大学教程DNA生物合成课件.ppt

1、第八章第八章 核酸的生物合成核酸的生物合成 本章重点介绍遗传中心法则和本章重点介绍遗传中心法则和DNA、RNA的生物合成，对基因工程作一般介绍。的生物合成，对基因工程作一般介绍。 DNA是绝大多数生物体遗传信息的载是绝大多数生物体遗传信息的载体，继体，继1953年年Watson & Crick提出提出DNA双双螺旋结构模型后，螺旋结构模型后，1958年，年，Crick提出了提出了“中心法则中心法则”(Central dogma)揭示了遗传信揭示了遗传信息的传递规律。息的传递规律。中心法则中心法则(Central dogma) 蛋白质蛋白质翻译翻译转录转录逆转录逆转录复制复制复制复制DNARNA

2、生物的遗传信息以密码的形式储存生物的遗传信息以密码的形式储存在在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序。在细胞分裂的过程中，通过列顺序。在细胞分裂的过程中，通过DNA复制复制把亲代细胞所含的遗传信息忠把亲代细胞所含的遗传信息忠实地传递给两个子代细胞。在子代细胞实地传递给两个子代细胞。在子代细胞的生长发育过程中，这些遗传信息通过的生长发育过程中，这些遗传信息通过转录转录传递给传递给RNA，再由，再由RNA通过翻译转通过翻译转变成相应的蛋白质多肽链上的氨基酸排变成相应的蛋白质多肽链上的氨基酸排列顺序，由蛋白质执行各种各样的生物列顺序，由蛋白质执行各种各样的生物学功能，

3、使后代表现出与亲代相似的遗学功能，使后代表现出与亲代相似的遗传特征。后来人们又发现，在宿主细胞传特征。后来人们又发现，在宿主细胞中一些中一些RNA病毒能以自己的病毒能以自己的RNA为模板为模板复制复制出新的病毒出新的病毒RNA，还有一些，还有一些RNA病病毒能以其毒能以其RNA为模板合成为模板合成DNA，称为，称为逆逆转录转录这是中心法则的补充。这是中心法则的补充。 中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人们对中心法则总结了生物体内遗传信息的流动规律，揭示遗传的分子基础，不仅使人们对细胞的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技细胞

4、的生长、发育、遗传、变异等生命现象有了更深刻的认识，而且以这方面的理论和技术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。术为基础发展了基因工程，给人类的生产和生活带来了深刻的革命。目目 录录第四节第四节 基因工程及分子生物学技术简介基因工程及分子生物学技术简介第一节第一节 DNA的生物合成的生物合成第二节第二节 RNA的生物合成的生物合成第三节第三节 核酸合成的抑制剂核酸合成的抑制剂第一节第一节 DNA的生物合成的生物合成一、DNA的复制的复制 （DNA指导下的指导下的DNA合成合成）三、DNA突变突变四、 DNA的损伤与修复的损伤与修复二、逆转录作用逆转录作用（RNA指导下的指

5、导下的DNA的合成）的合成）第一节第一节 DNA的生物合成的生物合成复制：复制：遗传信息从亲代遗传信息从亲代DNA传递到子代传递到子代DNA分子上。分子上。2/62一、 DNA半保留复制(Semiconservative Replication)定义：定义：子代子代DNADNA双链中的一条链来自双链中的一条链来自 母链，另一条链重新合成。母链，另一条链重新合成。母链母链子链子链3/62(深蓝深蓝: 15N)(粉红粉红: 14N)DNA半保留复制的证据半保留复制的证据培养于普培养于普通培养液通培养液继续培养于继续培养于普通培养液普通培养液含含15N-DNA的细菌的细菌普通普通DNA重重DNA第一

6、代第一代中等密度中等密度DNA第二代第二代普通普通DNA中等密度中等密度DNA4/62半保留复制的意义：半保留复制的意义：遗传稳定性的分子机制。遗传稳定性的分子机制。但是：但是：遗传稳定性是相对的，遗传稳定性是相对的，生物界存在普遍的生物界存在普遍的变异现象变异现象基因表达基因表达：包括转录和翻译：包括转录和翻译6/62二、二、 DNA复制的酶学复制的酶学1. 底物：底物：dATP，dGTP，dCTP，dTTP，总称为总称为dNTP2. DNA聚合酶聚合酶，DNA-pol3. 模板模板（template）：解开成单链的）：解开成单链的DNA母链母链4. 引物引物（primer）：）：RNA引物

7、引物5. 其他酶和蛋白质因子其他酶和蛋白质因子7/62一）复制的化学反应一）复制的化学反应5335磷酸二酯键的生成磷酸二酯键的生成35N1OH35+dN2TPN1N2-OH35+PPi8/62DNA pol二）二） DNADNA聚合酶聚合酶（DNA polymerase, DNA-polDNA polymerase, DNA-pol） 即依赖于即依赖于DNADNA的的DNADNA聚合酶（聚合酶（DDDPDDDP） y真核生物有多种：真核生物有多种： DNA-pol 、 、 、 、 y原核生物有原核生物有3种：种： DNA-pol、 、 9/62 表表13-1 大肠杆菌中大肠杆菌中DNA聚合酶某

8、些性质聚合酶某些性质 DNA-pol 性质性质 酶分子酶分子/细胞细胞 400 40 20活性（活性（nt/min） 1000 50 1000005 3 聚合功能聚合功能 有有 有有 有有5 3 外切酶活性外切酶活性 有有 有有 无无3 5 外切酶活性外切酶活性 有有 有有 有有主要功能主要功能 校读校读 ,修复修复 不清不清 复制复制 填补缺口填补缺口10/62The model of DNA-pol III form the catalytic core Links two coresLeading strand synthesisLagging strand synthesis act

9、as a clamp11/62小片段小片段 大片段大片段（Klenow fragment）5 3 聚合功能，聚合功能，3 5 外切酶活性外切酶活性5 3 外切酶活性外切酶活性DNA pol I12/62EJPNMLHIORQGCDBFAK真核细胞中真核细胞中DNA聚合酶聚合酶种类：种类： DNA-pol 、DNA-pol ：合成随后链：合成随后链DNA pol ：合成先导链：合成先导链DNA-pol ：校对，修复和填补缺口：校对，修复和填补缺口DNA-pol : 线粒体线粒体DNA复制复制DNA-pol ：功能不清：功能不清13/62 质粒质粒与与线粒体线粒体DNA是细胞核染色体外是细胞核染色

10、体外的遗传物质。能进行自我复制。的遗传物质。能进行自我复制。质粒质粒是基因工程的常用载体是基因工程的常用载体线粒体线粒体DNA(mtDNA)全长全长16kb，有，有37个基个基因，编码与因，编码与ATP合成有关的酶和蛋白质。合成有关的酶和蛋白质。特点：特点：1. 母系遗传母系遗传2. DNA损伤后不易修复损伤后不易修复3. 遗传密码与通用遗传密码有差别遗传密码与通用遗传密码有差别14/62UGA（终止密码子）：（终止密码子）：TrpAGA/AGG（Arg）：）：终止密码子终止密码子AUA（Ile）：）：Met（起始密码子）（起始密码子）DNA-pol 的的 5 3 聚合作用聚合作用355335

11、DNA-pol15/6253OHP3 5 外切外切5 3 外切外切53内切酶内切酶（or限制性内切酶）限制性内切酶）533 5 外切外切5 3 外切外切外切酶与内切酶作用图解外切酶与内切酶作用图解16/62DNA-pol I 5 3 外切酶活性的功能：外切酶活性的功能：切除引物，切除突变片段切除引物，切除突变片段DNA-pol I 3 5 外切酶活性的功能：外切酶活性的功能：校读（校读（proofread）功能）功能53AG5317/62DNA复制的保真性复制的保真性(fidelity)1.严格遵守碱基配对规律严格遵守碱基配对规律2. DNA-pol在复制过程中对碱基的选择性在复制过程中对碱基

12、的选择性3. 复制出错时有即时的校读功能复制出错时有即时的校读功能ATGC DNA pol III在催化磷酸二酯键形成之前完成对碱在催化磷酸二酯键形成之前完成对碱基的选择；对基的选择；对反式嘌呤核苷酸反式嘌呤核苷酸的亲和力较顺式的大。的亲和力较顺式的大。18/62三）复制中解链和三）复制中解链和DNA分子的拓扑学变化分子的拓扑学变化解链酶类：解链酶类：1. 解螺旋酶解螺旋酶(helicase) DnaB(helicase) DnaB2.拓扑异构酶拓扑异构酶（topoisomerase I、II）解旋酶，解旋酶， 3. 3.单链单链DNADNA结合蛋白结合蛋白(single stranded D

13、NA-binding protein,SSB)(single stranded DNA-binding protein,SSB)19/621.1.解链（螺旋解链（螺旋) )酶酶 (helicase)(helicase)解螺旋酶解螺旋酶作用作用：断裂互补碱基间的氢键，使：断裂互补碱基间的氢键，使DNADNA成单链。成单链。ATP20/622. 2. 拓扑异构酶拓扑异构酶（topoisomerase,Topotopoisomerase,Topo）拓扑拓扑(topology)与拓扑异构与拓扑异构DNA正超螺旋与负超螺旋正超螺旋与负超螺旋负超螺旋负超螺旋正超螺旋正超螺旋DNA双螺旋双螺旋拓扑异构酶拓扑

14、异构酶21/62 切割切割DNA双链，双链，此时此时不需不需ATP；尔后；尔后由由ATP供能，使供能，使DNA分子成分子成负超螺旋负超螺旋再连接切口。再连接切口。不需不需ATP，切割双链，切割双链DNA中的中的一链一链，使使DNA松弛后松弛后, 连接切口。连接切口。Topo:Topo: 临床上使用的某些抗肿瘤药（如喜树碱，临床上使用的某些抗肿瘤药（如喜树碱，鬼臼乙叉甙等）是通过鬼臼乙叉甙等）是通过抑制抑制Topo酶活性酶活性而杀而杀死肿瘤细胞的。死肿瘤细胞的。22/62Topo酶：酶：切割切割DNA链，使其松弛后再连接。链，使其松弛后再连接。3. 3. 单链单链DNADNA结合蛋白结合蛋白（s

15、 single ingle s stranded tranded b binding proteininding protein，SSBSSB）作用作用：防止单链防止单链DNADNA重新形成双链，重新形成双链，防止单链防止单链DNADNA被核酸酶水解。被核酸酶水解。23/62四、引物酶四、引物酶( (PrimasePrimase) )和引发体和引发体 5 5 催化催化RNA引物引物合成的酶叫合成的酶叫引物酶引物酶，它是一种特，它是一种特殊的殊的RNA聚合酶。聚合酶。DNA合成需在合成需在RNA引物引物的基础上进行。的基础上进行。RNA引物引物5 3 5 3 24/62DnaA引发体引发体（pr

16、imosomeprimosome）：包括）：包括解螺旋酶解螺旋酶 、DnaCDnaC、引物酶（、引物酶（ DnaG DnaG ）及）及DNADNA复制的起复制的起始区域。始区域。5 3 3 5 引物酶引物酶DnaCDnaC引发体引发体解螺旋酶解螺旋酶25/62五、五、 DNADNA连接酶连接酶( (DNA ligaseDNA ligase) )功能：功能： 催化催化DNADNA双链的双链的33羟基羟基和相邻的和相邻的55磷酸基团磷酸基团形成形成磷酸二酯键磷酸二酯键，从而把两段，从而把两段相邻的相邻的DNADNA链连成完整的链。链连成完整的链。DNADNA连接酶连接酶ATPATP26/62 参与

17、参与DNA复制的主要成员复制的主要成员主要成员主要成员主要作用主要作用DnaA 识别复制起始位点识别复制起始位点解螺旋酶解螺旋酶 解开解开DNA双链双链SSB 维持已解开单链维持已解开单链DNA的稳定的稳定引物酶引物酶 合成合成RNA引物引物TOPO 使打结、缠绕、正超螺旋的使打结、缠绕、正超螺旋的DNA松驰松驰DNA-pol DNA复制复制DNA-pol 水解引物、填补空隙、修复作用水解引物、填补空隙、修复作用DNA连接酶连接酶 催化双链催化双链DNA中单链缺口的连接中单链缺口的连接27/62 三、DNA生物合成过程1.复制的起始复制的起始2.2.链的延长链的延长3.3.复制的终止复制的终止

18、28/62SG1MG2蛋白质合成期蛋白质合成期DNA合成期合成期哺乳动物的细胞周期哺乳动物的细胞周期29/62复制的起始( (一一) )DNADNA解成单链解成单链 由特定蛋白质识别复制起始位点（由特定蛋白质识别复制起始位点（oriori），），在解螺旋酶、在解螺旋酶、TOPOTOPO酶及单链酶及单链DNADNA结合蛋白的共结合蛋白的共同作用下，同作用下，DNADNA解链，解旋，解链，解旋，形成复制叉形成复制叉。30/62 倒倒YE.coli复制起始点复制起始点oriC跨度为跨度为245bp，有，有3组组串联重复序列串联重复序列和和2对对反向重复序列反向重复序列。GATTNTTTATTTGAT

19、CTNTTNTATTGATCTCTTATTAG串联串联重复序列重复序列反向反向重复序列重复序列TTTGGATAA.TTATCCACA AATAGGT-TTGTGGATTATTATACACA A-TA-GTGT31/62回文结构回文结构AGCTTCGA( (二二) )引发体的生成引发体的生成 解螺旋酶解开双链后引物酶进入形成解螺旋酶解开双链后引物酶进入形成引发体引发体。5 3 3 5 引物酶引物酶DnaCDnaC引发体引发体解螺旋酶解螺旋酶32/62（三）（三） RNARNA引物的引物的合成合成33/62 5 5 RNA引物引物5 3 5 3 小节小节参与复制起始的成员参与复制起始的成员名称名称

20、功能功能DnaA蛋白蛋白 辨认起始点辨认起始点解螺旋酶（解螺旋酶（DnaB，Rep）解开）解开DNADNA双链双链DnaC 协助协助解螺旋酶解螺旋酶引物酶（引物酶（DnaG） 催化催化RNA引物生成引物生成SSB 稳定解开的单链稳定解开的单链拓扑异构酶拓扑异构酶 理顺理顺DNA链链OriC E.coli复制起始点复制起始点34/62 引物合成后，由引物合成后，由DNA pol（在真核细胞（在真核细胞为为DNA聚合酶聚合酶 和和 )催化，按碱基配对原则，催化，按碱基配对原则，将将dNTP逐一添加到引物逐一添加到引物3 3 末端，末端，形成形成磷酸磷酸二酯键，二酯键，使新合成的链不断延长。使新合成

21、的链不断延长。复制的延长复制的延长3AAGACCTATT55TTCTGGATAA335/62dATP+DNA pol36/62领头链领头链（leading strand）随从链随从链（lagging strand）冈崎片段冈崎片段(Okazaki fragment)37/62原核细胞DNA的半不连续复制复制过程复制叉的复制叉的移动方向移动方向解旋酶解旋酶DNA聚合聚合酶酶III解链酶解链酶RNA引物引物引物体引物体DNA聚聚合酶合酶ISSB3 3 5 前导链前导链随后链随后链3 5 复制的起始DNA链的合成与延长DNA链合成的终止5 RNA引物引物3 3 DNA连连接酶接酶复制叉处前导链和随后

22、链同时合成的工作模型复制叉处前导链和随后链同时合成的工作模型聚合酶聚合酶III全酶全酶引物引物聚合酶聚合酶III全酶全酶引物引物引物体引物体引物体引物体解链酶解链酶解链酶解链酶 DNA的复制过程：1.1.半不连续性：半不连续性：DNADNA复制过程中，一条链是复制过程中，一条链是连续连续复制，另一条链是不连续复制的现象。复制，另一条链是不连续复制的现象。有关复制延长的有关复制延长的几个重要概念几个重要概念4. 冈崎片段（冈崎片段（Okazaki fragment）：）： 不连续复制的片段不连续复制的片段3. 随从链随从链: 链的延长方向链的延长方向(53)与解链方向与解链方向相反，为不连续复制

23、。相反，为不连续复制。2.2.领头链领头链: :链的延长方向链的延长方向(5 3)与解链方向与解链方向相同相同, 为连续复制。为连续复制。38/625. 双向复制双向复制oriori6. 复制子复制子(replicon)oriori 真核生物两个相真核生物两个相邻复制起始点之邻复制起始点之间的间的DNA片段。片段。以起始点为中以起始点为中心，向两个方心，向两个方向进行复制。向进行复制。39/62滚环复制滚环复制 是某些病毒，质粒、线粒体是某些病毒，质粒、线粒体DNA的特殊复制形式。的特殊复制形式。40/62复制的终止原核生物复制终止 真核生物复制终止41/621、原核生物、原核生物DNA为环状

24、，双向复制的汇为环状，双向复制的汇合点就是复制终止点。合点就是复制终止点。原核生物复制终止2. 领头链上的领头链上的RNA引物被引物被RNA酶水解后，由酶水解后，由DNA pol I 催化，由新合成链提供催化，由新合成链提供-OH补齐。补齐。终点终点起点起点RNA酶酶DNA pol I连接酶连接酶42/623、冈崎片段引物的消除和连接。、冈崎片段引物的消除和连接。RNA引物引物RNA酶酶DNA pol IDNA连接酶连接酶43/62真核生物的端粒(telomere)和端粒酶(telomerase)真核生物真核生物DNA末端结构是端末端结构是端粒，在端粒酶的作用下形成粒，在端粒酶的作用下形成 。

25、（TTAGGG）n44/62端粒酶：端粒酶：由由RNA与蛋白质组成，具逆转录酶活与蛋白质组成，具逆转录酶活性，以自身性，以自身RNA为模板合成为模板合成DNA。UUAA35AC CAACCCGGGTTGGGT353C CAACCGGGTTGGGTTGGUUAA35353ACC ACCUUGGGTTGGGTTGGAA35353ACCABindingElongationTranslocationTelomerase45/62爬行模型：爬行模型：Inchworm（尺蠖）（尺蠖）modelC ACCUUGGGTTGGGTTGGAAAA35353ACCAElongationC ACCUUGGGTTGGG

26、TTGGAA3535PrimersynthesisCCCAACCCAACCUUGGGTTGGGTTGGAA3535PrimaseDNA polymeraseCCCAACCCAGGGTTGGGTTGGAA3535DNAreplicationPrimerremoval46/62真核和原核真核和原核DNA细胞复制比较细胞复制比较端粒酶使线形线形DNA分子的末端保持不变分子的末端保持不变新合成链提供新合成链提供-OH补齐补齐复制终止四、四、 DNADNA损伤（突变）与修复损伤（突变）与修复 DNA分子一级结构的改变分子一级结构的改变称为称为DNA损损伤伤(DNA damage)或突变（或突变（muta

27、tion）。）。大多数突变属此类，原因不明大多数突变属此类，原因不明由理化及生物因素诱发由理化及生物因素诱发DNADNA的损伤（突变）的概念的损伤（突变）的概念自发突变：自发突变：诱发突变：诱发突变：47/62遗传重组遗传重组不属突变的范畴。不属突变的范畴。一）基因突变的意义一）基因突变的意义（一）突变是进化、分化的分子基础（一）突变是进化、分化的分子基础（二）只有基因型改变的突变（二）只有基因型改变的突变（三）致死性的突变（三）致死性的突变（四）突变是某些疾病的发病基础（四）突变是某些疾病的发病基础同义突变同义突变某些非编码区的突变某些非编码区的突变DNA多态性：多态性：个体间个体间DNA序

28、列的差异序列的差异48/62如遗传性疾病，高血压，肿瘤，糖尿病等等。如遗传性疾病，高血压，肿瘤，糖尿病等等。ONHNOCH3RPONHNOCH3RONHNOCH3RPNHNOROCH3UV二）引发突变的因素二）引发突变的因素物理因素物理因素紫外线紫外线(产生胸腺嘧啶二聚体，产生胸腺嘧啶二聚体， ）TT49/62环丁基环环丁基环化学因素化学因素烷化剂烷化剂：(如氮芥类如氮芥类)，使鸟嘌呤的，使鸟嘌呤的 N7烷基化后烷基化后脱落，成为无鸟嘌呤的位点脱落，成为无鸟嘌呤的位点亚硝酸盐亚硝酸盐：使碱基氧化脱氨基：使碱基氧化脱氨基CUAIGX碱基类似物碱基类似物如如5-溴尿嘧啶溴尿嘧啶(5-BU)与与T类

29、似，但类似，但5-BU可与可与G配对配对羟胺类：羟胺类：C被羟胺化后与被羟胺化后与A配对配对50/62 A5-BU G5-BUCOHNCCHCHNOUCONCCHCHNNH2CANNH2NNNNOHNNNIN OHNNNHH2NGN OHNNNHHOX51/62三、突变的类型三、突变的类型1. 点突变点突变（point mutation）也称错配也称错配（mismatch）DNA链上碱基的置换链上碱基的置换CTCGluCACValHbA 肽链肽链HbA 基因基因HbS 基因基因HbS 肽链肽链ATGC52/622. 缺失、插入和缺失、插入和框移突变框移突变（frame shift）5. UCA

30、CGACAUAUG.35.UCAGCGACAUAUG.3丝丝精精组组蛋蛋丝丝丙丙苏苏酪酪5. UCAGACAUAUG.3丝丝天天异亮异亮插入插入缺失缺失正常正常框移突变框移突变是最严重的突变是最严重的突变！人人之之初，性本善，性相近，习相远初，性本善，性相近，习相远人初性，本善性，相近习，相远人初性，本善性，相近习，相远53/623. 重排重排(rearrangement)与与重组重组(recombination)DNA分子发生较大片段的交换分子发生较大片段的交换 1 2 Hb 基因家族基因家族ABCDABDCABCDEFGHABGHEFCD 1 2 2 1 Hb Anti-Lepore 2

31、Hb Lepore 2 54/62四）四）DNA损伤的修复损伤的修复光复活酶光复活酶（可见光可见光）T-T1. 光修复光修复TT55/62DNA紫外线损伤的光裂合酶修复紫外线损伤的光裂合酶修复1、形成嘧啶二聚体、形成嘧啶二聚体2、光复合酶结合于、光复合酶结合于损伤部位损伤部位3、酶被可见光激活、酶被可见光激活4、修复后酶被释放、修复后酶被释放2.切除修复切除修复：由：由3种种酶酶共同参与完成。共同参与完成。UvrC切除切除DNA pol IDNA连接酶连接酶55335533553355335533UvrA，UvrB识别并结合识别并结合56/62XPXPDNA pol 3.重组修复重组修复Rec

32、ADNA pol切除修复切除修复57/624. SOS4. SOS修复修复：DNADNA分子多处受到较大范围的损分子多处受到较大范围的损伤，细胞所作出的一系列反应。伤，细胞所作出的一系列反应。细胞能继续生存，但细胞能继续生存，但引起引起DNA较长期的较长期的广泛的突变。广泛的突变。后果：后果：SOS修复系统：修复系统：Uvr类，类，Rec类，类，DNA pol，LexA等等组成调节子（组成调节子（regulon）网络系统。）网络系统。特点：特点：抑制细胞分裂，允许大量快速的抑制细胞分裂，允许大量快速的切除修切除修复复和和重组修复重组修复， 允许损伤的允许损伤的DNA作为模作为模板进行复制，板进

33、行复制，对碱基选择性低对碱基选择性低等。等。58/62五、逆转录现象和逆转录酶 逆转录酶逆转录酶（reverse transcriptasereverse transcriptase）又称为又称为反转录酶反转录酶，为，为依赖依赖RNARNA的的DNADNA聚合酶聚合酶 (RNA-dependent DNA polymerase, RDDP) 以以RNARNA为模板，为模板，dNTPdNTP为原料，按碱基配对规律为原料，按碱基配对规律合成合成DNADNA的过程，由的过程，由逆转录酶逆转录酶催化。催化。逆转录现象逆转录现象59/62逆转录酶是逆转录酶是多功能酶多功能酶，有三种酶活性：，有三种酶活性

34、：1. 逆转录活性：逆转录活性：即以即以RNARNA为模板合成为模板合成DNADNA2. RNase活性：活性：水解水解RNA:DNA中的中的RNA3. DNA pol活性：活性：以以DNA为模板合成为模板合成DNADNA60/62RNA模板模板逆转录酶的逆转录活性逆转录酶的逆转录活性逆转录酶的逆转录酶的RNaseRNase活性活性RNA:DNA杂化双链杂化双链单链单链DNA逆转录酶的逆转录酶的DNA pol活性活性整合整合(integration)入细胞基因组入细胞基因组双链双链DNA 病毒基因组通过病毒基因组通过基因基因重组重组插入到宿主细胞基插入到宿主细胞基因组中，称为因组中，称为整合整

35、合。tRNA引物引物61/62逆转录及逆转录酶的生物医学意义逆转录及逆转录酶的生物医学意义1. 丰富和发展了中心法则丰富和发展了中心法则2. 丰富和发展了致癌理论丰富和发展了致癌理论3. 在基因工程中的应用在基因工程中的应用RNA也可作为遗传信息的载体也可作为遗传信息的载体RNA在进化中可能比在进化中可能比DNA更原始更原始癌基因癌基因与病毒致癌理论与病毒致癌理论逆转录酶广泛应用于逆转录酶广泛应用于基因工程基因工程中中逆转录病毒是逆转录病毒是基因治疗基因治疗的常用载体的常用载体62/62 2. 逆转录与癌变 致癌病毒多数是RNA病毒，少数是DNA病毒，致癌病毒感染宿主细胞后，致癌基因由病毒基因

36、整合到宿主细胞的染色体中，致癌基因可表达成蛋白质，此蛋白使正常细胞转变为癌细胞。致癌病毒已证实40余种致癌基因，已知20种以上的 逆转录病毒致癌基因. 有相应的正常细胞基因，称作细胞原癌基因（c-onc），它们只有在特定条件下，才引发癌变。 这些致癌基因按其蛋白质产物可分以以下五类： 1.src 家族:10余种基因,表达酪氨酸蛋白激酶类; 2.ras 家族:多种表达信息传递蛋白质基因,G蛋白; 3.myc家族:数种表达DNA结合蛋白基因,起转录调控; 4.sis家族:致癌基因是为生长因子编码的基因; 5.erb 家族:四种表达细胞骨架蛋白质基因,与细胞形态和运动有关。 致癌基因的发现，使肿瘤发病机制的研究深入到分子水平，而有关致癌基因在什麽情况下才会表达成癌细胞，将是一个十分重要的课题。