[基础医学]第四章 DNA的生物合成课件.ppt

1、第四章第四章DNA BiosynthesisDNA的生物合成的生物合成本章主要内容本章主要内容 DNA复制的基本特性复制的基本特性 DNA复制的反应体系复制的反应体系 DNA复制过程复制过程 DNA损伤、突变和修复损伤、突变和修复逆转录现象和逆转录酶逆转录现象和逆转录酶DNARNAprotein复制复制转录转录翻译翻译逆转录逆转录RNA复制复制3DNA是大多数生物的遗传物质的载体是大多数生物的遗传物质的载体遗传分子生物学中心法则遗传分子生物学中心法则第一节第一节 DNA复制的基本特性复制的基本特性 Basic Characters of DNA Replication复制复制(replicat

2、ion)指在生物体内以亲代指在生物体内以亲代 DNA分子两条链为模板，合成两个子代分子两条链为模板，合成两个子代DNA分子的过程分子的过程 DNA复制的基本特性复制的基本特性 半保留复制半保留复制 半不连续复制半不连续复制双向复制双向复制特定的复制起点特定的复制起点需要引物需要引物一、半保留复制一、半保留复制(semiconservative replication)nDNA复制时，亲代复制时，亲代DNA双螺旋解开成为两条单链，双螺旋解开成为两条单链，各自作为模板，按照碱基配对规律合成一条与模各自作为模板，按照碱基配对规律合成一条与模板相互补的新链，形成两个子代板相互补的新链，形成两个子代DN

3、A分子。每一分子。每一个子代个子代DNA分子中都保留有一条来自亲代的链。分子中都保留有一条来自亲代的链。这种这种DNA复制的方式称为半保留复制。复制的方式称为半保留复制。含含15N-DNA的细菌的细菌第一代细菌第一代细菌第二代细菌第二代细菌培养于普通培养基继续培养于普通培养基轻DNA沉降的位置重DNA沉降的位置中等密度DNA沉降的位置DNA半保留复制的实验证明半保留复制的实验证明TGCACGTDNA的半保留复制的半保留复制ACGTAGCTGCACGTACGTAGCTGCACGTACGTAGCTGCACGTACGTAGC二、二、DNA复制的方向和方式复制的方向和方式模板模板DNA的阅读方向是的阅

4、读方向是3 5 新链的延伸方向是新链的延伸方向是5 3 PC35The direction of new strandPPPPPP35GCTATTtemplatePGPAPTPAPAOH12Mechanism of DNA replicationDNA复制时碱基的配对规律：复制时碱基的配对规律：A=TGCDNA的复制泡及复制叉的复制泡及复制叉origin原核生物的原核生物的DNA为环为环状，复制时要在特定状，复制时要在特定的复制起始点上开始的复制起始点上开始解链，形成解链，形成“复制复制泡泡”，并向两个方向，并向两个方向解链，形成两个复制解链，形成两个复制叉。叉。复制叉复制叉AGGTACTGC

5、CACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGAGGTACTGTCCATGACGGTGACCTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+555333333355555353亲代的DNA复制叉的形成两个子代的DNA分子三、半不连续复制三、半不连续复制n领头链领头链(leading strand)n随从链随从链(lagging strand)n冈崎片段冈崎片段(Okazaki fragment)33555复制叉的解链方向3533555复制叉的解链方向35领头链领头链随从链随从链冈

6、崎片段冈崎片段复制的保真性复制的保真性n新链的延伸过程严格遵守碱基配对的规律，新链的延伸过程严格遵守碱基配对的规律，即即AT，G C nDNA聚合酶对碱基的选择能力，能选择与亲聚合酶对碱基的选择能力，能选择与亲代模板链正确配对的碱基进入子链相应的位置代模板链正确配对的碱基进入子链相应的位置 n校读修正错配碱基，通过校读修正错配碱基，通过DNA聚合酶的聚合酶的35外切外切酶活性，在碱基发生错配时，及时切除并酶活性，在碱基发生错配时，及时切除并更换上正确碱基更换上正确碱基 第二节第二节 DNA复制的反应体系复制的反应体系Reaction System for DNA ReplicationDNA复

7、制的反应体系组成有：复制的反应体系组成有：模板模板(template)，DNA的两条单链均作为模板的两条单链均作为模板主要的复制酶，主要的复制酶，DNA dependent DNA polymerase or DDDP,DNA pol引物引物(primer)，是一段短的特殊，是一段短的特殊RNA底物底物(substrate)，dNTP 其他的酶和蛋白质因子，包括拓朴异构酶、解螺旋其他的酶和蛋白质因子，包括拓朴异构酶、解螺旋酶、酶、DNA单链结合蛋白、引物酶、单链结合蛋白、引物酶、DNA连接酶等连接酶等 一、一、DNA聚合酶聚合酶nDNA dependent DNA polymerase，DDD

8、P，或，或DNA pol 功能：功能：53聚合活性聚合活性外切活性外切活性53外切活性外切活性35外切活性外切活性355353外切活性外切活性3553355335外切活性外切活性355335533553(一一)原核生物原核生物DNA聚合酶聚合酶nE coli中的中的DNA聚合酶，已知有三种，聚合酶，已知有三种，分别为分别为DNA pol I，DNA pol II，DNA pol III53聚合活性聚合活性外切活性外切活性53外切活性外切活性35外切活性外切活性切除引物切除引物校读作用校读作用 DNA聚合酶聚合酶I的校读作用的校读作用3535DNA pol I的的355外切活性外切活性错配碱基错

9、配碱基AG AG CTT A A G C G T G C GG T AT GTC TC G A A TTC G C A C G CC A C种类种类DNA polDNA polDNA pol 分子组成分子组成单一多肽链单一多肽链不清不清10种亚基的不对称种亚基的不对称二聚体二聚体生物学活性生物学活性（1）53聚聚合活性合活性聚合活性低聚合活性低有有聚合活性高聚合活性高（2）35外外切切酶活性酶活性有有有有有有（3）53外外切切酶活性酶活性有有无无无无功能功能校读作用校读作用无其他酶时发无其他酶时发挥作用挥作用主要的复制酶主要的复制酶修复填补修复填补校读作用校读作用 Ecoli 中三种中三种DN

10、A聚合酶的比较聚合酶的比较 DNA pol 的不对称异源二聚体结构的不对称异源二聚体结构复合物复合物核心酶核心酶222()22核心酶核心酶DNA 聚合酶种类聚合酶种类生物学功能生物学功能DNA 聚合酶聚合酶有引物酶活性，参与复制的引发过程有引物酶活性，参与复制的引发过程DNA 聚合酶聚合酶主要参与主要参与DNA的修复过程的修复过程DNA 聚合酶聚合酶参与线粒体中参与线粒体中DNA的复制的复制DNA 聚合酶聚合酶是最主要的复制酶，参与链的延伸是最主要的复制酶，参与链的延伸DNA 聚合酶聚合酶参与修复过程参与修复过程(二二)真核生物真核生物DNA聚合酶聚合酶二、二、DNA解螺旋酶、解螺旋酶、DNA

11、拓扑异构酶、拓扑异构酶、单链单链DNA结合蛋白结合蛋白(一一)DNA解螺旋酶解螺旋酶(helicase)每解开一对碱基，需消耗每解开一对碱基，需消耗2分子分子ATP 功能：功能：使使DNA双链解开成为单链双链解开成为单链 现知为现知为Dna B蛋白蛋白(二二)DNA拓扑异构酶拓扑异构酶(topoisomerase)功能：功能：使使DNA超螺旋旋松，理顺超螺旋，便于超螺旋旋松，理顺超螺旋，便于DNA解链解链 既能水解既能水解、又能连接磷酸二酯键、又能连接磷酸二酯键特点：特点：3233Topoisomerase ICut only one strand of DNA,no ATP needed拓扑

12、异构酶拓扑异构酶 ITopoisomerase II34Cut two strands of DNA,ATP needed拓扑异构酶拓扑异构酶 II E.coli 的拓扑异构酶的拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶亚型亚型topoDNA gyrase(topo)topo topo 功能功能切断切断DNA双链中的一双链中的一股，松弛后再封闭股，松弛后再封闭切断切断DNA的双股链，的双股链，松弛后再封闭松弛后再封闭是否需是否需要要ATP不需要不需要需要需要(三三)DNA单链结合蛋白单链结合蛋白(DNA single strand binding protein,DBP or SSB)

13、功能：功能：与解开的与解开的DNA单链结合，稳定并保护单链结合，稳定并保护DNA单链单链 *防止单链重新形成双螺旋，保持模板的单链状态以防止单链重新形成双螺旋，保持模板的单链状态以便于复制便于复制*防止单链模板被核酸酶水解防止单链模板被核酸酶水解 意义：意义：三、引物酶和引发体三、引物酶和引发体(primase,primosome)n引物酶，即引物酶，即Dna G蛋白，催化引物的生成蛋白，催化引物的生成n引发体，由引发体，由ori C，Dna A、Dna B、Dna C及及Dna G组成组成 引物引物为一段短的为一段短的RNA片段片段为什么需要引物？为什么需要引物？DNA 聚合酶不能催化游离的

14、聚合酶不能催化游离的dNTP聚合聚合四、四、DNA连接酶连接酶(DNA ligase)n功能功能催化催化DNA分子中两段相邻单链片段的连接，但分子中两段相邻单链片段的连接，但不能连接单独存在的不能连接单独存在的DNA单链单链 DNA连接酶催化的反应是耗能的，在真核生物连接酶催化的反应是耗能的，在真核生物中利用中利用ATP供能，而在原核生物中则消供能，而在原核生物中则消NAD+5 3 5 3 POHD N A 连 接 酶ATP(NAD+)ADP+Pi(NMN+AMP)5 3 3 5 DNA连接酶的作用连接酶的作用真核生物真核生物原核生物原核生物 第三节第三节DNA复制过程复制过程DNA Repl

15、ication Process 生物体在细胞分裂之前要完成生物体在细胞分裂之前要完成DNA复制。复制。DNA复复制是一个连续酶促反应的复杂过程，大致分为制是一个连续酶促反应的复杂过程，大致分为复制的起始复制的起始复制的延伸复制的延伸复制的终止复制的终止 一、原核生物一、原核生物DNA复制的基本过程复制的基本过程(一一)复制的起始复制的起始 原核生物原核生物DNA复制起始以形成复制起始以形成引发体引发体(primosome)，催化，催化引物引物(primer)的生成为的生成为标志。标志。1.DNA拓扑异构酶松解超螺旋，解螺旋酶拓扑异构酶松解超螺旋，解螺旋酶使使DNA双链解开双链解开SSB3 5

16、3 5 Dna BDNA拓扑异构酶拓扑异构酶Dna ADna C 复制是在一个特定的起始点上开始，复制是在一个特定的起始点上开始，E coli的复制起始的复制起始点点ori C有特殊的碱基组成，四个有特殊的碱基组成，四个9核苷酸组成的一致性序列核苷酸组成的一致性序列TTATCCACA能被能被Dna A所识别及结合，在所识别及结合，在Dan C的帮助下，的帮助下，解螺旋酶解螺旋酶Dna B结合到该区，使结合到该区，使DNA局部解链。局部解链。GGATCCTGgnTATTAAAAAGAAGATCTnTTTATTTAGAGATCTGTTnTATT101150200nTTtAAGATCAAnnnnnT

17、ggnAAGGATCncTAnCTGTGAATGATCGGTGA201250TtnAnCAgAGTTATCCACAntnGAnnGcnn-GATGTGATCTCTTATTAGGATCGnnntnnnnTGTGGATAAgnngGATCCnnTCCTGGnCCGTATAAGCTGGGATCAnAATGngGGnTTATACACAgCtCAAAAncgnACaaCGGTTaTTCTTTGGATAACTACCGGTTGATCCAAGCTT50151100151E.coli的的ori C结构。剪头所示为四个结构。剪头所示为四个9核苷酸序列，黑括弧内所示为核苷酸序列，黑括弧内所示为245个个碱基组成的最

18、小复制起始区。碱基组成的最小复制起始区。GATC为为Bgl II内切酶识别位点。内切酶识别位点。SSB3 5 3 5 Dna BDNA拓扑异构酶拓扑异构酶引物引物酶酶Dna CDna A含有解螺旋酶含有解螺旋酶(Dna B)、Dna A、DnaC、引物、引物酶和酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。复制起始区域的复合结构称为引发体。2.引发体的组装及引物的形成引发体的组装及引物的形成3 5 3 5 引物引物酶酶在引发体引物酶的作用下，催化合成一段短的在引发体引物酶的作用下，催化合成一段短的RNA作为引物作为引物(二二)复制的延伸复制的延伸 n当引物合成后，当引物合成后，DNA聚合酶可在引

19、物的聚合酶可在引物的3-OH基础上逐步催化脱氧核苷酸的聚合，基础上逐步催化脱氧核苷酸的聚合，以以3-5磷酸二酯键相连，使新链不断向磷酸二酯键相连，使新链不断向前延伸。前延伸。3 5 3 5 DNA pol III本质：本质：3-5磷酸二酯键的不断生成磷酸二酯键的不断生成DNA复制的延伸过程复制的延伸过程领头链的合成领头链的合成(DNA pol III)DNA拓扑异构酶拓扑异构酶II(DNA gyrase)随从链的合成随从链的合成RNA 引物引物RNA 引物引物引物酶引物酶随从链的合成随从链的合成(DNA pol III)解螺旋酶解螺旋酶复制叉的前进方向复制叉的前进方向(三三)复制的终止复制的终

20、止 n从一个亲代从一个亲代DNA分子到两个子代分子到两个子代DNA分分子的合成结束子的合成结束 n细菌的环状细菌的环状DNA从两个复制叉向前复制从两个复制叉向前复制延伸，在同一个终止点上结束延伸，在同一个终止点上结束n两个复制叉上的延伸速度可以是不同的两个复制叉上的延伸速度可以是不同的nE.coli的复制起始点在的复制起始点在82位点，终止点在位点，终止点在32位点位点E.Coli 基因组结构基因组结构复制起始点复制起始点复制终止点复制终止点82位点位点32位点位点 在复制的终止阶段，要切除引物，并填补引在复制的终止阶段，要切除引物，并填补引物切除后留下的空隙。对于物切除后留下的空隙。对于E.

21、coli DNA的复制，的复制，主要由主要由DNA pol I发挥这一作用。最后，由发挥这一作用。最后，由DNA连连接酶将不连续的片段进行连接，从而成为完整的接酶将不连续的片段进行连接，从而成为完整的DNA分子。分子。二、滚环复制二、滚环复制n一些简单的环状一些简单的环状DNA如质粒、病毒如质粒、病毒DNA或或F因子经因子经接合作用转移接合作用转移DNA时，采用滚环复制时，采用滚环复制(rolling cycle replication)n滚环复制时，亲代双链滚环复制时，亲代双链DNA的一条链在复制起点处的一条链在复制起点处被切开，被切开，5 端游离出来。端游离出来。DNA pol 可以将脱氧

22、可以将脱氧核苷酸聚合在核苷酸聚合在3-OH端。端。n外环的外环的5-端不断向外侧伸展，作为模板指导另一条端不断向外侧伸展，作为模板指导另一条链的合成延伸链的合成延伸 3-OH5-P3-OH5-P5 5 3 3 5 5 5 3 3 5 5 5 5 3 3 3 3 55 5 5 3 3 3 3 5DNA的滚环复制的滚环复制三、真核生物三、真核生物DNA复制的特点复制的特点 n真核生物真核生物DNA复制也比原核生物的复制过复制也比原核生物的复制过程复杂得多，在细胞的程复杂得多，在细胞的S期完成期完成DNA复制复制 n真核生物真核生物DNA复制为多点双向复制，有多复制为多点双向复制，有多个复制起始点，

23、形成多个复制子个复制起始点，形成多个复制子n真核生物的真核生物的DNA复制与核小体装配同步进复制与核小体装配同步进行行 n真核生物的真核生物的DNA末端有端粒结构，由端粒酶末端有端粒结构，由端粒酶催化形成催化形成 真核生物的真核生物的DNA复制叉及其复制过程复制叉及其复制过程orioriori 真核生物真核生物DNA的多点双向复制的多点双向复制 两个复制起始点之间的一段序列为两个复制起始点之间的一段序列为一个复制单位，也称复制子一个复制单位，也称复制子四、端粒四、端粒DNA及端粒酶及端粒酶n由特殊由特殊DNA即短的即短的GC丰富区重复序列丰富区重复序列(repeats of short,GC-

24、rich sequences)及蛋白质组成，覆盖在染色体两个末端的庞及蛋白质组成，覆盖在染色体两个末端的庞大结构，称为端粒大结构，称为端粒 n端粒的概念端粒的概念n对维持染色体对维持染色体DNA的稳定，防止的稳定，防止DNA链的链的缩短有重要意义缩短有重要意义 n端粒的功能端粒的功能n端粒的特征序列端粒的特征序列n端粒的重复序列有种属特异性，在四膜虫为端粒的重复序列有种属特异性，在四膜虫为TTGGGG/AACCCC；在脊椎动物包括人；在脊椎动物包括人为为TTAGGG/AATCCC n端粒酶端粒酶(telomerase)n是一种由是一种由RNA及蛋白质组成的复合酶及蛋白质组成的复合酶n以端粒酶中

25、的以端粒酶中的RNA为模板，经逆转录而延伸为模板，经逆转录而延伸末端的末端的DNA 人的端粒酶人的端粒酶(telomerase)组成组成 端粒酶端粒酶RNA(human telomerase RNA,hTR)端粒酶协同蛋白端粒酶协同蛋白(human telomerase associated protein 1,hTP1)端粒酶逆转录酶端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase,hTRT)第四节第四节 DNA损伤、突变和修复损伤、突变和修复DNA Damage(Mutation)and RepairnDNA突变突变(DNA mutation)或

26、基因突变是指或基因突变是指DNA分子中有碱基的改变，也称分子中有碱基的改变，也称DNA损伤损伤(DNA Damage)nDNA碱基的改变可发在复制过程中，或在某些理碱基的改变可发在复制过程中，或在某些理化因素作用下引起化因素作用下引起DNA突变突变一、引起一、引起DNA损伤的因素损伤的因素1.物理因素，如紫外线，辐射等物理因素，如紫外线，辐射等 紫外线可使紫外线可使DNA分子中相邻的两个嘧啶碱分子中相邻的两个嘧啶碱基发生共价交联形成嘧啶二聚体基发生共价交联形成嘧啶二聚体 OHHOHHHHPNNHOOOHOHHHHPiNHNOOOOHOUV光修复酶OHOHHHHHPNNHOOOHOOHOHHHH

27、PiNHNOOOOOTurn to 672.化学因素化学因素 包括一些药物、化学试剂、食品添加剂、工包括一些药物、化学试剂、食品添加剂、工业排出废物、汽车排放废气、某些农药等业排出废物、汽车排放废气、某些农药等 亚硝酸盐或亚硝胺类可使碱基发生突变，如胞嘧啶亚硝酸盐或亚硝胺类可使碱基发生突变，如胞嘧啶脱氨突变为尿嘧啶脱氨突变为尿嘧啶 氮芥类烷化剂能使碱基或核糖被烷基化氮芥类烷化剂能使碱基或核糖被烷基化 苯并比类使苯并比类使DNA中嘌呤碱基产生共价交联中嘌呤碱基产生共价交联 nAmes试验试验 是一种回复突变试验，用于新化学品、药物遗传毒是一种回复突变试验，用于新化学品、药物遗传毒性的初筛性的初筛

28、利用组氨酸依赖性鼠沙门氏菌为检测菌株，受试物如利用组氨酸依赖性鼠沙门氏菌为检测菌株，受试物如有诱变性，可使回复突变菌落明显增加，并有剂量依有诱变性，可使回复突变菌落明显增加，并有剂量依赖性赖性 3.生物因素生物因素某些病毒或噬菌体的感染，可导致基因的突变，与某些病毒或噬菌体的感染，可导致基因的突变，与某些肿瘤或癌症的发生密切相关某些肿瘤或癌症的发生密切相关乙肝病毒为噬肝细胞的部分双链乙肝病毒为噬肝细胞的部分双链DNA病毒，可整合病毒，可整合至宿主染色体至宿主染色体DNA，其整合及表达产物均可引起宿，其整合及表达产物均可引起宿主细胞基因突变及表达失常主细胞基因突变及表达失常 乙肝病毒感染人群发生

29、肝癌的危险度为非感染人群的乙肝病毒感染人群发生肝癌的危险度为非感染人群的100倍以上倍以上 二、基因突变类型二、基因突变类型1.点突变点突变 2.缺失、插入及框移突变缺失、插入及框移突变3.重排重排DNA分子上的碱基发生错配称为点突变，包括碱分子上的碱基发生错配称为点突变，包括碱基的转换、颠换基的转换、颠换 包括多个碱基或一段核苷酸序列的缺失、插入包括多个碱基或一段核苷酸序列的缺失、插入，常导致翻译的读码框架改变，称框移突变常导致翻译的读码框架改变，称框移突变DNA分子中的某个片段从一位置转到另一个位置，分子中的某个片段从一位置转到另一个位置，或不同或不同DNA分子间分子间DNA片段的转移及重

30、新组合片段的转移及重新组合 三、三、DNA损伤的修复损伤的修复 即通过细胞内一系列酶系统的作用，消除即通过细胞内一系列酶系统的作用，消除DNA分子上的突变部位，使其恢复正常结构分子上的突变部位，使其恢复正常结构n主要类型主要类型光修复光修复(light repair)切除修复切除修复(excision repair)重组修复重组修复(recombinational repair)SOS修复修复(SOS repair)1.光修复光修复(light repair)n300600nm范围内的光波可激活细范围内的光波可激活细胞内的光修复酶胞内的光修复酶(photolyase)，该酶，该酶能特异地识别共

31、价交联的嘧啶二聚体，能特异地识别共价交联的嘧啶二聚体，断裂两个嘧啶环间形成的共价键，使断裂两个嘧啶环间形成的共价键，使二聚体解聚，恢复二聚体解聚，恢复DNA原来的结构原来的结构 Go to 612.切除修复切除修复(excision repair)(1)碱基切除修复碱基切除修复(base excision repair，BER)切除修复可分为切除修复可分为碱基切除修复碱基切除修复和和核苷酸切除修复核苷酸切除修复等方等方式，其基本过程包括识别、切除、修补和连接式，其基本过程包括识别、切除、修补和连接指切除和替换由内源性化学物质作用产生的指切除和替换由内源性化学物质作用产生的DNA碱基损伤，碱基损

32、伤，DNA糖基化酶糖基化酶(DNA glycosylase)参与此过程参与此过程 UG T G A A C G T T A G C C G C T A AU G A A T C G C A T G C AC A C T T G C A A T C G G C G A T T A C T T A G C G T A C G TG T G A A C G T T A G C C G C T A A G A A T C G C A T G C AC A C T T G C A A T C G G C G A T T A C T T A G C G T A C G TDNA糖基化酶G T G A A

33、C G T T A G C C G C C G C A T G C AC A C T T G C A A T C G G C G A T T A C T T A G C G T A C G TG T G A A C G T T A G C C G C T A AT G A A T C G C A T G C AC A C T T G C A A T C G G C G A T T A C T T A G C G T A C G TDNA内切酶+磷酸二酯酶DNA聚合酶+DNA连接酶555555553333333DNA碱基切除修复碱基切除修复(2)核苷酸切除修复核苷酸切除修复(nucleotide

34、 excision repair,NER)原核细胞中，由原核细胞中，由Uvr A、Uvr B 和和Uvr C蛋白形成蛋白形成ABC切除核苷酸酶复合物，在损伤点切除核苷酸酶复合物，在损伤点5 端第端第8个磷酸二酯个磷酸二酯键和键和3 端第端第15个磷酸二酯键切除包括损伤部位在内的个磷酸二酯键切除包括损伤部位在内的一段碱基，留下缺口由一段碱基，留下缺口由DNA聚合酶聚合酶I和和DNA连接酶来连接酶来修补修补 G T G A A C G T T A G C C G CT A G C A T G C AC A C T T G C A A T C G G C G A T T A C T T A G C

35、G T A C G TG T G A A C G T T A G C C G C T A AT G A A T C G C A T G C AC A C T T G C A A T C G G C G A T T A C T T A G C G T A C G TUvr C切除损伤部位的核苷酸DNA pol I填补缺口，DNA 连接酶连接UvrA UvrB 识别并结合损伤部位核苷酸UvrC替换UvrAUvr AUvr BUvr BUvrC原核生物核苷酸的切除修复原核生物核苷酸的切除修复3.重组修复重组修复(recombinational repair)n当当DNA分子损伤来不及修复完善时所采用

36、分子损伤来不及修复完善时所采用的修复机制的修复机制 以正常链为模板填补缺口交换正常片段人类这种切除核苷酸酶活性由人类这种切除核苷酸酶活性由810个蛋白个蛋白协同完成协同完成 着色性干皮病基因着色性干皮病基因(xereoderma pigmentosum pomplementary group，XP)产物为产物为XPAXPG，ERCC系列系列有切除核苷酸酶活性有切除核苷酸酶活性XP产物功能产物功能该系列基因如产生突变，可造成切除修复缺陷，对该系列基因如产生突变，可造成切除修复缺陷，对光尤其是紫外光非常敏感，癌变率很高。光尤其是紫外光非常敏感，癌变率很高。4.SOS修复修复(SOS repairi

37、ng)生物体内生物体内DNA损伤面较大的紧急状态下诱导产生损伤面较大的紧急状态下诱导产生的一种修复机制的一种修复机制不能将大范围内受损伤的不能将大范围内受损伤的DNA完全精确地修复，完全精确地修复，留下的错误较多，故也称为错误倾向修复留下的错误较多，故也称为错误倾向修复(error-prone repair)在一定程度下保证细胞的存活，但有较高的突变在一定程度下保证细胞的存活，但有较高的突变率率第一个发现的第一个发现的DNA修复缺陷性遗传病修复缺陷性遗传病:着色性干皮病着色性干皮病(xeroderma pigmentosum,XP)是一种人类常染色体隐性遗传病是一种人类常染色体隐性遗传病 临床

38、表现：临床表现：患者患者DNA切除修复功能缺陷，对紫外线照射引起切除修复功能缺陷，对紫外线照射引起的皮肤细胞的皮肤细胞DNA损伤不能修复，长期受日光或紫外损伤不能修复，长期受日光或紫外线照射时易发生皮肤癌，常伴有神经系统障碍，智力线照射时易发生皮肤癌，常伴有神经系统障碍，智力低下等低下等 第五节第五节 反转录现象和反转录酶反转录现象和反转录酶Reverse transcription and Reverse transcriptase,or antitranscriptase n反转录反转录(transcription)概念概念 含有反转录酶的含有反转录酶的RNA病毒是通过反转录过程传递遗病毒

39、是通过反转录过程传递遗传信息的，即以传信息的，即以RNA为模板，指导为模板，指导DNA的合成，也的合成，也称为反转录称为反转录n反转录酶反转录酶(reverse transcriptase,or antitranscriptase)是一种依赖是一种依赖RNA的的DNA聚合酶聚合酶(RNA dependent DNA polymerase，RDDP)，是一多功能酶，是一多功能酶G U G A A C G U U A G C C G C U A A U G A A U C G C A U G C AC A C T T G C A A T C G G C G A T T A C T T A G C

40、G T A C G TG U G A A C G U U A G C C G C U A A U G A A U C G C A U G C AC A C T T G C A A T C G G C G A T T A C T T A G C G T A C G TG T G A A C G T T A G C C G C T A A T G A A T C G C A T G C AC A C T T G C A A T C G G C G A T T A C T T A G C G T A C G T逆转录酶Rnase H逆转录酶RNA模板杂化双链单链cDNA双链cDNA555555333333逆转录过程逆转录过程大多数反转录病毒有致癌作用，因而将其称之为大多数反转录病毒有致癌作用，因而将其称之为RNA肿瘤病毒肿瘤病毒 RNA肿瘤病毒对动物的致瘤作用非常广泛，可诱发肿瘤病毒对动物的致瘤作用非常广泛，可诱发白血病、肉瘤、淋巴瘤和乳腺瘤等白血病、肉瘤、淋巴瘤和乳腺瘤等 已知已知RNA病毒：病毒：人类免疫缺陷病毒人类免疫缺陷病毒(human immuno-deficiency virus,HIV)，可引起艾滋病，可引起艾滋病小鼠白血病病毒小鼠白血病病毒MuLV，可引起淋巴瘤及白血病，可引起淋巴瘤及白血病 谢谢谢谢!