复制修复与逆转录课件.ppt

1、复制修复与逆转录 DNADNA的损伤与修复的损伤与修复一、一、DNADNA损伤损伤生物因素生物因素或或理化因素理化因素作用下作用下DNADNA的结构与功能遭破坏。的结构与功能遭破坏。生物因素：生物因素：DNADNA重组、病毒基因组的整合等重组、病毒基因组的整合等 理化因素：紫外线、电离辐射、化学诱变剂等理化因素：紫外线、电离辐射、化学诱变剂等DNADNA损伤损伤 突变突变突变是进化、分化的分子基础；也是某些疾病的发病突变是进化、分化的分子基础；也是某些疾病的发病基础；还有致死性的突变。基础；还有致死性的突变。DNA损伤类型损伤类型二、损伤的修复 光修复 切除修复 错配修复 重组修复 SOS修复

2、1、光修复光修复酶光修复酶(Photolyases)利用吸收光产生的能量使嘧啶二聚体转为单体。大多生物有光修复酶，但高等动物无此酶高等动物无此酶，被其它修复系统取代。2 2、切除修复、切除修复在一系列酶的作用下，将在一系列酶的作用下，将DNADNA分子中受损伤部分切除，分子中受损伤部分切除，并以完整的那一条链为模板，合成出切去部分，并以完整的那一条链为模板，合成出切去部分，DNADNA恢复正常结构。恢复正常结构。参与的酶有参与的酶有(细菌细菌)核酸内切酶核酸内切酶，DNADNApolpol,DNADNA连接酶连接酶 人类人类着色性干皮病着色性干皮病：对紫外线照射敏感，易发生皮：对紫外线照射敏感

3、，易发生皮肤癌，由于肤癌，由于切除修复系统障碍切除修复系统障碍，缺乏特异核酸内切，缺乏特异核酸内切酶。酶。3 3、错配修复、错配修复DNADNA在复制过程中发生错配，新链被校正，则信息恢复。在复制过程中发生错配，新链被校正，则信息恢复。大肠杆菌中参与错配修复的蛋白至少大肠杆菌中参与错配修复的蛋白至少1212种种如何区分新链和旧链？如何区分新链和旧链？甲基化酶甲基化酶使使DNADNA链某些部位甲基化链某些部位甲基化刚合成的新链短期内未甲基化，区分于旧链，切除新链刚合成的新链短期内未甲基化，区分于旧链，切除新链部分，以旧链为标准重新补缺。部分，以旧链为标准重新补缺。4、重组修复复制后修复复制后修复

4、重组蛋白重组蛋白RecARecA，RecBCDRecBCD，DNApolDNApol，连接酶连接酶5、SOS修复能诱导修复的应急反应，引起DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制、细胞的癌变等。Weigle效应（19世纪50年代）修复系统抑制了细胞的分裂作用机理 基因 recA lexA 蛋白 RecA LexA避免差错的修复（诱导前几种修复有关的酶和蛋白的产生）倾向差错的修复（诱导产生缺乏校对功能的聚合酶）LexA为阻遏蛋白，阻遏SOS有关基因及recA基因，但仍有少量RecA存在，当诱导条件产生（DNA损伤），则：诱导信号 RecA激活 水解LexA 各种基因表达当条件消失，RecA失活，

5、基因关闭 SOS的诱导信号：并非所有DNA损伤都能诱导SOS反应，能在细菌中诱导SOS反应的作用剂对高等动物往往是致癌的，如X-射线，紫外线，烷化剂，黄曲霉素等。细胞修复系统缺损与癌症有一定关系细胞修复系统缺损与癌症有一定关系 切除修复缺损 着色性干皮病(Xeroderma Pigmentosum Xp)错配修复缺损 遗传性非息肉结肠癌(Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer HPCC)Retrovirus）reverse transcriptase,RT）DNA病毒RNA病毒DNA RNA 蛋白质 复制复制1、逆转录酶：模板(RNA)、引物(宿主t

6、RNA)、底物(dNTP)、二价阳离子延长方向（5 3）需要还原剂（保护酶的-SH）2、逆转录病毒基因组两条相同的（+）RNA链组成具帽子和尾部结构3、逆转录酶不仅普遍存在于RNA病毒中，哺乳动物的胚胎细胞和正在分裂的淋巴细胞中也有反转录酶。+RNA+RNA+DNA-DNA-RNA+RNA+DNA-DNA-DNA+DNA+、逆转录过程、逆转录过程 （以前病毒形式引起整合到宿主细胞（以前病毒形式引起整合到宿主细胞DNADNA中而中而使细胞恶性转化）使细胞恶性转化）单链病毒单链病毒RNARNA RNA-DNARNA-DNA杂交分子杂交分子 双链双链DNADNA（前病毒）（前病毒）逆转录酶逆转录酶逆

7、转录酶逆转录酶、逆转录酶是多功能酶，兼有逆转录酶是多功能酶，兼有3 3种酶的活性：种酶的活性：RNARNA指导的指导的DNADNA聚合酶活性聚合酶活性 DNADNA指导的指导的DNADNA聚合酶活性聚合酶活性 核糖核酸酶核糖核酸酶H H的活性，专一水解的活性，专一水解RNA-DNARNA-DNA杂交分子中的杂交分子中的RNARNA，可沿可沿5533和和3 3 55两个方向起核酸外切酶的两个方向起核酸外切酶的作用。作用。v逆转录酶也和逆转录酶也和DNADNA聚合酶一样，沿聚合酶一样，沿5533方向方向合成合成DNADNA，并要求短链，并要求短链RNARNA作引物。作引物。、逆转录酶的应用、逆转录

8、酶的应用遗传工程技术中一种重要的工具酶。遗传工程技术中一种重要的工具酶。人工合成的聚核苷酸或真核生物的人工合成的聚核苷酸或真核生物的mRNAmRNA可作为此酶的可作为此酶的模板模板几乎所有真核生物几乎所有真核生物mRNAmRNA分子的分子的33末端都有一段末端都有一段polyA,polyA,当加入寡聚当加入寡聚dTdT作为引物时，作为引物时，mRNAmRNA就可作为模板，在就可作为模板，在逆转录酶催化下在体外合成与其互补的逆转录酶催化下在体外合成与其互补的DNADNA，称为，称为cDNAcDNA。由此可构建出。由此可构建出cDNAcDNA文库，从中筛选特异的目文库，从中筛选特异的目的基因的基因

9、逆转录病毒的生活周期逆转录病毒的生活周期 Human Immunedeficiency Virus1988年正式命名年正式命名传染源传染源 ：病人或无症状携带者病人或无症状携带者传播途径：传播途径：性感染、血源性感染、垂直感染性感染、血源性感染、垂直感染感染感染T淋巴细胞后即杀死细胞，造成宿主机体淋巴细胞后即杀死细胞，造成宿主机体免疫系统损伤，引起艾滋病（免疫系统损伤，引起艾滋病（acquired immunodeficiency syndrome,AIDS）HIV模型图模型图脂双层膜gp120gp41包膜糖蛋白p24衣壳蛋白p14内膜蛋白p7核衣壳蛋白逆转录酶蛋白酶整合酶共有两种型别共有两种型别 HTLV-I HTLV-IIHuman T-cell Lymphotropic Virus