章DNA的复制和修复.pptVIP

几个基本概念： DNA是生物界遗传的主要物质基础。生物有机体的遗传特征以密码的形式编码在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序——即遗传信息。 在细胞分裂前通过DNA的复制，将遗传信息由亲代传递给子代，在后代的个体发育过程中，遗传信息自DNA转录给RNA，并指导蛋白质合成，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状。 80年代以后在某些致癌RNA病毒中发现遗传信息也可存在于RNA分子中，由RNA通过逆转录的方式将遗传信息传递给DNA。 遗传信息的传递方向即生物界遗传信息传递的中心法则。 中心法则： 一、DNA的半保留复制 a. 聚合作用 在引物的3‘-OH末端，以dNTP为底物，按模板DNA上的指令由DNA polⅠ逐个聚合上核苷酸。 酶的专一性主要表现为新进入的脱氧核苷酸必须与模板DNA配对时才有催化作用。dNTP进入结合位点后，可能使酶的构象发生变化，促进3’-OH与5‘-PO4结合生成磷酸二酯键。 b. 3‘→5’外切酶活性（校对作用） 3‘→5’外切酶活性是从3‘→5’方向识别和切除不配对的DNA生长链末端的核苷酸。 错误核苷酸进入polⅠ的结合位点不能与模板配对，无法改变酶的构象而被3→5外切酶活性位点所识别并切除。 c. 5‘→3’外切酶活性（切除修复作用） 5‘→3’外切酶活性是从5‘→3’方向水解DNA生长链前方的DNA链。它只作用具切口的双螺旋DNA，并在切口以外的配对区切割。 5‘→3’外切酶活性在DNA损伤的修复中可能起着重要作用。对冈崎片段5‘-末端RNA引物的去除依赖此种外切酶活性。 (三）DNA连接酶：连接DNA双链中的单链切口 （三）DNA复制的终止 DNA复制的终点 在DNA上存在着复制终止位点，某些蛋白因子可识别终止位点的序列，使DNA复制在终止位点终止。 E.coli的DNA复制终点序列： AATTAGTATGTTGTAACTAAAGT TTAATCATACAACATTGATTTCA 大肠杆菌的两个复制叉在相距终点100kb时，复制速度减慢，从而协调2个复制叉到达的时间。 大肠杆菌的两个复制叉在相距终点100kb时，复制速度减慢，从而协调2个复制叉到达的时间。 DNA复制时，当RNA引物被切除后，中间所遗留的间隙由DNA聚合Ⅰ所填充，最后由连接酶封口。形成两条与亲代链完全相同的两条子代链。 甲基化指导的错配修复 重组修复不能完全去除损伤，损伤的DNA段落仍然保留在亲代DNA链上，只是重组修复后合成的DNA分子是不带有损伤的，但经多次复制后，损伤就被“冲淡”了，在子代细胞中只有一个细胞是带有损伤DNA的。 （一）名词解释 1.半保留复制； 2.冈崎片段； (二)、单选题 1．DNA复制时，下列哪一种酶是不需要的 A．DNA指导的DNA聚合酶 B．DNA连接酶 C．拓朴异构酶 D．解链酶 E．限制性内切酶 2.DNA复制时，子链的合成是 A.一条链5′→3′，另一条链3′→5′ B．两条链均为3′→5′ C．两条链均为5′→3′ D．两条链均为连续合成 E．两条链均为不连续合成 3.在E.coli细胞中DNA聚合酶Ⅰ的作用主要是 A. DNA复制 B. E.coliDNA合成的起始 C. 切除RNA引物 D. 冈崎片段的连接 DNA解螺旋酶 （三）直接修复 （四）重组修复(recombinational repair) （六）SOS反应和诱导修复（易错修复） SOS反应：细胞DNA受到严重损伤或DNA复制系统受到抑制的紧急状态下，为求生存而出现的应急反应。 SOS反应包括: 避免差错的修复能力增强 诱导产生无校正功能的DNA聚合酶合成 抑制细胞分裂 SOS反应是生物在不利环境中求得生存的一种基本功能。对原核生物它产生高变异，对高等动物则是致癌的。 第四节 DNA复制的精确性（高保真复制） 1、碱基的配对规律：摸板链与新生链之间的碱基配对保证碱基配错几率约为1/104～1/105。 2、DNA聚合酶的3’→5’外切酶活性的校对功能，使碱基的错配几率又降低100～1000倍。 3、DNA的损伤修复系统。 DNA复制必须具有高度精确性，在大肠杆菌的细胞DNA复制中其错误率约为1/109～1/1010，即每109～1010个核苷酸才出现一个错误，也就是大肠杆菌染色体DNA复制1000～10000次才出现一个核苷酸的错误。这么高的精确性的保证主要与下列因素有关： 3