復(fù)制。習(xí)慣上把兩個(gè)相鄰起始點(diǎn)之間的距離定為一個(gè)的距離定為一個(gè)復(fù)制子復(fù)制子(replicon) 。復(fù)制子是。復(fù)制子是獨(dú)立完成復(fù)制的功能單位。獨(dú)立完成復(fù)制的功能單位。 53oriorioriori53目目 錄錄53oriorioriori535533553復(fù)制復(fù)制3目目 錄錄目目 錄錄三、復(fù)制的半不連續(xù)性三、復(fù)制的半不連續(xù)性3 5 3 5 解鏈方向解鏈方向3 5 3 3 5 領(lǐng)頭鏈領(lǐng)頭鏈(leading strand)隨從鏈隨從鏈(lagging strand)目目 錄錄順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的順著解鏈方向生成的子鏈，復(fù)制是連續(xù)進(jìn)行的，這股鏈稱為，這股鏈稱為

9、領(lǐng)頭鏈領(lǐng)頭鏈。另一股鏈因?yàn)閺?fù)制的方向與解鏈方向相反，不另一股鏈因?yàn)閺?fù)制的方向與解鏈方向相反，不能順著解鏈方向連續(xù)延長，這股不連續(xù)復(fù)制的鏈能順著解鏈方向連續(xù)延長，這股不連續(xù)復(fù)制的鏈稱為稱為隨從鏈隨從鏈。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為。復(fù)制中的不連續(xù)片段稱為岡崎片段岡崎片段(okazaki fragment)。 領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)領(lǐng)頭鏈連續(xù)復(fù)制而隨從鏈不連續(xù)復(fù)制，就是復(fù)制的制的半不連續(xù)性半不連續(xù)性。 目目 錄錄 DNA復(fù)制的酶學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)變化復(fù)制的酶學(xué)和拓?fù)鋵W(xué)變化The Enzymology of DNA Replication第二節(jié)第二節(jié)目目 錄錄參與參與DNA復(fù)制的物質(zhì)復(fù)制的物質(zhì)

10、底物底物(substrate): dATP, dGTP, dCTP, dTTP聚合酶聚合酶(polymerase): 依賴依賴DNA的的DNA聚合酶，簡寫聚合酶，簡寫 為為 DNA-pol模板模板(template) : 解開成單鏈的解開成單鏈的DNA母鏈母鏈引物引物(primer): 提供提供3 -OH末端使末端使dNTP可以依次聚合可以依次聚合 其他的酶和蛋白質(zhì)因子其他的酶和蛋白質(zhì)因子一、復(fù)制的化學(xué)反應(yīng)一、復(fù)制的化學(xué)反應(yīng) (dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 + PPi 目目 錄錄目目 錄錄聚合反應(yīng)的特點(diǎn)聚合反應(yīng)的特點(diǎn)DNA 新鏈生成需新鏈生成需引物引物和和模板模板； 新鏈的延

11、長只可沿新鏈的延長只可沿5 3 方向進(jìn)行方向進(jìn)行 。目目 錄錄二、二、DNA聚合酶聚合酶全稱：全稱：依賴依賴DNA的的DNA聚合酶聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase)簡稱：簡稱：DNA-pol活性：活性：1. 53 的聚合活性的聚合活性2. 核酸外切酶活性核酸外切酶活性5 A G C T T C A G G A T A 3 | | | | | | | | | | |3 T C G A A G T C C T A G C G A C 5 3 5 外切酶活性外切酶活性 5 3 外切酶活性外切酶活性?能切除突變的能切除突變的 DNA片段。片段。能辨認(rèn)錯(cuò)配的堿基對(duì)，并將

12、其水解。能辨認(rèn)錯(cuò)配的堿基對(duì)，并將其水解。 核酸外切酶活性核酸外切酶活性 目目 錄錄目目 錄錄（一）原核生物的（一）原核生物的DNA聚合酶聚合酶DNA-pol DNA-pol DNA-pol 目目 錄錄（一）原核生物的（一）原核生物的DNA聚合酶聚合酶可能可能不可能不可能可能可能基因突變后的致死性基因突變后的致死性無無無無有有5 3 核酸外切酶活性核酸外切酶活性20？400分子數(shù)分子數(shù)/細(xì)胞細(xì)胞多亞基不對(duì)稱多亞基不對(duì)稱二聚體二聚體？單肽鏈單肽鏈組成組成250120109分子量分子量(kD)DNA-pol IIIDNA-pol IIDNA-pol I可能可能不可能不可能可能可能基因突變后的致死性基

13、因突變后的致死性無無無無有有5 3 核酸外切酶活性核酸外切酶活性20？400分子數(shù)分子數(shù)/細(xì)胞細(xì)胞多亞基不對(duì)稱多亞基不對(duì)稱二聚體二聚體？單肽鏈單肽鏈組成組成250120109分子量分子量(kD)DNA-pol IIIDNA-pol IIDNA-pol I目目 錄錄功能功能：對(duì)復(fù)制中的錯(cuò)誤進(jìn)行校讀，對(duì)復(fù)制和對(duì)復(fù)制中的錯(cuò)誤進(jìn)行校讀，對(duì)復(fù)制和修復(fù)中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。修復(fù)中出現(xiàn)的空隙進(jìn)行填補(bǔ)。 ( (損傷修復(fù)，填補(bǔ)空隙）損傷修復(fù)，填補(bǔ)空隙）DNA-pol （109kD）目目 錄錄323個(gè)氨基酸個(gè)氨基酸小片段小片段5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性大片段大片段/Klenow 片段片段 604個(gè)氨基酸個(gè)氨

14、基酸DNA聚合酶活性聚合酶活性 3 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性N 端端C 端端木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶DNA-pol Klenow片段是實(shí)驗(yàn)室合成片段是實(shí)驗(yàn)室合成DNA，進(jìn)，進(jìn)行分子生物學(xué)研究中常用的工具酶。行分子生物學(xué)研究中常用的工具酶。 目目 錄錄 DNA-pol （120kD）DNA-pol II基因發(fā)生突變，細(xì)菌依然能存活?；虬l(fā)生突變，細(xì)菌依然能存活。DNA-pol 對(duì)模板的特異性不高，即使在已發(fā)生對(duì)模板的特異性不高，即使在已發(fā)生損傷的損傷的DNA模板上，它也能催化核苷酸聚合。因模板上，它也能催化核苷酸聚合。因此認(rèn)為，它參與此認(rèn)為，它參與DNA損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)。損傷的應(yīng)急狀態(tài)修復(fù)

15、。目目 錄錄功能功能是原核生物復(fù)制延長中真正起催化作用的酶。是原核生物復(fù)制延長中真正起催化作用的酶。 DNA-pol (250kD)目目 錄錄個(gè)核心酶個(gè)核心酶1個(gè)個(gè) -復(fù)合物（復(fù)合物（ 、 、 、 、 、 6種亞種亞基）基）1對(duì)對(duì) -亞基（可滑亞基（可滑動(dòng)的動(dòng)的DNA夾子）夾子）DNA聚合酶聚合酶全酶結(jié)構(gòu)全酶結(jié)構(gòu)全酶結(jié)構(gòu)包括：全酶結(jié)構(gòu)包括：目目 錄錄 亞基亞基（132 000）主要功能是）主要功能是5 方向方向合成合成DNA 亞基亞基具有具有35 外切酶活性（復(fù)制保真性外切酶活性（復(fù)制保真性所必需）所必需） 亞基可增強(qiáng)其活性亞基可增強(qiáng)其活性 亞基亞基可能起組裝作用可能起組裝作用核心酶由核心酶由

16、 、 和和 亞基組成：亞基組成：兩側(cè)的兩側(cè)的 亞基發(fā)揮夾穩(wěn)亞基發(fā)揮夾穩(wěn)DNADNA模板鏈，并使酶沿模模板鏈，并使酶沿模板滑動(dòng)的作用板滑動(dòng)的作用目目 錄錄2個(gè)個(gè) -亞基亞基分別和分別和1個(gè)核心酶相互作用，其個(gè)核心酶相互作用，其柔性連接區(qū)可以確保在復(fù)制叉柔性連接區(qū)可以確保在復(fù)制叉1個(gè)全酶分子的個(gè)全酶分子的2個(gè)核心酶能夠相對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，分別負(fù)責(zé)合成個(gè)核心酶能夠相對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，分別負(fù)責(zé)合成前導(dǎo)鏈和后隨鏈。前導(dǎo)鏈和后隨鏈。功能：功能：有促進(jìn)全酶組裝至模板上及增強(qiáng)核心酶有促進(jìn)全酶組裝至模板上及增強(qiáng)核心酶活性的作用活性的作用 -復(fù)合物由復(fù)合物由6種亞基組成：種亞基組成： 、 、 、 、 、 目目 錄錄亞基具有亞

17、基具有53方向合成方向合成DNA的催化活性的催化活性亞基具有亞基具有35外切酶活性，起校對(duì)功能，外切酶活性，起校對(duì)功能， 可提高聚合酶可提高聚合酶復(fù)制復(fù)制DNA的保真性的保真性 亞基可能亞基可能起組建的作用起組建的作用亞基猶如夾子，亞基猶如夾子，功能是識(shí)別引物、夾住功能是識(shí)別引物、夾住DNA 分子向前滑動(dòng)分子向前滑動(dòng) 亞基亞基起著促使核心酶二聚化的作用起著促使核心酶二聚化的作用其余的亞基構(gòu)成其余的亞基構(gòu)成 -復(fù)合物，復(fù)合物，主要功能是幫助主要功能是幫助 亞基夾住亞基夾住DNA（也稱夾子裝置器），并有（也稱夾子裝置器），并有 增強(qiáng)核心酶活性的作用增強(qiáng)核心酶活性的作用目目 錄錄目目 錄錄目目 錄錄

18、（二）真核生物的（二）真核生物的DNADNA聚合酶聚合酶DNA-pol 起始引發(fā)，有引物酶活性。起始引發(fā)，有引物酶活性。延長子鏈的主要酶，有解螺旋酶活性。延長子鏈的主要酶，有解螺旋酶活性。參與低保真度的復(fù)制參與低保真度的復(fù)制 , ,參與核參與核DNADNA的修復(fù)的修復(fù). .在復(fù)制過程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺在復(fù)制過程中起校讀、修復(fù)和填補(bǔ)缺口的作用?？诘淖饔谩Ｔ谠诰€粒體線粒體DNA復(fù)制中起催化作用。復(fù)制中起催化作用。DNA-pol DNA-pol DNA-pol DNA-pol 目目 錄錄真核生物和原核生物真核生物和原核生物DNA聚合酶的比較聚合酶的比較 目目 錄錄三、復(fù)制保真性的酶學(xué)依據(jù)三、復(fù)制

19、保真性的酶學(xué)依據(jù)復(fù)制按照堿基配對(duì)規(guī)律進(jìn)行，是遺傳信息能復(fù)制按照堿基配對(duì)規(guī)律進(jìn)行，是遺傳信息能準(zhǔn)確傳代的基本原理。準(zhǔn)確傳代的基本原理。復(fù)制保真性的酶學(xué)機(jī)制：復(fù)制保真性的酶學(xué)機(jī)制：（一）（一）DNA-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 （二）復(fù)制的保真性和堿基選擇（二）復(fù)制的保真性和堿基選擇目目 錄錄（一）（一）DNA-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的外切酶活性切除錯(cuò)配堿基；并用的外切酶活性切除錯(cuò)配堿基；并用其聚合活性摻入正確配對(duì)的底物。其聚合活性摻入正確配對(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)活性。

20、不表現(xiàn)活性。目目 錄錄（二）復(fù)制的保真性和（二）復(fù)制的保真性和堿基選擇堿基選擇 DNA聚合酶靠其大分子結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)非共價(jià)（氫鍵）聚合酶靠其大分子結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)非共價(jià)（氫鍵）與共價(jià)（磷酸二酯鍵）鍵的有序形成。與共價(jià)（磷酸二酯鍵）鍵的有序形成。 利用利用“錯(cuò)配錯(cuò)配”實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，DNA pol DNA pol 對(duì)核苷酸的對(duì)核苷酸的參入（參入（incorporationincorporation）具有選擇功能。）具有選擇功能。 目目 錄錄嘌呤的化學(xué)結(jié)構(gòu)能形成順式和反式構(gòu)型，與相應(yīng)嘌呤的化學(xué)結(jié)構(gòu)能形成順式和反式構(gòu)型，與相應(yīng)的嘧啶形成氫鍵配對(duì)，嘌呤應(yīng)處于的嘧啶形成氫鍵配對(duì)，嘌呤應(yīng)處于反式構(gòu)型反式構(gòu)型 DNA

21、 pol DNA pol 對(duì)嘌呤的不同構(gòu)型表現(xiàn)不同親和力，對(duì)嘌呤的不同構(gòu)型表現(xiàn)不同親和力， 因此實(shí)現(xiàn)其選擇功能。因此實(shí)現(xiàn)其選擇功能。 目目 錄錄1. 遵守嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律；遵守嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律；2. 聚合酶在復(fù)制延長時(shí)對(duì)堿基的選擇功能；聚合酶在復(fù)制延長時(shí)對(duì)堿基的選擇功能；3. 復(fù)制出錯(cuò)時(shí)復(fù)制出錯(cuò)時(shí)DNA-pol的及時(shí)校讀功能。的及時(shí)校讀功能。DNA復(fù)制的保真性至少要依賴三種機(jī)制復(fù)制的保真性至少要依賴三種機(jī)制 目目 錄錄三、復(fù)制中的分子解鏈及三、復(fù)制中的分子解鏈及DNA 分子分子拓?fù)鋵W(xué)變化拓?fù)鋵W(xué)變化 DNA分子的堿基埋在雙螺旋內(nèi)部，只有把分子的堿基埋在雙螺旋內(nèi)部，只有把DNA解成單鏈，它才能

22、起模板作用。解成單鏈，它才能起模板作用。目目 錄錄（一）解螺旋酶、引物酶和單鏈（一）解螺旋酶、引物酶和單鏈DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白理理順順DNA鏈鏈拓拓?fù)鋼洚惍悩?gòu)構(gòu)酶酶 (gyrA, B)穩(wěn)穩(wěn)定定已已解解開開的的單單鏈鏈單單鏈鏈DNA結(jié)結(jié)合合蛋蛋白白SSB催催化化RNA引引物物生生成成引引物物酶酶DnaG (dnaG)運(yùn)運(yùn)送送和和協(xié)協(xié)同同DnaBDnaC (dnaC)解解開開DNA雙雙鏈鏈解解螺螺旋旋酶酶DnaB (dnaB)辨辨認(rèn)認(rèn)起起始始點(diǎn)點(diǎn)DnaA (dnaA)蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)（基基因因）通通用用名名功功能能原原核核生生物物復(fù)復(fù)制制起起始始的的相相關(guān)關(guān)蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)E. Coli 基因圖基因圖目

23、目 錄錄目目 錄錄解螺旋酶解螺旋酶(helicase)利用利用ATP供能，作用于氫鍵，使供能，作用于氫鍵，使DNA雙鏈雙鏈解開成為兩條單鏈解開成為兩條單鏈引物酶引物酶(primase)復(fù)制起始時(shí)催化生成復(fù)制起始時(shí)催化生成RNA引物的酶引物的酶單鏈單鏈DNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白(single stranded DNA binding protein, SSB)在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護(hù)單在復(fù)制中維持模板處于單鏈狀態(tài)并保護(hù)單鏈的完整鏈的完整 目目 錄錄解旋酶解旋酶 (helicase) (helicase)解螺旋酶解螺旋酶作用作用：斷裂互補(bǔ)堿基間的氫鍵，使：斷裂互補(bǔ)堿基間的氫鍵，使DNADNA

24、成單鏈成單鏈dnaA、B、CDnaA、B、CATP目目 錄錄引物酶引物酶( (PrimasePrimase) ) 5 5 5 5 催化催化RNARNA引物引物合成的酶叫合成的酶叫引物酶引物酶，它是一種特，它是一種特殊的殊的RNARNA聚合酶聚合酶 DNADNA合成需在合成需在RNARNA引物引物的基礎(chǔ)上進(jìn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行RNARNA引物引物5 5 3 3 5 5 3 3 目目 錄錄單鏈單鏈DNADNA結(jié)合蛋白（結(jié)合蛋白（SSBSSB）作用作用：防止單鏈防止單鏈DNADNA重重新形成雙鏈，防止單新形成雙鏈，防止單鏈鏈DNADNA被核酸酶水解被核酸酶水解（協(xié)同效應(yīng)）（協(xié)同效應(yīng)）目目 錄錄1010 8

25、 8 局部解鏈后局部解鏈后（二）（二）DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶(DNA topoisomerase) 解鏈過程中正超螺旋的形成解鏈過程中正超螺旋的形成目目 錄錄目目 錄錄拓?fù)洚悩?gòu)酶作用特點(diǎn)拓?fù)洚悩?gòu)酶作用特點(diǎn)既能水解既能水解 、又能連接磷酸二酯鍵、又能連接磷酸二酯鍵 拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶分分 類類目目 錄錄拓?fù)洚愅負(fù)洚悩?gòu)酶構(gòu)酶切斷切斷DNA雙鏈中雙鏈中一股一股鏈，使鏈，使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié)；適當(dāng)時(shí)候封解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié)；適當(dāng)時(shí)候封閉切口，閉切口，DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)變?yōu)樗沙跔顟B(tài)。反應(yīng)反應(yīng)不需不需ATP。拓?fù)洚愅負(fù)洚悩?gòu)酶構(gòu)酶切斷切斷DNA分子分子兩股兩股鏈，斷端通過鏈，斷端通

26、過切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。切口旋轉(zhuǎn)使超螺旋松弛。利用利用ATP供能，連接斷端，供能，連接斷端， DNA分子進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)。分子進(jìn)入負(fù)超螺旋狀態(tài)。作用機(jī)制作用機(jī)制 目目 錄錄五、五、DNA連接酶連接酶連接連接DNA鏈鏈3 -OH末端和相鄰末端和相鄰DNA鏈鏈5 -P末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的鄰的DNA鏈連接成一條完整的鏈。鏈連接成一條完整的鏈。 DNA連接酶連接酶(DNA ligase)作用方式作用方式POO-O-OHO5POO-O-O335DNA連接酶連接酶ATPADP5353目目 錄錄目目 錄錄DNA連接酶在復(fù)制中起最后接合缺口連接酶

27、在復(fù)制中起最后接合缺口的作用。的作用。在在DNA修復(fù)、重組及剪接中也起縫合修復(fù)、重組及剪接中也起縫合缺口作用。缺口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。也是基因工程的重要工具酶之一。功能功能目目 錄錄DNA聚合酶，拓?fù)涿负瓦B接酶催化聚合酶，拓?fù)涿负瓦B接酶催化3 ,5 -磷酸二酯鍵生成的比較磷酸二酯鍵生成的比較目目 錄錄 小小 結(jié)結(jié)主要成員主要成員 主要作用主要作用DnaA DnaA 識(shí)別復(fù)制起始位點(diǎn)識(shí)別復(fù)制起始位點(diǎn)解螺旋酶解螺旋酶 解開解開DNADNA雙鏈雙鏈SSB SSB 維持已解開單鏈維持已解開單鏈DNADNA的穩(wěn)定的穩(wěn)定引物酶引物酶 合成合成RNARNA引物引物 TOPO TOPO 使打結(jié)

28、、纏繞、正超螺旋的使打結(jié)、纏繞、正超螺旋的DNADNA松馳松馳DNA-pol DNADNA-pol DNA復(fù)制復(fù)制DNA-pol DNA-pol 水解引物、填補(bǔ)空隙、修復(fù)作用水解引物、填補(bǔ)空隙、修復(fù)作用DNADNA連接酶連接酶 催化雙鏈催化雙鏈DNADNA中單鏈缺口的連接中單鏈缺口的連接目目 錄錄原核生物原核生物DNA復(fù)制過程復(fù)制過程The Process of DNA Replication in Prokaryotes第第 三三 節(jié)節(jié)目目 錄錄1.1.復(fù)制的起始復(fù)制的起始2.2.復(fù)制復(fù)制的延長的延長3.3.復(fù)制的終止復(fù)制的終止目目 錄錄起始是復(fù)制中較為復(fù)雜的環(huán)節(jié)，在此過程起始是復(fù)制中較為復(fù)

29、雜的環(huán)節(jié)，在此過程中，各種酶和蛋白因子在復(fù)制起始點(diǎn)處裝配引中，各種酶和蛋白因子在復(fù)制起始點(diǎn)處裝配引發(fā)體，形成復(fù)制叉并合成發(fā)體，形成復(fù)制叉并合成RNARNA引物。引物。需要解決兩個(gè)問題：需要解決兩個(gè)問題：1. DNA解開成單鏈，提供模板。解開成單鏈，提供模板。2. 形成引發(fā)體，合成引物，提供形成引發(fā)體，合成引物，提供3 -OH末端。末端。一、一、復(fù)制的起始復(fù)制的起始目目 錄錄E.coli復(fù)制起始點(diǎn)復(fù)制起始點(diǎn) oriC GATTNTTTATTT GATCTNTTNTATT GATCTCTTATTAG 1 13 17 29 32 44 1 13 17 29 32 44 TGTGGATTA-TTATA

30、CACA-TTTGGATAA-TTATCCACA58 66 166 174 201 209 237 24558 66 166 174 201 209 237 245 串聯(lián)重復(fù)序列串聯(lián)重復(fù)序列 反向重復(fù)序列反向重復(fù)序列5 3 5 3 1. DNA解鏈解鏈目目 錄錄E.coliE.coli復(fù)制起始點(diǎn)復(fù)制起始點(diǎn)oriCoriC跨度為跨度為245bp245bp，有有3 3組組串聯(lián)重復(fù)序列串聯(lián)重復(fù)序列和和2 2對(duì)對(duì)反向重復(fù)序列反向重復(fù)序列 目目 錄錄GATTNTTTATTTGATCTNTTNTATTGATCTCTTATTAG串聯(lián)串聯(lián)重復(fù)序列重復(fù)序列 反向反向重復(fù)序列重復(fù)序列TTTGGATAA.TTATC

31、CACA TGTGGATTATTATACACA 目目 錄錄2. 引發(fā)體和引物引發(fā)體和引物目目 錄錄原核生物的復(fù)制起始部位及解鏈原核生物的復(fù)制起始部位及解鏈 目目 錄錄 Dna A Dna B、 Dna CDNA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶引物引物酶酶SSB3 5 3 5 含有解螺旋酶、含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和蛋白、引物酶和DNA復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。復(fù)制起始區(qū)域的復(fù)合結(jié)構(gòu)稱為引發(fā)體。 目目 錄錄3 5 3 5 引物是由引物酶催化合成的短鏈引物是由引物酶催化合成的短鏈RNA分子。分子。 引物引物3 HO5引物引物酶酶目目 錄錄引發(fā)體和復(fù)制叉的生成引發(fā)體和復(fù)制叉的生成目目 錄錄（二

32、）復(fù)制的延長（二）復(fù)制的延長復(fù)制的延長指在復(fù)制的延長指在DNA-pol催化下，催化下，dNTP以以dNMP的方式逐個(gè)加入引物或延長中的子鏈上，的方式逐個(gè)加入引物或延長中的子鏈上，其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵的不斷生成。其化學(xué)本質(zhì)是磷酸二酯鍵的不斷生成。 目目 錄錄 5 5 3 35 5dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH 33 3DNA-pol目目 錄錄領(lǐng)頭鏈的合成領(lǐng)頭鏈的合成目目 錄錄隨從鏈的合成隨從鏈的合成目目 錄錄目目 錄錄復(fù)復(fù)制制過過程程簡簡圖圖目目 錄錄 在復(fù)制叉同時(shí)合成前導(dǎo)鏈和后隨鏈在復(fù)制叉同時(shí)合成前導(dǎo)鏈和后隨鏈目目 錄錄 原核生物基因是環(huán)狀原核生物基因是

33、環(huán)狀DNA，雙向復(fù)制的復(fù)制片段，雙向復(fù)制的復(fù)制片段在復(fù)制的終止點(diǎn)在復(fù)制的終止點(diǎn)(ter)處匯合。處匯合。oriter E.coli8232 ori terSV40500三、復(fù)制的終止三、復(fù)制的終止目目 錄錄目目 錄錄5 5 5 RNA酶酶OHP5 DNA-pol dNTP5 5 PATP ADP+Pi5 5 DNA連接酶連接酶n 子鏈中的子鏈中的RNA引物被取代引物被取代目目 錄錄 由由DNA聚合酶聚合酶I完成切除引物，完成切除引物，并且填補(bǔ)空隙，由并且填補(bǔ)空隙，由DNA連接酶將連接酶將DNA片段連接起來。片段連接起來。目目 錄錄真核生物真核生物DNA生物合成生物合成過程過程The Proce

34、ss of DNA Biosynthesis in eukaryotes第第 四四 節(jié)節(jié)目目 錄錄1.復(fù)制時(shí)需要解開和重新組裝核小體結(jié)構(gòu)復(fù)制時(shí)需要解開和重新組裝核小體結(jié)構(gòu);2.多起點(diǎn)復(fù)制多起點(diǎn)復(fù)制3.RNA引物及岡崎片段的長度均小于原核生物引物及岡崎片段的長度均小于原核生物4.真核生物染色體全部復(fù)制完成以前不會(huì)發(fā)動(dòng)真核生物染色體全部復(fù)制完成以前不會(huì)發(fā)動(dòng)新一輪的復(fù)制新一輪的復(fù)制.真核生物與原核生物真核生物與原核生物DNA復(fù)制的差異：復(fù)制的差異：目目 錄錄哺乳動(dòng)物的哺乳動(dòng)物的細(xì)胞周期細(xì)胞周期DNA合成期合成期G1G2SM 細(xì)胞能否分裂，決定于進(jìn)入細(xì)胞能否分裂，決定于進(jìn)入S期及期及M期這兩個(gè)關(guān)期這兩

35、個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。與蛋白激酶活性有關(guān)。鍵點(diǎn)。與蛋白激酶活性有關(guān)。 蛋白激酶通過磷酸化激活或抑制各種復(fù)制因子而蛋白激酶通過磷酸化激活或抑制各種復(fù)制因子而實(shí)施調(diào)控作用。實(shí)施調(diào)控作用。 目目 錄錄 真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子真核生物每個(gè)染色體有多個(gè)起始點(diǎn)，是多復(fù)制子復(fù)制。復(fù)制。復(fù)制有時(shí)序性復(fù)制有時(shí)序性，即復(fù)制子以分組方式激活，即復(fù)制子以分組方式激活而不是同步起動(dòng)。而不是同步起動(dòng)。 復(fù)制的起始需要復(fù)制的起始需要DNA-pol（引物酶活性）和（引物酶活性）和pol（解螺旋酶活性）參與。還需拓?fù)涿负蛷?fù)制因子（解螺旋酶活性）參與。還需拓?fù)涿负蛷?fù)制因子(replication factor, RF)。

36、 增殖細(xì)胞核抗原增殖細(xì)胞核抗原(proliferation cell nuclear antigen, PCNA)在復(fù)制起始和延長中起關(guān)鍵作用。在復(fù)制起始和延長中起關(guān)鍵作用。 （一）復(fù)制的起始（一）復(fù)制的起始目目 錄錄DNA-pol 和和pol 分別兼有解螺旋酶和引物酶活分別兼有解螺旋酶和引物酶活性。在復(fù)制叉及引物生成后，性。在復(fù)制叉及引物生成后，DNA-pol 通過通過PCNA的協(xié)同作用，逐步取代的協(xié)同作用，逐步取代pol ，在，在RNA引物引物的的3 -OH基礎(chǔ)上連續(xù)合成領(lǐng)頭鏈。隨從鏈引物也基礎(chǔ)上連續(xù)合成領(lǐng)頭鏈。隨從鏈引物也由由pol 催化合成。然后由催化合成。然后由PCNA協(xié)同，協(xié)同，p

37、ol 置換置換pol ，繼續(xù)合成，繼續(xù)合成DNA子鏈。子鏈。 二、真核生物復(fù)制的延長發(fā)生二、真核生物復(fù)制的延長發(fā)生DNA聚合酶聚合酶/轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換目目 錄錄3 5 5 3 領(lǐng)頭鏈領(lǐng)頭鏈3 5 3 5 親代親代DNA隨從鏈隨從鏈引物引物核小體核小體（二）復(fù)制的延長（二）復(fù)制的延長目目 錄錄3 5 5 3 領(lǐng)頭鏈領(lǐng)頭鏈3 5 3 5 親代親代DNA后隨鏈后隨鏈引物引物核小體核小體三、真核生物三、真核生物DNA合成后立即組裝成核小體合成后立即組裝成核小體目目 錄錄染色體染色體DNA呈線狀，復(fù)制在末端停止。呈線狀，復(fù)制在末端停止。復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連接。復(fù)制中岡崎片段的連接，復(fù)制子之間的連

38、接。染色體兩端染色體兩端DNA子鏈上最后復(fù)制的子鏈上最后復(fù)制的RNA引物，引物，去除后留下空隙。去除后留下空隙。四、端粒酶參與解決染色體末端復(fù)制問題四、端粒酶參與解決染色體末端復(fù)制問題5 3 3 5 5 3 3 5 +5 3 3 3 3 5 5 目目 錄錄目目 錄錄端粒端粒(telomere)指真核生物染色體線性指真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)。分子末端的結(jié)構(gòu)。功能功能 維持染色體的穩(wěn)定性維持染色體的穩(wěn)定性 維持維持DNA復(fù)制的完整性復(fù)制的完整性結(jié)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 由末端單鏈由末端單鏈DNA序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成。序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成。 末端末端DNA序列是多次重復(fù)的富含序列是多次重復(fù)的富含T、

39、G堿堿基的短基的短 序列。序列。TTTTGGGGTTTTGGGG目目 錄錄端粒酶端粒酶(telomerase)端粒酶端粒酶RNA (human telomerase RNA, hTR)端粒酶協(xié)同蛋白端粒酶協(xié)同蛋白(human telomerase associated protein 1, hTP1)端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(human telomerase reverse transcriptase, hTRT) 組成組成目目 錄錄 目目 錄錄端粒酶的催端粒酶的催化延長作用化延長作用爬爬行行模模型型目目 錄錄DNADNA聚合酶復(fù)制子鏈聚合酶復(fù)制子鏈進(jìn)一步加工進(jìn)一步加工目目 錄錄目目 錄錄

40、逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式Reverse Transcription & Other DNA Replication Ways第五節(jié)第五節(jié)目目 錄錄雙鏈雙鏈DNA是大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)。某些病是大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)。某些病毒的遺傳物質(zhì)是毒的遺傳物質(zhì)是RNA。原核生物的質(zhì)粒，真。原核生物的質(zhì)粒，真核生物的線粒體核生物的線粒體DNA，都是染色體外存在的，都是染色體外存在的DNA。這些非染色體基因組，采用特殊的方。這些非染色體基因組，采用特殊的方式進(jìn)行復(fù)制。式進(jìn)行復(fù)制。目目 錄錄反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄酶(reverse transcriptase) 反轉(zhuǎn)錄反轉(zhuǎn)錄(reverse transcr

41、iption) 反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄酶一、反轉(zhuǎn)錄病毒和反轉(zhuǎn)錄酶一、反轉(zhuǎn)錄病毒和反轉(zhuǎn)錄酶 目目 錄錄反轉(zhuǎn)錄病毒細(xì)胞內(nèi)的反轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象反轉(zhuǎn)錄病毒細(xì)胞內(nèi)的反轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象RNA 模板模板反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄酶DNA-RNA 雜雜化雙鏈化雙鏈RNA酶酶單鏈單鏈DNA反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄酶雙鏈雙鏈DNA目目 錄錄RNA病毒在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制成雙鏈病毒在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制成雙鏈DNA的的前病毒前病毒(provirus)。前病毒保留了。前病毒保留了RNA病毒全部遺傳信病毒全部遺傳信息，并可在細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立繁殖。在某些情況下，前息，并可在細(xì)胞內(nèi)獨(dú)立繁殖。在某些情況下，前病毒基因組通過病毒基因組通過基因重組基因重組(recombination)，參加，參加

42、到細(xì)胞基因組內(nèi)，并隨宿主基因一起復(fù)制和表達(dá)到細(xì)胞基因組內(nèi)，并隨宿主基因一起復(fù)制和表達(dá)。這種重組方式稱為。這種重組方式稱為整合整合(integration)。前病毒。前病毒獨(dú)立繁殖或整合，都可成為致病的原因。獨(dú)立繁殖或整合，都可成為致病的原因。 目目 錄錄逆轉(zhuǎn)錄酶催化的逆轉(zhuǎn)錄酶催化的cDNA合成合成目目 錄錄二、反轉(zhuǎn)錄研究的意義二、反轉(zhuǎn)錄研究的意義 反轉(zhuǎn)錄酶和反轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象，是分子生物學(xué)研究反轉(zhuǎn)錄酶和反轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象，是分子生物學(xué)研究中的重大發(fā)現(xiàn)。中的重大發(fā)現(xiàn)。 反轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象說明：至少在某些生物，反轉(zhuǎn)錄現(xiàn)象說明：至少在某些生物，RNA同同樣兼有遺傳信息傳代與表達(dá)功能。樣兼有遺傳信息傳代與表達(dá)功能。對(duì)反轉(zhuǎn)錄病

43、毒的研究，拓寬了對(duì)反轉(zhuǎn)錄病毒的研究，拓寬了20世紀(jì)初已注世紀(jì)初已注意到的意到的病毒致癌理論病毒致癌理論。 目目 錄錄 滾環(huán)復(fù)制滾環(huán)復(fù)制(rolling circle replication)三、滾環(huán)復(fù)制和三、滾環(huán)復(fù)制和D環(huán)復(fù)制環(huán)復(fù)制 是某些低等生物的復(fù)制形式，如是某些低等生物的復(fù)制形式，如 X174和和M13噬菌體等。噬菌體等。3 -OH5 -P5 5 5 3 3 3 3 5滾環(huán)復(fù)制滾環(huán)復(fù)制5 5 3 3 5 目目 錄錄目目 錄錄dNTPDNA-pol D環(huán)復(fù)制環(huán)復(fù)制(D-loop replication) 是線粒體是線粒體DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)的復(fù)制形式。

44、的復(fù)制形式。 目目 錄錄D-環(huán)復(fù)制時(shí)需合成引物。環(huán)復(fù)制時(shí)需合成引物。mtDNA為雙鏈，第一為雙鏈，第一個(gè)引物以內(nèi)環(huán)為模板延伸。至第二個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)個(gè)引物以內(nèi)環(huán)為模板延伸。至第二個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)時(shí)，又合成另一個(gè)反向引物，以外環(huán)為模板進(jìn)行時(shí)，又合成另一個(gè)反向引物，以外環(huán)為模板進(jìn)行反向的延伸。最后完成兩個(gè)雙鏈環(huán)狀反向的延伸。最后完成兩個(gè)雙鏈環(huán)狀DNA的復(fù)的復(fù)制。復(fù)制中呈字母制。復(fù)制中呈字母D形狀而得名。形狀而得名。D環(huán)復(fù)制的特點(diǎn)環(huán)復(fù)制的特點(diǎn)是復(fù)制起始點(diǎn)不在雙鏈?zhǔn)菑?fù)制起始點(diǎn)不在雙鏈DNA同一同一位點(diǎn)，內(nèi)、外環(huán)復(fù)制有時(shí)序差別。位點(diǎn)，內(nèi)、外環(huán)復(fù)制有時(shí)序差別。目目 錄錄DNA損傷（突變）與修復(fù)損傷（突變）與修復(fù)D

45、NA Damage (Mutation) and Repair第六節(jié)第六節(jié)目目 錄錄遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變而引起的遺傳信息遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變而引起的遺傳信息改變，均可稱為改變，均可稱為突變。突變。在復(fù)制過程中發(fā)生的在復(fù)制過程中發(fā)生的DNA突變稱為突變稱為DNA損傷損傷(DNA damage)。從分子水平來看，突變就是從分子水平來看，突變就是DNA分子上分子上堿基的改變。堿基的改變。 目目 錄錄一、突變的意義一、突變的意義（一）突變是進(jìn)化、分化的分子基礎(chǔ)（一）突變是進(jìn)化、分化的分子基礎(chǔ)（二）突變導(dǎo)致基因型改變（二）突變導(dǎo)致基因型改變（三）突變導(dǎo)致死亡（三）突變導(dǎo)致死亡（四）突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)（

46、四）突變是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ) 目目 錄錄二、引發(fā)突變的因素二、引發(fā)突變的因素物理因素物理因素 紫外線紫外線(ultra violet, UV)、各種輻射、各種輻射 UV化學(xué)因素化學(xué)因素常見的化學(xué)誘變劑常見的化學(xué)誘變劑化合物類別化合物類別作作 用用 點(diǎn)點(diǎn)分子改變分子改變堿基類似物堿基類似物如：如：5-BUA 5-BU G- A - T - G - C -羥胺類（羥胺類（NH2OH）T C- T - A - C - G -亞硝酸鹽（亞硝酸鹽（NO2）C U- G - C - A - T -烷化劑烷化劑如：氮芥類，如：氮芥類，NitrominsG mGG mGDNA缺失缺失G目目 錄錄目目 錄錄三、

47、突變的分子改變類型三、突變的分子改變類型錯(cuò)配錯(cuò)配 (mismatch)缺失缺失 (deletion)插入插入 (insertion)重排重排 (rearrangement)框移框移(frame-shift) 目目 錄錄DNA分子上的堿基錯(cuò)配稱分子上的堿基錯(cuò)配稱點(diǎn)突變點(diǎn)突變(point mutation)。發(fā)生在同型堿基之間，即嘌呤代替另發(fā)生在同型堿基之間，即嘌呤代替另一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。 1. 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換發(fā)生在異型堿基之間，即嘌呤變嘧啶發(fā)生在異型堿基之間，即嘌呤變嘧啶或嘧啶變嘌呤。或嘧啶變嘌呤。 2. 顛換顛換（一）錯(cuò)配（一）錯(cuò)配目目 錄錄鐮形紅細(xì)胞貧血病人鐮

48、形紅細(xì)胞貧血病人Hb (HbS) 亞基亞基N-val his leu thr pro val glu C 肽鏈肽鏈CAC GTG基因基因正常成人正常成人Hb (HbA)亞基亞基N-val his leu thr pro glu glu C 肽鏈肽鏈CTC GAG基因基因目目 錄錄（二）缺失（二）缺失、插入插入和框移和框移缺失：缺失：一個(gè)堿基或一段核苷酸鏈從一個(gè)堿基或一段核苷酸鏈從DNA大分子上大分子上消失。消失。插入：插入：原來沒有的一個(gè)堿基或一段核苷酸鏈插入原來沒有的一個(gè)堿基或一段核苷酸鏈插入到到DNA大分子中間。大分子中間。移碼突變移碼突變是指三聯(lián)體密碼的閱讀方式改變，造是指三聯(lián)體密碼的閱

49、讀方式改變，造成蛋白質(zhì)氨基酸排列順序發(fā)生改變。成蛋白質(zhì)氨基酸排列順序發(fā)生改變。 缺失或插入都可導(dǎo)致缺失或插入都可導(dǎo)致移碼突變移碼突變 。目目 錄錄谷谷 酪酪 蛋蛋 絲絲5 G C A G U A C A U G U C 丙丙 纈纈 組組 纈纈正常正常5 G A G U A C A U G U C 缺失缺失C缺失引起框移突變?nèi)笔б鹂蛞仆蛔兡磕?錄錄（三）重排（三）重排DNA分子內(nèi)較大片段的交換，稱為分子內(nèi)較大片段的交換，稱為重組或重排。重組或重排。 由基因重排引起的兩種地中海貧血基因型由基因重排引起的兩種地中海貧血基因型目目 錄錄目目 錄錄四、四、DNA損傷的修復(fù)損傷的修復(fù)修復(fù)修復(fù)(repai

50、ring) 是對(duì)已發(fā)生分子改變的補(bǔ)償措施，使其是對(duì)已發(fā)生分子改變的補(bǔ)償措施，使其回復(fù)為原有的天然狀態(tài)?；貜?fù)為原有的天然狀態(tài)。光修復(fù)光修復(fù)(light repairing)切除修復(fù)切除修復(fù)(excision repairing)重組修復(fù)重組修復(fù)(recombination repairing)SOS修復(fù)修復(fù) 修復(fù)的主要類型修復(fù)的主要類型目目 錄錄（一）光修復(fù)（一）光修復(fù)光修復(fù)酶光修復(fù)酶(photolyase) UVUvrAUvrBUvrCOHPDNA聚合酶聚合酶OHP （二）切除修復(fù)（二）切除修復(fù)是細(xì)胞內(nèi)最重要和是細(xì)胞內(nèi)最重要和有效的修復(fù)機(jī)制，主要有效的修復(fù)機(jī)制，主要由由DNA-pol和連接酶和連接酶完成。完成。DNA連接酶連接酶ATPE.coli的切除的切除修復(fù)機(jī)制修復(fù)機(jī)制目目 錄錄目目 錄錄切切 除除 修修 復(fù)復(fù) 動(dòng)動(dòng) 畫畫目目 錄錄