生物化學與分子生物學

生物化學與分子生物學1第1頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一基因組復制的主要特點**TheGeneralFeaturesofGenomeReplication第一節(jié)2第2頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一生物的遺傳信息以堿基排列順序的方式，即基因的方式儲存于核酸(DNA或RNA)中。基因組是生物(細胞或病毒)全部遺傳信息的總和。真核生物基因組，包括核單倍體染色體DNA，線粒體DNA，葉綠體DNA(高等植物)；既包括編碼序列，也包括非編碼序列。一基因組是細胞或病毒全部遺傳信息的總和3第3頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一二不同基因組DNA的復制有共同特征以親代單鏈DNA為模板以四種dNTP為底物有多種酶和蛋白因子參與最基本特征4第4頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一（一）DNA復制有固定的復制起始位點與終止點DNA復制總是在一個或多個固定的位點開始，該位點被稱為復制起始點(originofreplication,

ori)。DNA復制同時也要有一個或多個固定的復制終止點(ter)。不同生物DNA復制的起始點與終止點的序列不完全相同。

32,terD/A,terC/B82,oriCEcoli基因組K-12substr.DH10B

4.69Mb1：AluⅠ位點，AGCT5第5頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一（二/三）DNA復制過程中形成復制叉與復制泡（復制子）終點ori位點5'復制方向復制叉5'3'3'5'3'復制子replicon（一個復制單位）復制泡終點終點DNA復制區(qū)生長點部位的叉形結(jié)構(gòu)(replicationfork)replicationbubble從同一ori位點出發(fā),復制向兩個方向行進所形成的一種復制區(qū)DNA的瞬時結(jié)構(gòu)6第6頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一(四)半保留復制方式保證了遺傳信息的忠實傳遞DNA復制三種方式的推斷全保留式混合式半保留式√7第7頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一一個著名的科學實驗

DNA半保留復制的實驗證據(jù)1958–MatthewMeselson和FranklinStahl馬修?梅塞爾森(MatthewMeselson)福蘭克林?斯塔爾(FranklinStahl)1929年出生在美國波士頓1930年出生于美國丹佛8第8頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一一個實驗桌

一臺離心機

一種細菌含14NH4Cl

的細菌培養(yǎng)液含15NH4Cl

的細菌培養(yǎng)液一些蔗糖實驗條件9第9頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一實驗過程細菌15提取DNA細菌DNA離心DNADNADNA細菌細菌DNA分層DNA分層DNA分層DNA分層14N14N14N1234提取DNA提取DNA提取DNA離心離心離心10第10頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一半保留復制√11第11頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一全保留復制12第12頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一混合式復制13第13頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一半保留復制√14第14頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一1.按半保留方式復制，子代DNA與親代DNA的堿基序列完全一致，子代保留了親代的全部遺傳信息，體現(xiàn)了遺傳的保守性。

半保留復制的意義2.遺傳的保守性是物種穩(wěn)定的分子基礎(chǔ)，但不是絕對的，存在變異情況。15第15頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一（五）半不連續(xù)復制克服了空間結(jié)構(gòu)對DNA新鏈合成的制約圖16-2復制叉（319頁）16第16頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一前導鏈(領(lǐng)頭鏈)leadingstrandβ亞基SSB模板鏈DNAgyrasePrimasePrimerPrimer岡崎片段模板鏈PrimerDNAligaseDNA聚合ⅢDNA聚合酶Ⅰ3'5'5'岡崎片段（1968年）真核100~200個核苷酸原核1000~2000個核苷酸后隨鏈laggingstrandDNA不能從頭合成，需要引物3'原核DNA復制叉的結(jié)構(gòu)特征17第17頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一E.coli復制起始點oriC（245bp）

GATTNTTTATTT···GATCTNTTNTATT···GATCTCTTATTAG···11317293244···TGTGGATTA-‖-TTATACACA-‖-TTTGGATAA-‖-TTATCCACA5866166174201209237245同向重復序列

反向互補序列，9bp535313bp（六）復制起始點由多個獨特的短重復序列組成ori的一般特征：1.由多個獨特的短重復或互補序列組成；2.短重復或互補序列可被復制起始因子識別結(jié)合；3.一般富含AT，利于雙鏈DNA解螺旋。

18第18頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一（七）DNA復制必須有引物DNA聚合酶不能從游離的核苷酸開始合成DNA鏈，必須由引物primer提供自由的3-OH末端，才能加入脫氧核苷酸使DNA鏈不斷延伸。所有細胞和多數(shù)病毒DNA的復制，在引發(fā)酶(primase)作用下，以DNA為模板，合成一段RNA引物，這一過程被稱為引發(fā)(priming)。RNA引物5端的第一個核苷酸通常是pppA(個別為pppG)。線粒體DNA復制，通過線粒體RNA聚合酶合成RNA引物。噬菌體M13的DNA復制，利用細菌RNA聚合酶合成RNA引物。噬菌體G4的DNA復制，利用宿主引發(fā)酶合成RNA引物。174噬菌體以環(huán)形雙鏈DNA一條鏈上切口處的3-OH為引物。反轉(zhuǎn)錄病毒前病毒DNA合成，利用宿主的tRNA為引物。腺病毒等線性DNA病毒DNA的復制，以結(jié)合于病毒DNA末端蛋白上的dCTP的3-OH為引物。19第19頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一三.不同DNA基因組通過不同的模式進行復制（320頁）原核染色體質(zhì)粒,線粒體病毒,葉綠體雙鏈DNA環(huán)復制滾環(huán)復制D環(huán)復制DNARNA雙鏈DNA雙鏈DNADNADNARNADNAHBVDNA雙鏈DNA174和M13單鏈DNA單鏈DNA滾環(huán)復制復制端粒酶+++反轉(zhuǎn)錄(三)(一)(二)(四)20第20頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一原核生物單起點雙向復制真核生物多起點雙向復制ori位點ori位點ori位點ori位點腺病毒DNA雙點單向復制腺病毒(adenovirus)，沒有包膜，直徑70～90nm，252個殼粒，廿面體排列。基因組DNA，線狀雙鏈，35000bp。3'3'基因組DNA不同的復制形式dCTPdCTP21第21頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一四不同RNA基因組通過不同的模式進行復制（320頁）雙鏈RNA病毒單鏈負鏈RNA病毒單鏈正鏈RNA病毒正鏈負鏈正鏈反轉(zhuǎn)錄病毒，單鏈正鏈RNA宿主基因組負鏈負鏈正鏈正鏈正鏈正鏈負鏈蛋白質(zhì)SARS禽流感病毒DNA蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)正鏈Ebolavirus22第22頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)DNA復制過程ProcessofDNAReplication起始引發(fā)延伸較讀除引填補連接終止八部曲蛋白與核酸之間，以及蛋白與蛋白之間相互作用的時空性23第23頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一一原核生物DNA復制體現(xiàn)了復制的基本特征24第24頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一圖16-3E.coliDNA復制的起始

(321頁)（一）在復制起始點，解旋酶和多種蛋白因子形成蛋白/核酸復合物DNA復制復合物SSB蛋白和HU蛋白等245bp20-40反向重復正向重復富含AT（467aa）25第25頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一2(dNMP)n+2ndNTP→4(dNMP)n

+2(n-1)PPi

(二/三)引發(fā)酶合成RNA引物；聚合酶Ⅲ催化DNA新鏈合成；聚合酶Ⅰ切除引物，填補缺口；連接酶把兩段相鄰的DNA單鏈連接在一起；SSB保護DNA單鏈26第26頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一

E.coliDNA聚合酶Ⅲ全酶結(jié)構(gòu)全酶包括10種亞基：1）2個核心酶(//-亞基)；2）1個-復合物(/////-亞基)；3）可滑動的DNA夾子(-亞基)現(xiàn)教材,圖16-4（323頁）第五版教材,圖11-527第27頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一1959年獲諾貝爾生理學與醫(yī)學獎科恩伯格ArthurKornberg美國人奧喬亞SeveroOchoa西班牙裔美國人

主要科學貢獻：從大腸桿菌提取液中成功分離出DNA聚合酶，用實驗證明DNA復制的分子機制。28第28頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一No類型(大腸桿菌)亞基數(shù)目功能1PolⅠ1去除引物RNA，填補缺口，DNA損傷修復2PolⅡ1DNA損傷修復3PolⅢ核心酶3DNA復制，較讀（亞基）4PolⅢ全酶10DNA復制，較讀（亞基）5PolⅣ1DNA合成跨越損傷修復6PolⅤ3DNA合成跨越損傷修復原核細胞DNA聚合酶的類型與功能29第29頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一連接蛋白正在合成的岡崎片段已合成的岡崎片段岡崎片段起始位點引發(fā)酶DnaG解旋酶DnaB核心酶SSBSSBSSB圖16-5在復制叉同時合成前導鏈和后隨鏈（324頁）γ復合物DNA夾子30第30頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一CABDEFGHIJKLMNOPQR50aa大腸桿菌的DNA聚合酶Ⅰ18螺旋,928氨基酸,分子量102987道爾頓。A-F:323氨基酸,小片段,53DNA外切酶活性。G-R:604氨基酸,Klenow片段,3

5

DNA外切酶活性,5

3DNA聚合酶活性,所合成的DNA片段短，20nt。NCDNA5'3'exonuclease5'3'polymerase3'5'exonuclease31第31頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一A5'3'TAAACAGproofreading5'3'5'3'5'3'備注：在C與G以及A與T堿基配對原則指導下，

DNApolⅢ擁有堿基選擇與較讀功能(亞基)

。DNA聚合酶的堿基選擇與較讀功能32第32頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一Ecoli基因組DNA復制的終止Tus（反解旋酶,contrahelicase），識別結(jié)合ter中23bp的共有序列，阻止DnaB的解旋作用，抑制復制叉前行，使復制體解體。（四）Tus蛋白識別復制終點使復制終止32,terD/A,terC/B82,oriCEcoli基因組K-12substr.DH10B

4.69Mb1：AluⅠ位點，AGCT33第33頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一ATCTATTTATTTAGAGA*TCTGTTCTATTGTGA*TCTCTTATTAGGA*TCGCACTGCCCTGTGGATAACAAGGA*TCCGGCTTTTAAGA*TCAACAACCTGGAAAGGA*TCATTAACTGTGAATGA*TCGGTGA*TCCTGGACCGTATAAGCTGGGA*TCAGAATGAGGGGTTATACACAACTCAAAAACTGAACAACAGTTGTTCTTTGGATAACTACCGGTTGA*TCCAAGCTTCCTGACAGAGTTATCCACA大腸桿菌基因組復制起始區(qū)序列Escherichiacolistr.K-12substr.MG1655TA（五）DNA甲基化保證復制起點在每一復制周期僅發(fā)揮一次作用34第34頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一……GA*TC……GA*TC……GA*TC…………CTAG…..…CTAG…..…CTAG…………GA*TC……GA*TC……GA*TC…………CTA*G……CTA*G……CTA*G…………GATC…..…GATC…..…GATC…………CTA*G……CTA*G……CTA*G……+復制起始DNA甲基化調(diào)控DNA復制起始的分子機制-1全甲基化半甲基化DnaA/ATP35第35頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一……GATC…..…GATC…..…GATC…………CTA*G……CTA*G……CTA*G……DNA甲基化調(diào)控DNA復制起始的分子機制-2/3DnaA/ATPSeqA……GATC…..…GATC…..…GATC…………CTA*G……CTA*G……CTA*G……SeqASeqASeqA復制阻抑或延遲（DnaA蛋白表達下降）36第36頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一DNA甲基化調(diào)控DNA復制起始的分子機制-4……GATC…..…GATC…..…GATC…………CTA*G……CTA*G……CTA*G……SeqASeqASeqASeqADam甲基化酶……GATC…..…GATC…..…GATC…………CTA*G……CTA*G……CTA*G……DamDamDam……GA*TC……GA*TC……GA*TC…………CTA*G……CTA*G……CTA*G……啟動下一輪復制DnaA/ATP37第37頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一（六）DNA復制需要兩類DNA拓撲異構(gòu)酶DNA復制中，每復制10bp，復制叉前方的DNA雙螺旋就要繞其長軸旋轉(zhuǎn)一周，產(chǎn)生正超螺旋。拓撲異構(gòu)酶是可逆的核酸內(nèi)切酶，可共價結(jié)合DNA分子上的磷酸基團，切斷磷酸二酯鍵，發(fā)揮如下功能：1）消除正超螺旋，使復制叉順利前進，2）維持DNA復制起始區(qū)DNA負超螺旋狀態(tài)；3）使環(huán)形染色體復制后產(chǎn)生的兩個子染色體的連環(huán)體解連環(huán)。38第38頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一拓撲異構(gòu)酶Ⅰ切斷負超螺旋DNA雙鏈中的一股鏈，使DNA解鏈旋轉(zhuǎn)不致打結(jié)，適當時候再封閉切口，使負超螺旋DNA變?yōu)樗沙跔顟B(tài)。反應過程不需ATP。拓撲異構(gòu)酶Ⅱ切斷正超螺旋DNA分子兩股鏈，斷端圍繞切口旋轉(zhuǎn)，再連接斷端，使正超螺旋雙鏈DNA松弛，進入負超螺旋狀態(tài)。反應過程需要ATP。作用機制39第39頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一圖16－6、圖16－7A（有修改）和圖16－7B圖16－6（325頁）圖16－7ATopoⅡ的功能1（326頁）E.coIi的TopoⅠ消除SV40DNA負超螺旋實驗結(jié)果圖16－7BTopoⅡ的功能2（326頁）40第40頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一二真核生物DNA復制與原核生物相似,但更復雜41第41頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一No類型亞基數(shù)目功能1Pol4合成引物RNA2Pol1DNA堿基切除修復3Pol3線粒體DNA復制和損傷修復4Pol2-3DNA復制,堿基錯配修復5Pol4DNA復制,堿基錯配修復6Pol1DNA交聯(lián)損傷修復7Pol1DNA合成跨越損傷修復8Pol1減數(shù)分裂相關(guān)DNA損傷修復9Pol1保留高度突變的DNA損傷修復10Pol1DNA合成跨越損傷修復11Pol1相對準確的DNA合成跨越損傷修復12Pol1DNA合成跨越損傷修復,保留高度突變的DNA損傷修復13Rev11DNA合成跨越損傷修復(一)真核細胞DNA聚合酶的類型與功能常見42第42頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一(二)真核DNA復制叉主要蛋白的類型和功能與原核生物相似識別引物iDNA3端，幫助Pol替換Pol切除引物結(jié)合DNA單鏈，使之穩(wěn)定連接DNA單鏈結(jié)合DNA，幫助Pol進位43第43頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一(三)引物合成/DNA鏈延伸/引物切除所需要的酶44第44頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一

引發(fā)酶真核DNA聚合酶的轉(zhuǎn)換和后隨鏈的合成，329頁，圖16-9后隨鏈模板RPARPARPARPA353后隨鏈模板RPARPA353后隨鏈模板RPA353RFC

后隨鏈模板RPA353RFCPol

PCNA

后隨鏈模板353RFCPol

PCNA

RNaseHⅠ/FEN1

后隨鏈模板353Pol

PCNA

后隨鏈模板353連接酶45第45頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一（四）真核生物DNA復制中切除RNA引物的兩種機制RNAseHⅠ/FEN1機制Dna2/FEN1機制留一個核苷酸46第46頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一(五)真核染色體DNA在每個細胞周期只能復制一次47第47頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一DNA復制起始區(qū)復制起始區(qū)識別復合物解旋酶加載蛋白解旋酶Mcm2-7前復制復合物pre-RC前復制復合物（pre-RC）的形成，330頁，圖16-11546aa560aa48第48頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一DdK/CdK開始合成前導鏈開始合成后隨鏈前復制復合物（pre-RC）的激活，331頁，圖16-12滑動夾子PCNA加載蛋白RFCPP49第49頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一論述真核生物DNA復制的特點。簡答真核生物與原核生物在DNA復制上的異同性。以表格的形式，列出人類DNA聚合酶的種類、亞基組成、亞基大小及其功能，蛋白亞基編碼基因的染色體定位。以表格的形式，列出人類DNA復制叉蛋白的種類、組成、大小及其功能，蛋白編碼基因的染色體定位。論述人類PCNA蛋白的相互作用蛋白及其功能。以大腸桿菌為例，試述原核生物通過何種機制確保在一個細胞周期中只復制一次。論述題與簡答題50第50頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一(六)端粒酶確保線性染色體末端復制完整染色體DNA末端51第51頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一線性染色體復制末端縮短問題52第52頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一端粒酶確保線性染色體末端復制完整的爬行模型5'3'GGGGTTTTCCCCAAAA5'3'1234n-1n53第53頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一端粒及其端粒酶研究大事記1939年，BarbaraMcClintock發(fā)現(xiàn)玉米細胞的染色體斷裂末端容易融合

1972年，JamesWatson提出染色體復制末端縮短問題

1978年，報道四膜蟲的端粒序列

1982年，端粒的發(fā)現(xiàn)導致人工染色體發(fā)明

1984年，報道酵母的端粒序列

1985年，報道四膜蟲的端粒酶活性

1989年，報道四膜蟲端粒酶的RNA亞基

1994年，報道酵母端粒酶的RNA亞基

1995年，報道酵母端粒酶活性

1996年，純化了四膜蟲端粒酶的催化亞基,遺傳篩選到酵母端粒酶的催化亞基

1997年，證明了四膜蟲和酵母端粒酶的催化亞基

2009年，諾貝爾生理學醫(yī)學獎授予發(fā)現(xiàn)端粒酶保護染色體復制完整性機理的三位學者XXXX年，54第54頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一三線粒體和噬菌體DNA復制具有特殊的方式55第55頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一線粒體/葉綠體DNA的D環(huán)復制方式重鏈輕鏈1234567DNA-polγ56第56頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一滾環(huán)復制，Rollingcirclereplication1234567893'3'3'5'3'3'3'5'5'phageA蛋白57第57頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一一道練習題關(guān)于DNA復制引物1.所有DNA復制的引物一定是RNA?3.DNA復制引物RNA一定由引物酶催化合成?4.DNA復制引物RNA的合成一定有模板指導?2.DNA復制引物一定是RNA或DNA?5.大腸桿菌DNA復制引物去除由

負責。6.真核生物DNA復制引物去除由

或

負責。Dna2/FEN1RNAseHⅠ/FEN1DNA聚合酶Ⅰ58第58頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一DNA的反轉(zhuǎn)錄合成ReverseTranscription第三節(jié)59第59頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一中心法則(thecentraldogma)DNAs

RNAs

Proteins231451964年，Temin等發(fā)現(xiàn)原病毒（provirus）DNA，RNA腫瘤病毒復制的中間物。1970年，Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶。RNA腫瘤病毒DNA原病毒

RNA腫瘤病毒。原病毒或前病毒：存在于真核染色體中，與反轉(zhuǎn)錄病毒RNA基因組相對應的雙鏈DNA序列。60第60頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一反轉(zhuǎn)錄酶兼有三種酶的活性RNA指導的DNA聚合酶活性RNAseH酶活性，水解DNA/RNA雜合分子中的RNADNA指導的DNA聚合酶活性圖16-15反轉(zhuǎn)錄酶的結(jié)構(gòu)(HIV病毒p66亞基)，334頁一反轉(zhuǎn)錄酶以宿主的tRNA為引物合成雙鏈cDNA反轉(zhuǎn)錄酶運動方向61第61頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一圖16-16反轉(zhuǎn)錄病毒RNA基因組和原病毒，334頁病毒衣殼蛋白編碼基因病毒三種酶蛋白編碼基因病毒外膜糖蛋白編碼基因5/3端長末端重復序列一些鳥類反轉(zhuǎn)錄病毒以宿主的tRNATrp為引物一些鼠類反轉(zhuǎn)錄病毒以宿主的tRNAPro為引物整合信號/啟動子/增強子/polyA位點62第62頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一圖16-17反轉(zhuǎn)錄病毒RNA基因組轉(zhuǎn)變?yōu)殡p鏈cDNA的途徑-1ACDB反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄酶反轉(zhuǎn)錄酶（RNaseH）生成引物PPTU5-RDNA作為引物63第63頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一圖16-17反轉(zhuǎn)錄病毒RNA基因組轉(zhuǎn)變?yōu)殡p鏈cDNA的途徑-2EHFG364第64頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一二反轉(zhuǎn)錄病毒基因組通過cDNA中間體進行復制cDNA33+335555335555初級轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物病毒顆粒進細胞,脫衣殼cDNA第一鏈合成cDNA第二鏈合成整合酶整合酶整合轉(zhuǎn)錄加工gag-polmRNAenvmRNA反轉(zhuǎn)錄酶蛋白酶整合酶Env蛋白衣殼蛋白+(一)(二)(三)(四)出細胞病毒裝衣殼病毒組裝細胞基因組表達組裝前病毒DNA合成前病毒DNA65第65頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)DNA損傷與修復DNADamageandRepair

66第66頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一DNA損傷的概念

多種體內(nèi)外因素所引起的機體細胞DNA分子的組成與結(jié)構(gòu)上的變化。67第67頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一體內(nèi)因素體外因素DNA復制錯誤化學因素生物因素物理因素DNA自身的不穩(wěn)定性機體代謝過程中產(chǎn)生的活性氧引起DNA損傷的因素68第68頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一CCCH3COOOOCCCCNNHCCH3NHNHRR胸腺嘧啶二聚體CH3NRNO活性甲基基團甲基亞硝胺苯并芘的誘變衍生物OCHHCHCCHHOOH紫外線HNO2NH2OH(CH3

)嘧啶二聚體形成堿基交換CUAI

堿基自發(fā)丟失

堿基化學修飾脫氨基O環(huán)氧化物自由基電離輻射烷基化合物重組缺陷導致的DNA片段的缺陷或插入H、、X物理因素和化學因素引發(fā)的DNA的損傷69第69頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一堿基損傷與糖基破壞DNA鏈共價交聯(lián)堿基修飾，堿基環(huán)破裂DNA鏈，鏈間交聯(lián)DNA鏈與蛋白分子交聯(lián)DNA鏈，鏈內(nèi)交聯(lián)糖基自由基反應DNA損傷的類型DNA鏈斷裂DNA鏈單鏈斷裂DNA鏈雙鏈斷裂堿基錯配非AT與非CG間的堿基配對70第70頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一DNA損傷修復系統(tǒng)修復系統(tǒng)類型修復對象參與修復的酶或蛋白1.光復活修復

(直接修復)嘧啶二聚體光復活酶2.堿基切除修復受損的堿基DNA糖基化酶、無嘌呤/無嘧啶核酸內(nèi)切酶3.核苷酸切除修復嘧啶二聚體、DNA螺旋結(jié)構(gòu)的改變大腸桿菌中UvrA、UvrB、UvrC和UvrD，人XP系列蛋白XPA、XPB、XPC……XPG等4.錯配修復復制或重組中的堿基配對錯誤大腸桿菌中的MutH、MutL、MutS，人的MLH1、MSH2、MSH3、MSH6等5.重組修復雙鏈斷裂RecA蛋白、Ku蛋白、DNA-PKcs、XRCC46.損傷跨越修復大范圍的損傷或復制中來不及修復的損傷RecA蛋白、LexA蛋白、其他類型的DNA聚合酶71第71頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一(一)

直接修復嘧啶二聚體的光直接修復烷基化堿基的直接修復1272第72頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一400nm光子次甲四氫葉酸FADH2T-TT+T1.嘧啶二聚體的光直接修復光復活酶光復活酶作用機制光復活酶:酶蛋白（54000）/次甲四氫葉酸/FADH273第73頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一2.甲基化修飾堿基的直接修復突變DNA復制DNA復制6-甲基鳥嘌呤SH甲基轉(zhuǎn)移酶甲基化74第74頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一GC堿基插入酶(二)堿基切除修復75第75頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一(三)核苷酸切除修復長學制《生物化學與分子生物學》，第2版，圖16-20,339頁六種蛋白的作用：UvrA蛋白識別DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)變形位點；UvrB蛋白負責解鏈，同時募集核酸內(nèi)切酶UvrC；UvrC在損傷部位的兩側(cè)切斷DNA鏈；UvrD蛋白去除這兩個切點之間的DNA片段；DNA聚合酶Ⅰ負責填補缺口；連接酶負責封合切口。76第76頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一RecAs，RecB/C/D受損的染色體正常的同源染色體染色體雙鏈斷裂(四)重組修復（大腸桿菌）77第77頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一跨越損傷修復PolⅣ/Ⅴ(五)78第78頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一DNA損傷修復有重要生物學意義DNA損傷修復保證了物種遺傳的穩(wěn)定性，對防止DNA損傷修復缺陷相關(guān)疾病的發(fā)生有重要意義。研究DNA損傷修復缺陷，有助于揭示某些相關(guān)疾病發(fā)病的分子機制。利用DNA損傷修復系統(tǒng)變異，可研發(fā)生物新品種。79第79頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一祝同學們，好好學習天天向上，早日成才80第80頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一練習題一1、DNA復制時，下列哪一種酶是不需要的？

ADNA指導下的DNA聚合酶

BDNA連接酶

C拓撲異構(gòu)酶

D解鏈酶

E限制性內(nèi)切酶81第81頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一2、合成DNA的原料是

AdNMABdNDPCdNTPDNTPENMP82第82頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一3、真核細胞進行DNA復制的部位是

A細胞膜

B細胞漿

C細胞核

D核蛋白體

E微粒體原核細胞進行DNA復制的部位是其擬核區(qū)

83第83頁，共92頁，2023年，2月20日，星期一

A以DNA為模板合成的DNA片段

B以DNA為模板合成的RNA片段