基因組與DNA復(fù)制

基因組與DNA復(fù)制第1頁/共104頁（一）染色體與染色質(zhì)染色體（chromosome）是細(xì)胞在有絲分裂時(shí)遺傳物質(zhì)存在的特定形式，是間期細(xì)胞染色質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密包裝的結(jié)果。真核生物的染色體在細(xì)胞生活周期的大部分時(shí)間里都是以染色質(zhì)(chromatin)的形式存在的。染色質(zhì)是一種纖維狀結(jié)構(gòu)，叫做染色質(zhì)絲，它是由最基本的單位—核小體(nucleosome)成串排列而成的。第2頁/共104頁染色體的結(jié)構(gòu)和組成原核生物(prokaryote)

第3頁/共104頁第4頁/共104頁{組蛋白：H1H2AH2BH3H4非組蛋白}核小體{DNA蛋白質(zhì)染色體真核生物染色體的組成第5頁/共104頁C值是一種生物的單倍體基因組DNA的總量。

概念：一種生物的單倍體染色體組中的DNA總量。（二）基因組第6頁/共104頁具體表現(xiàn)：①在結(jié)構(gòu)和功能相似的物種中，甚至在親緣關(guān)系相近的物種中，C值差異大。②某些低等生物的C值比高等生物的C值還大。C值和生物結(jié)構(gòu)或組成的復(fù)雜性不一致的現(xiàn)象稱為C值矛盾(C-valueparadox)。C值反?，F(xiàn)象：第7頁/共104頁第8頁/共104頁●基因組很小，大多只有一條染色體●

結(jié)構(gòu)簡煉●存在轉(zhuǎn)錄單元(trnascriptionaloperon)

多順反子(polycistron)X174D-E-J-F-G-HmRNA蛋白J、F、GHDEE.coli色氨酸操縱子9個(gè)順反子9個(gè)酶(第六章)1、原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)原核生物和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較第9頁/共104頁

●有重疊基因（Sanger發(fā)現(xiàn)）基因內(nèi)基因部分重疊基因一個(gè)堿基重疊第10頁/共104頁2、真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)●真核基因組結(jié)構(gòu)龐大

3×109bp、染色質(zhì)、核膜●單順反子●基因不連續(xù)性斷裂基因（interruptedgene）、內(nèi)含子(intron)、外顯子(exon)●非編碼區(qū)較多多于編碼序列(9:1)●含有大量重復(fù)序列第11頁/共104頁二、DNA的復(fù)制第12頁/共104頁沃森和克里克在發(fā)表DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名短文的結(jié)尾處寫道：“在提出堿基特異性配對的看法后，我們立即又提出了遺傳進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)理。”你能從DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)，設(shè)想出DNA復(fù)制的方式可能有哪幾種嗎？第13頁/共104頁Semi-conservativeConservativeDispersive對DNA復(fù)制后離心實(shí)驗(yàn)結(jié)果的推測第14頁/共104頁需要解決的問題1:如果要在實(shí)驗(yàn)中直觀地區(qū)別、“標(biāo)識”母鏈或子鏈,可以采取什么辦法？

可以利用同位素(具放射性)標(biāo)記的方法第15頁/共104頁密度梯度離心法：用超離心機(jī)對分子物質(zhì)溶液，長時(shí)間加一個(gè)離心力場達(dá)到沉降平衡，在沉降池內(nèi)從液面到底部出現(xiàn)一定的密度梯度。即：在一定離心力下把顆粒分配到梯度中某些特定位置上，形成不同區(qū)帶的分離方法。）第16頁/共104頁

DNA復(fù)制的實(shí)驗(yàn)證

（1958Meselson和Stahl

）：

MatthewMesselsonFranklinStahl第17頁/共104頁實(shí)驗(yàn)結(jié)論：DNA的復(fù)制是以半保留的方式進(jìn)行的重帶(下部)15N/15N中帶(中間)15N/14N輕帶(上部)14N/14N中帶(中間)15N/14N第18頁/共104頁提出假說演繹推理驗(yàn)證假說假說演繹【小結(jié)】（1）DNA的復(fù)制是半保留復(fù)制（2）子代DNA可能的情況及如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這種現(xiàn)象（3）通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證第19頁/共104頁定義：由親代DNA生成子代DNA時(shí)，每個(gè)新形成的子代DNA中，一條鏈來自親代DNA，而另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式稱半保留復(fù)制。（一）DNA的半保留復(fù)制（semi-conservativereplication）第20頁/共104頁意義：半保留復(fù)制的闡明，對了解DNA的功能和物種的延續(xù)性有重大意義。接半保留復(fù)制的方式，子代保留了親代DNA的全部遺傳信息，體現(xiàn)代與代之間DNA堿基序列的一致性。

第21頁/共104頁（二）DNA復(fù)制的酶學(xué)⒈

DNA復(fù)制的化學(xué)反應(yīng)

復(fù)制是在酶的參與下的核苷酸聚合過程，需要多種生物分子的共同參與。(dNMP)n+dNTP→(dNMP)n+1+PPi第22頁/共104頁⒉DNA復(fù)制所需要的原料

底物：四種脫氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、

dCTP、dTTP)

模板：以DNA的兩條鏈為模板鏈，合成子代DNA

引物：DNA的合成需要一小段RNA鏈作為引物

聚合酶：依賴DNA的DNA聚合酶，簡稱為DNA-pol；

其它酶和蛋白質(zhì)因子：引物酶、解旋酶、SSB、拓?fù)洚悩?gòu)酶等第23頁/共104頁3、DNA聚合酶及其特點(diǎn):

以DNA為模板的DNA合成酶●以四種脫氧核苷酸三磷酸為底物●反應(yīng)需要有模板的指導(dǎo)●反應(yīng)需要有3-OH存在●DNA鏈的合成方向?yàn)?3第24頁/共104頁性質(zhì)聚合酶Ⅰ聚合酶Ⅱ聚合酶Ⅲ3'5'外切活性+++5'3'外切活性+--5'3'聚合活性+中+很低+很高新生鏈合成--+主要是對DNA損傷的修復(fù)；以及在DNA復(fù)制時(shí)切除RNA引物并填補(bǔ)其留下的空隙。修復(fù)紫外光引起的DNA損傷DNA復(fù)制的主要聚合酶，還具有3’-5‘

外切酶的校對功能，提高DNA復(fù)制的保真性原核生物中的DNA聚合酶(大腸桿菌）第25頁/共104頁

α

β

γ

δε定位細(xì)胞核細(xì)胞核線粒體細(xì)胞核細(xì)胞核3‘-5’外切--+++酶活性功能引物合成修復(fù)作用線粒體DNA的復(fù)制核DNA的復(fù)制？真核生物中的DNA聚合酶第26頁/共104頁

引發(fā)酶：4、參與復(fù)制中的幾何酶及其它酶

一種特殊的RNA聚合酶，可催化短片段RNA的合成。這種短RNA片段一般十幾個(gè)至數(shù)十個(gè)核苷酸不等，它們在DNA復(fù)制起始處做為引物。RNA引物的3′OH末端提供了由DNA聚合酶催化形成DNA分子第一個(gè)磷酸二酯鍵的位置。第27頁/共104頁

若雙鏈DNA中一條鏈有切口，一端是3’-OH，另一端是5‘-磷酸基，連接酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連接。

但是它不能將兩條游離的DNA單鏈連接起來

DNA連接酶在DNA復(fù)制、損傷修復(fù)、重組等過程中起重要作用3‘5‘3‘5‘OHPDNA連接酶（1967年發(fā)現(xiàn)）：第28頁/共104頁DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(DNATopisomerase)：

拓?fù)洚悩?gòu)酶?：使DNA一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，作用是松解負(fù)超螺旋。主要集中在活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，同轉(zhuǎn)錄有關(guān)。

例：大腸桿菌中的ε蛋白

拓?fù)洚悩?gòu)酶Π：該酶能暫時(shí)性地切斷和重新連接雙鏈DNA，作用是將負(fù)超螺旋引入DNA分子。同復(fù)制有關(guān)。例：大腸桿菌中的DNA旋轉(zhuǎn)酶第29頁/共104頁解鏈酶（DNAhelicase)DNA開始復(fù)制時(shí)首先在起始點(diǎn)處解開雙鏈，反應(yīng)是在一種解鏈酶(helicase)的催化下進(jìn)行的。解鏈酶需要ATP分解供給能量。大腸桿菌中DnaB蛋白就有介鏈酶活性，與隨從鏈的模板DNA結(jié)合，沿5′→3′方向移動(dòng)，還有一種叫做Rep蛋白和前導(dǎo)鏈的模板DNA結(jié)合沿3′→5′方向移動(dòng)。解鏈酶的作用就是打開DNA雙鏈之間的氫鍵。

第30頁/共104頁第31頁/共104頁DNA雙螺旋的解開是一些酶和蛋白質(zhì)協(xié)同作用的結(jié)果

DNA解螺旋酶可解開復(fù)制叉之前的DNA雙螺旋，解鏈后產(chǎn)生的單鏈同DNA結(jié)合蛋白相結(jié)合而得到穩(wěn)定。拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ在切斷和重新連接DNA鏈的過程中提供了一個(gè)旋轉(zhuǎn)支點(diǎn)，使得由解螺旋酶解開雙螺旋而產(chǎn)生的多余螺旋度在這里旋轉(zhuǎn)而得以釋放。拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ能向DNA雙螺旋引入負(fù)的超螺旋，這進(jìn)一步有助于雙螺旋的解開。

第32頁/共104頁單鏈結(jié)合蛋白(SSBP)：

與解開的單鏈DNA結(jié)合，使其穩(wěn)定不會(huì)再度螺旋化并且避免核酸內(nèi)切酶對單鏈DNA的水解，保證了單鏈DNA做為模板時(shí)的伸展?fàn)顟B(tài)，SSBP可以重復(fù)利用

。第33頁/共104頁1“模板鏈”形成（解旋）:邊解旋、邊復(fù)制2.合成子鏈（配對）:3.新DNA的形成：

有關(guān)酶的作用下，兩條鏈的配對堿基之間的氫鍵斷開，形成兩條“模板鏈”。

分別以每條單鏈為模板,以四種游離的脫氧核苷酸為原料,利用堿基互補(bǔ)配對原則合成兩條新的子鏈

兩條子鏈分別與對應(yīng)的模板鏈繞成螺旋型，構(gòu)成兩個(gè)新的DNA分子（三）DNA的復(fù)制的生物過程第34頁/共104頁

DNA的復(fù)制有固定的起始點(diǎn)，一般從富含AT較多的地方開始復(fù)制。先是DNA解鏈酶將雙鏈DNA解開成雙鏈，然后單鏈結(jié)合蛋白結(jié)合上去，防止雙鏈重新退火變成雙鏈。同時(shí)，引發(fā)酶合成一段與DNA復(fù)制點(diǎn)堿基序列配對的RNA，提供OH基團(tuán)，為合成作準(zhǔn)備。復(fù)制的起始；第35頁/共104頁

復(fù)制只能在DNA分子上特定區(qū)域內(nèi)起始,這一段特定的DNA順序稱為復(fù)制起始點(diǎn)，或叫做復(fù)制原點(diǎn)

ori(或o）、富含A、T的區(qū)段。原核生物染色體、病毒和核外DNA通常只有一個(gè)復(fù)制起始點(diǎn)。真核生物染色體具有很多復(fù)制起始點(diǎn)，彼此相隔約3～10萬堿基對。第36頁/共104頁

大腸桿菌的復(fù)制起點(diǎn)為oriC，是由245個(gè)堿基對組成，這些序列在大多數(shù)細(xì)菌中是高度保守的，關(guān)鍵序列是3個(gè)13bp和4個(gè)bp的重復(fù)序列。DnaA蛋白結(jié)合的4個(gè)9bp順序3個(gè)13bp串聯(lián)重復(fù)序列原核生物的復(fù)制起始⑴大腸桿菌的復(fù)制原點(diǎn)第37頁/共104頁⑵

有9個(gè)蛋白和酶參與復(fù)制的起始

蛋白質(zhì)亞基數(shù)目功能DnaA1識別起點(diǎn)序列,在起點(diǎn)特異性位置解開雙鏈DnaB6解開DNA雙鏈DnaC1幫助DnaB結(jié)合于起點(diǎn)HU2類組蛋白,DNA結(jié)合蛋白,促進(jìn)起始引物合成酶(DnaG)1合成RNA引物單鏈結(jié)合蛋白(SSB)4結(jié)合DNA單鏈RNA聚合酶5促進(jìn)DnaA的活性DNA旋轉(zhuǎn)酶(拓?fù)涿涪?4釋放DNA解鏈過程中產(chǎn)生的扭曲張力Dam甲基化酶1使起點(diǎn)GATC序列的腺嘌呤甲基化第38頁/共104頁起始復(fù)合物開放復(fù)合物預(yù)引復(fù)合物A、20個(gè)各帶1個(gè)ATP的DnaA蛋白結(jié)合于9bp順序，使DNA圍繞著復(fù)合物卷成一圈B、三個(gè)富含A=T的序列13bp重復(fù)序列被變性C、在DnaC蛋白的幫助下DnaB蛋白進(jìn)一步使DNA解螺旋，以備引物和DNA的合成第39頁/共104頁

從復(fù)制原點(diǎn)到終點(diǎn)，組成一個(gè)復(fù)制單位，叫復(fù)制子

復(fù)制時(shí)，在原點(diǎn)處通過解旋、解鏈和SSB蛋白的結(jié)合等過程，這個(gè)復(fù)制點(diǎn)的形狀象一個(gè)叉子，故稱為復(fù)制叉第40頁/共104頁⑶RNA引物的合成

由于DNA聚合酶只能延長而不能開始新的DNA鏈合成，DNA新生鏈的合成都是以DnaB蛋白活化引物合成酶，先合成一小段RNA鏈為起始的,這一段RNA稱為引物。引物通常長10～50核苷酸。RNA引物最終被切除并由DNA取代。第41頁/共104頁復(fù)制方向和速度：

單起點(diǎn)、雙向等速，如E.coli多起點(diǎn)、雙向等速單起點(diǎn)、雙向不對稱，如枯草桿菌、線粒體DNA單向復(fù)制：如質(zhì)粒ColE1第42頁/共104頁2、DNA鏈的延伸

在DNA聚合酶的催化下，按照堿基因互補(bǔ)配對規(guī)律逐加入底物，鏈逐漸延長。第43頁/共104頁第44頁/共104頁DNA的半不連續(xù)復(fù)制（semi-discontinuousreplication)：

DNA復(fù)制時(shí)其中一條子鏈的合成是連續(xù)的，而另一條子鏈的合成是不連續(xù)的。

在DNA復(fù)制時(shí)，合成方向與復(fù)制叉移動(dòng)的方向一致并連續(xù)合成的鏈為前導(dǎo)鏈；合成方向與復(fù)制叉移動(dòng)的方向相反，形成許多不連續(xù)的片段，最后再連成一條完整的DNA鏈為滯后鏈。第45頁/共104頁

在DNA復(fù)制過程中，前導(dǎo)鏈能連續(xù)合成，而滯后鏈只能是斷續(xù)的合成53的多個(gè)短片段，這些不連續(xù)的小片段稱為岡崎片段。第46頁/共104頁

當(dāng)任意一個(gè)復(fù)制叉碰到一個(gè)功能性Tes-Tur復(fù)合物時(shí)，就停止。而另一個(gè)復(fù)制叉碰到第一個(gè)被阻止的復(fù)制叉時(shí)也停止前進(jìn)。這些大復(fù)合物中間的幾百個(gè)核甘酸對以一種未知的機(jī)制被復(fù)制。3、復(fù)制終止第47頁/共104頁在DNA聚合酶Ⅰ催化下切除RNA引物；留下的空隙由DNA聚合酶Ⅰ催化合成一段DNA填補(bǔ)上；在DNA連接酶作用下，連接相鄰的DNA鏈第48頁/共104頁真核生物DNA的復(fù)制自主復(fù)制序列（ARS、原點(diǎn)、復(fù)制子）

真核生物（酵母）ARS約有150個(gè)bp，含有幾個(gè)保守序列，在單倍體酵母細(xì)胞的17條染色體中有400個(gè)ARS因子，這表明在真核生物DNA中有多個(gè)復(fù)制的起點(diǎn)。真核生物DNA的復(fù)制的起始還需要一個(gè)原點(diǎn)識別復(fù)合物（ORC），受控制真核生物細(xì)胞周期的蛋白質(zhì)的調(diào)控。存在復(fù)制叉

真核生物DNA復(fù)制過程中也出現(xiàn)復(fù)制叉，而復(fù)制叉的移動(dòng)速度較原核生物慢，僅為原核生物的1/20約50nt/秒）。第49頁/共104頁

α

β

γ

δε定位細(xì)胞核細(xì)胞核線粒體細(xì)胞核細(xì)胞核3‘-5’外切--+++酶活性功能引物合成修復(fù)作用線粒體DNA的復(fù)制核DNA的復(fù)制？

真核生物有多種DNA聚合酶第50頁/共104頁RFA是真核生物的DNA單鏈結(jié)合蛋白

RFC促進(jìn)復(fù)制復(fù)合物的組裝。也有岡崎片段100-200個(gè)（核甘酸）需要DNA連接酶端粒的復(fù)制線形DNA的末端為端粒，是在端粒酶的作用下完成的。端粒酶是一種RNA酶。第51頁/共104頁染色體末端復(fù)制-端粒與端粒酶后隨鏈中RNA引物的切除與gap產(chǎn)生及由端粒酶對DNA5’端的延長第52頁/共104頁●model

TBPisReversetranscriptase-like

RNAcomplementwith3’endofDNA&astemplateforcDNA

ElongatedT2G43’-endasprimerfor5’-endDNAsynthesisG鏈

–T2G4-----TTGGGGTTGGG

C鏈--A2C4----

telomerase

3’

aaaAACCCCAACuuac---5’TTG端粒酶與染色體DNA末端的3‘單鏈區(qū)域結(jié)合（5’短縮），端粒酶中的RNA與DNA配對結(jié)合第53頁/共104頁

telomerase

3’

CCAACCCCAACCCC---5’G鏈

–T2G4-----TTGGGGTTGGG

C鏈--A2C4----TTG

telomerase

3’

aaaAACCCCAACuuac---5’GGGTTGG鏈

–T2G4-----TTGGGGTTGGG

C鏈--A2C4----TTGGGGTTG-------------

telomerase

3’

CCAACCCCAACCCC---5’

telomerase

3’

CCAACCCCAACCCC---5’

telomerase

3’

CCAACCCCAACCCC---5’

telomerase

3’

aaaAACCCCAACuuac---5’端粒酶中的RNA與DNA配對結(jié)合并以CCCCTT序列為模板，以DNA3’OH端為引物，完成GGGGAA一個(gè)重復(fù)單位的復(fù)制，如此循環(huán)復(fù)始，數(shù)十次重復(fù)的cDNA端粒末端合成后第54頁/共104頁GGhoogsteenbond

Tetraplexhelix

G鏈–T2G4-----TTGGGG

TTGGGGTTGGGGTTGGGGTTGGGG

C鏈--A2C4-----G鏈–T2G4-----TTGGGG

ttggggttgC鏈--A2C4-----AACCCCAAggggttgggPrimaseAACCCCAACCCCAACCCCAACCCCAACCCDNApolor3’單鏈自行回折并在G-G間以Hoogestin配對方式連接，最后與5‘端結(jié)合不僅避免了5’短縮，且形成的封閉式DNA末端保證了染色體DNA結(jié)構(gòu)穩(wěn)定第55頁/共104頁真核復(fù)制與原核復(fù)制不同點(diǎn)：1.真核中，引物及崗崎片段較小2.真核中，同步合成組蛋白，形成核小體3.真核中，在全部染色體復(fù)制完成以前，各ori不能開始下一輪復(fù)制.第56頁/共104頁DNA復(fù)制的忠實(shí)性

在大腸桿菌DNA的復(fù)制中，每聚合109－1010個(gè)堿基的才出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤。1、堿基配對原則2、引物RNA的作用3、DNA聚合酶的校正閱讀作用第57頁/共104頁大腸桿菌θ型復(fù)制：雙鏈環(huán)狀、雙向等速（四）DNA復(fù)制的方式第58頁/共104頁滾環(huán)型：單向復(fù)制的特殊方式如：ΦΧ174的雙鏈環(huán)狀DNA復(fù)制型（RF）第59頁/共104頁（1）模板鏈和新合成的鏈分開;（2）不需RNA引物，在正鏈3‘－OH上延伸（3）只有一個(gè)復(fù)制叉;

環(huán)狀DNA一條鏈解開，以未解開的鏈為模板，在開鏈的3＇端不斷加上核苷酸。第60頁/共104頁D環(huán)復(fù)制單向復(fù)制的特殊方式如：動(dòng)物線粒體DNA第61頁/共104頁三、DNA的損傷與修復(fù)DNA的保真性：對于生命的存在和延續(xù)，要求DNA分子保持高度的精確性和完整性。

第62頁/共104頁（一）、DNA的損傷點(diǎn)突變pointmutation復(fù)制過程中發(fā)生的DNA突變。常見方式有四種：1、嘌呤嘌呤（AT）嘧啶嘧啶（CG）2、嘧啶嘌呤轉(zhuǎn)換（transition）顛換（transversion）3.移碼突變（frameshiftmutation）：丟失or插入一個(gè)or一段nts4、鏈內(nèi)或鏈間發(fā)生共價(jià)連接.如T-T,C-T,C-C第63頁/共104頁（二）、DNA的修復(fù)DNA修復(fù)系統(tǒng)功能錯(cuò)配修復(fù)恢復(fù)錯(cuò)配堿基切除修復(fù)切除突變的堿基核甘酸切除修復(fù)修復(fù)被破壞的DNADNA直接修復(fù)修復(fù)嘧啶二體或甲基化DNA第64頁/共104頁1、錯(cuò)配修復(fù)●DNA聚合酶3'-5'的校對功能：（1）DNA聚合酶偶爾能催化不能與模板形成氫鍵的錯(cuò)誤堿基的滲入

(2)這種錯(cuò)誤通常由DNA聚合酶3'-5'的校對功能立即糾正；

(3)沒有糾正的錯(cuò)誤率為10-8（實(shí)際上是10-10-10-11），由錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)給予第二次糾正第65頁/共104頁

如何識別復(fù)制后堿基錯(cuò)配的子鏈呢？①正常情況下，天然DNA復(fù)制后腺嘌呤的N6位都進(jìn)行甲基化。②腺嘌呤的甲基化是錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)的識別標(biāo)志。這一標(biāo)志具有堿基序列的特異性，即N6-甲基腺嘌呤都存在于GATC序列中。③新合成子鏈在其合成后瞬間GATC序列中的腺嘌呤未被甲基化，修復(fù)系統(tǒng)就能區(qū)分甲基化的母鏈與未被甲基化的子鏈。第66頁/共104頁MutS識別結(jié)合到錯(cuò)配部位，形成MutS-DNA錯(cuò)配復(fù)合物啟動(dòng)MutL與錯(cuò)配復(fù)合物結(jié)合，激活GATC核酸內(nèi)切酶和MutH蛋白二者對含有錯(cuò)配堿基和GATC序列的單鏈進(jìn)行內(nèi)切DNA解螺旋酶Ⅱ(MutH蛋白)解螺旋雙向性外切核酸酶依次切除錯(cuò)配的核苷酸DNApolⅠ以甲基化的親代母鏈為模板填補(bǔ)空隙DNA連接酶連接切口完成修復(fù)●修復(fù)過程第67頁/共104頁

根據(jù)母鏈甲基化原則找出錯(cuò)配堿基的示意圖MutS發(fā)現(xiàn)錯(cuò)配堿基，結(jié)合形成復(fù)合物在水解ATP的作用下，MutL與錯(cuò)配復(fù)合物結(jié)合MutS-MutL在DNA雙鏈上移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)甲基化DNA后，激活GATC核酸內(nèi)切酶和MutH蛋白，由內(nèi)切酶切開非甲基化的子鏈，MutH解螺旋。第68頁/共104頁

甲基化指導(dǎo)的錯(cuò)配修復(fù)示意圖錯(cuò)配堿基位于切口3’下游端，錯(cuò)配堿基位于切口5’上游端，第69頁/共104頁●錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)缺陷與人類疾?。?/p>

人類四種錯(cuò)配修復(fù)基因中任何一種基因發(fā)生突變均可產(chǎn)生錯(cuò)配修復(fù)缺陷，這是遺傳性非息肉型結(jié)腸癌（HNPCC）發(fā)病的病因。錯(cuò)配修復(fù)缺失促進(jìn)潰瘍性結(jié)腸炎患者的癌變轉(zhuǎn)化過程。第70頁/共104頁2、堿基切除修復(fù)一些堿基在自發(fā)或悠變下會(huì)發(fā)生脫酰胺，然后改變配對性質(zhì)，造成氨基轉(zhuǎn)換突變腺嘌呤變?yōu)榇吸S嘌呤與胞嘧啶配對鳥嘌呤變?yōu)辄S嘌呤與胞嘧啶配對胞嘧啶變?yōu)槟蜞奏づc腺嘌呤配對第71頁/共104頁胞嘧啶去氨基生成尿嘧啶第72頁/共104頁如果復(fù)制發(fā)生就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)突變第73頁/共104頁.糖甘水解酶識別改變了的堿基，把堿基從N-β-糖苷鍵處切下來，在DNA鏈上形成去嘌呤或去嘧啶位點(diǎn)，統(tǒng)稱為AP位點(diǎn)。第74頁/共104頁由AP磷酸內(nèi)切酶將受損核甘酸的糖甘-磷酸鍵切開第75頁/共104頁。DNA連接酶連接利用DNA聚合酶I切除損傷部位，補(bǔ)上核苷酸第76頁/共104頁3、核苷酸切除修復(fù)1）通過特異的核酸內(nèi)切酶識別損傷部位2）由酶的復(fù)合物在損傷的兩邊切除幾個(gè)核苷酸3）DNA聚合酶以母鏈為模板復(fù)制合成新子鏈4）DNA連接酶將切口補(bǔ)平第77頁/共104頁識別損傷部位損傷的兩邊切除幾個(gè)核苷酸DNA聚合酶以母鏈為模板復(fù)制合成新子鏈DNA連接酶將切口補(bǔ)平第78頁/共104頁4、DNA的直接修復(fù)在DNA光解酶的作用下將環(huán)丁烷胸腺嘧啶二體和6-4光化物還原成為單體烷化劑作用下，鳥嘌呤的6位可被甲基化生成O6-甲基鳥嘌呤。

O6-甲基鳥嘌呤甲基轉(zhuǎn)移酶能去除O6上的甲基，恢復(fù)正常的鳥嘌呤。防止G-T配對第79頁/共104頁四、DNA的轉(zhuǎn)座DNA的轉(zhuǎn)座：由可移位因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座子（transposon）：存在于染色體DNA上可自主復(fù)制和位移的基本單位。第80頁/共104頁（一）、轉(zhuǎn)座子的分類和結(jié)構(gòu)特征1、原核生物轉(zhuǎn)座子的類型：⑴、插入序列（insertionsequences，IS）

———最簡單的轉(zhuǎn)座子二個(gè)分離的反向末端重復(fù)序列

(invertedterminalrepeats,ITR)一個(gè)轉(zhuǎn)座酶（transposase)編碼基因

IRTransposaseGeneIR第81頁/共104頁第82頁/共104頁第83頁/共104頁⑵、復(fù)合轉(zhuǎn)座子——Ⅰ類轉(zhuǎn)座子

——由IS類轉(zhuǎn)座組件構(gòu)成的復(fù)合體。

組成：兩端為IS

中間編碼抗生素物質(zhì)第84頁/共104頁IRIRTransposaseGene有用基因⑶、復(fù)雜轉(zhuǎn)座子——Ⅱ類轉(zhuǎn)座子（TnA家族）

——攜帶轉(zhuǎn)座和耐藥等基因的獨(dú)立體家族。組成：兩端為ITR，而不是IS

中間編碼區(qū)含轉(zhuǎn)座酶編碼基因，及抗生素抗性和解離酶等編碼基因。第85頁/共104頁⑷、轉(zhuǎn)座噬菌體——Ⅲ類轉(zhuǎn)座子第86頁/共104頁⑷、轉(zhuǎn)座噬菌體——Ⅲ類轉(zhuǎn)座子

轉(zhuǎn)座噬菌體是一種溶菌周期和溶源性交替方式的噬菌體，可誘發(fā)大腸桿菌突變。第87頁/共104頁2、真核生物轉(zhuǎn)座子的類型：⑴、酵母菌中的轉(zhuǎn)座子——Ty因子：

Ty因子是一大類轉(zhuǎn)座子，長6.3kb，兩端各有一段長334bp的順向重復(fù)序列，稱為δ成分。每個(gè)酵母細(xì)胞基因組大約有30～35拷貝的Ty因子，有約100個(gè)獨(dú)立存在的δ成分。⑵、果蠅中的轉(zhuǎn)座子——P因子、FB因子等：⑶、玉米中轉(zhuǎn)座子——玉米調(diào)控元件⑷、逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子——逆轉(zhuǎn)錄病毒、病毒超家族及非病毒超家族。以RNA介導(dǎo)的轉(zhuǎn)座與逆轉(zhuǎn)錄病毒有關(guān)，被轉(zhuǎn)移的因子稱為逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子。第88頁/共104頁第89頁/共104頁

轉(zhuǎn)座子的共同特點(diǎn)：①兩端有反向重復(fù)序列②轉(zhuǎn)座后靶位點(diǎn)是正向重復(fù)③編碼與轉(zhuǎn)座有關(guān)的蛋白——轉(zhuǎn)座酶④可以在基因組中移動(dòng)第90頁/共104頁1、復(fù)制型轉(zhuǎn)座2、非復(fù)制型轉(zhuǎn)座3、保守型轉(zhuǎn)座(二）、轉(zhuǎn)座作用的機(jī)制第91頁/共104頁非復(fù)制性轉(zhuǎn)座第92頁/共104頁復(fù)制性轉(zhuǎn)座第93頁/共104頁保守型轉(zhuǎn)座