核酸第1-1章DNA复制案例.ppt

DNA的生物合成 第一节 DNA复制的基本特征 一、半保留复制 (semiconservative replication) 当DNA进行复制时，双螺旋结构解开成两条单链，各自作为模板合成与之互补的新链。在子代DNA双链中，一条是来自于亲代，另一条完全重新合成 。 这种复制方式称为半保留复制 二、从复制起点双向复制 第二节 原核生物DNA的复制 一、参与DNA复制的酶和蛋白质 大肠杆菌DNA聚合酶功能 切口平移（nick translation） （二）解链、解旋酶类 解链过程中，DNA分子会过度拧紧、打结、缠绕、连环等现象，均需DNA拓扑异构酶，改变DNA分子构象，理顺DNA链，使复制能顺利进行 拓扑异构酶作用特点： 既能水解 、又能连接磷酸二酯键 （三）引物酶（primase，引发酶） （四）DNA连接酶（DNA ligase） 在大肠杆菌DNA的复制过程中，各种与复制有关的酶和蛋白因子结合在复制叉上，构成复制体(replisome) 复制过程可以分为起始、延长和终止三个阶段 不同阶段的复制体具有不同的组成和结构 一些抗生素通过抑制DNA合成杀死原核病原体。 (l)喹诺酮类 (quinolone):解旋酶和拓扑异构酶IV (2)硝基呋喃类(nitrofuran):攻击DNA、核糖体蛋白、呼吸链、丙酮酸脱氢酶系 (3)硝基咪唑类（nitroimidazole):还原产物与厌氧菌DNA结合，抑制其复制与转录 第三节 真核生物DNA的复制 一、染色体DNA 二、线粒体DNA (mtDNA) 第四节 病毒DNA的复制 由基因组特征和宿主DNA复制系统共同决定 第五节 DNA损伤与修复 （一）损伤类型 遗传信息的改变 同义突变 错义突变：导致蛋白质多肽链氨基酸序列变化。 无义突变：肽链合成提前终止。 3、重排 是指基因组中DNA发生较大片段的交换，但不涉及遗传物质的丢失与获得 重排发生在基因组中，可以在DNA分子内部，也可以在DNA分子之间 4、共价交联 胸腺嘧啶二聚体 （二）损伤因素 （三）损伤意义 二、DNA修复 （一）错配修复 ●Dam甲基化酶使母链位于5’GATC序列中腺苷酸甲基化 ●甲基化紧随在DNA复制之后进行 ●根据复制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子链上的错配碱基 根据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图 甲基化指导的错配修复示意图 （三）切除修复 ●是指将DNA分子的损伤片段切除，然后以互补链为模板，合成DNA填补缺口，使DNA恢复正常结构 ●原核生物和真核生物都有两套切除修复系统: 核苷酸切除修复系统 碱基切除修复系统 ●都包括两个步骤: ①由特异性核酸酶寻找损伤部位，切除损伤片段; ②合成DNA填补缺口。 第六节 DNA的逆转录合成 RNA 指导的DNA聚合酶 DNA 指导的DNA聚合酶 RNaseH 四、逆转录生物学意义 中心法则的补充 DNA重组重要工具酶 治疗：重要靶酶 五、AIDS与HIV 艾滋病病毒是逆转录病毒，有HIV-l和HIV-2两种，能引起艾滋病的主要是HIV-l 艾滋病病毒的宿主细胞主要是CD4+T细胞 (辅助性T细胞)，感染之后不是被转化，而是被杀死，造成机体免疫系统损伤。 目前治疗艾滋病药物的靶点主要是艾滋病病毒的逆转录酶和其他蛋白质。 思考题 1、名词解释：领头链、随从链、冈崎片段、半不连续复制、cDNA、端粒酶、点突变 2、简述DNA复制的基本特征。 3、参与原核生物DNA复制主要酶和蛋白有哪些？各有什么特点。 4、损伤类型有哪些？ 7、DNA修复系统哪几种？ 五种修复系统: 错配修复 直接修复 切除修复 重组修复 易错修复 DNA复制过程之外，精确修复 DNA复制过程之中，不完全修复 发现错配碱基 在水解ATP的作用下，MutS， MutL与碱基错配点的DNA双链结合 MutS-MutL在DNA双链上移动，发现甲基化DNA后由MutH切开非甲基化的子链 （一）错配修复 错配碱基位于切口3’下游端， 错配碱基位于切口5’上游端， 1、光修复（ light repairing ） 光修复酶 UV （二）直接修复 2、烷基化碱基修复 一些酶识别DNA中修饰碱基 UvrA UvrB UvrC OH P DNA聚合酶Ⅰ OH P ★核苷酸切除修复 是细胞内最重要的修复机制 ，主要由切除核酸酶（Uvr）、DNA聚合酶Ⅰ和连接酶完成。 DNA连接酶 ATP E.coli的切除修复机制 修复的对象是子代DNA。 损伤的DNA先进行复制，在子代DNA损伤互补的部位出现缺口，通过分子间重组，将另一个子代完好的片段移至缺口处，再填补重组产生的缺口。 模板上