DNA合成与修复ppt整理.ppt

1、复制(replication)：以DNA为模板指导DNA的合成，即将DNA携带的信息传至子代DNA。 2、反转录：以RNA为模扳指导合成DNA，如RNA病毒。 3、修复合成：当各种因素引起DNA损伤时，损伤DNA可修复合成，校正错误，完成正确合成，以保持DNA结构 的稳定性和遗传信息的准确性。 复制的方式 ——半保留复制(semi-conservative replication) 双向复制(bidirectional replication) 半不连续复制(semi-discontinuous replication) 复制的高保真性(high fidelity) 一、半保留复制的实验依据和意义 [实验证据]：1958年 M.Meselson 和F.W.Stahl用大 肠杆菌为材料，在含15N和14N的NH4Cl中培养，CsCl密度梯度离心结果证实了半保留复制方式。 DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。 原核生物复制时，DNA从起始点(origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。 复制子(replicon) 两个相邻DNA复制起始点之间的DNA复制区域，是独立完成复制的功能单位, 包括复制起点和终点。 真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子的复制。 聚合反应的特点 DNA 新链生成需引物和模板； 新链的延长只可沿5? → 3?方向进行 。 一. DNA聚合酶 全称：依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase) 简称：DNA-pol 1.复制的保真性和碱基选择 ? DNA聚合酶靠其大分子结构协调非共价（氢键）与共价（磷酸二酯键）键的有序形成。 ? 嘌呤的化学结构能形成顺式和反式构型，与相应的嘧啶形成氢键配对，嘌呤应处于反式构型。 2. DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读 ? 细胞能否分裂，决定于进入S期及M期这两个关键点。G1→S及G2→M的调节，与周期蛋白表达与蛋白激酶活性有关。 ? 蛋白激酶通过磷酸化激活或抑制各种复制因子而实施调控作用。 噬菌体DNA复制首先由它自己编码的A蛋白在非模板链上造成缺口，再以所产生的游离3?端羟基作为引物，并在宿主细胞的DNA聚合酶、解旋酶和SSB蛋白等作用下合成新链，新链和模板链互补并取代了原来的非模板链。这种复制方式称为滚环复制 。 滚环复制： 3?-OH 5?-P 5? 5? 5? 3? 3? 3? 3? 5 滚环复制 5 ?? 5? 3? 3? 5? 目 录 dNTP DNA-pol γ D环复制(D-loop replication) 是线粒体DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)的复制形式。 线粒体DNA复制特点： 有特异的复制起点； 环形线粒体DNA两条链（H和L）的复制不同步D环或取代环（displacement loop）：线粒体DNA复制开始以H链作为模板合成新的L链，取代原来的L链并和H链互补，而原来的L链则保持单链状态，形成类似英文字母D的区域； 两条链具有不同的复制起点和相反的合成方向； 线粒体DNA复制也需要RNA引物。 滚环复制和D环不对称复制的存在说明： 双螺旋DNA在复制起点解链不一定导致两条链同时复制，也可能利用一条链作为模板起始DNA合成。 双螺旋DNA的两条DNA链的复制起点也可能处于不同的位置。 二. 逆转录(reverse transcription) 逆转录酶 在逆转录酶的作用下以RNA为模板合成DNA的过程。 (一)逆转录的发现与意义 逆转录酶和逆转录现象，是分子生物学研究中的重大发现。 逆转录现象说明：至少在某些生物，RNA同样兼有遗传信息传代与表达功能。 对逆转录病毒的研究，拓宽了20世纪初已注意到的病毒致癌理论。 (二)真核生物的DNA聚合酶 A家族与大肠杆菌PolⅠ同源，包括Pol ?和Pol ? B家族与大肠杆菌Pol Ⅱ同源，包括Pol ?、?、?和ζ C家族与大肠杆菌Pol Ⅲ同源，仅在真菌中发现 X家族与大肠杆菌DNA聚合酶并无同源性，却与末端转移酶同源，成员包括Pol ?、?、? Y家族（ UmuC/DinB超家族），近年发现一个特殊