基础生化-2009-第九章dna合成.ppt

第九章 DNA的生物合成 第一节 DNA的复制 第二节 DNA的损伤修复 第三节 反转录 端粒是位于染色体末端的特殊结构，由DNA和蛋白质组成。线形ＤＮＡ复制时末端RNA引物的切除会导致ＤＮＡ链的缩短。 爬行模式 滚环复制(rolling circle replication)是一些简单低等生物或染色体以外的DNA复制的特殊形式。 复制起始点、复制子与复制叉 引发体引导引物酶到达复制叉位置合成引物。 cDNA（complementary DNA, cDNA）: 利用反转录酶可合成出与任何RNA模板（mRNA，tRNA或rRNA）的碱基序列互补的DNA－－互补DNA 名词解释 半保留复制 半不连续复制 反转录 问答题 1.原核生物DNA复制所需的酶及因子的作用 2.半保留复制的实验证据是什么？ 3.DNA损伤修复的方式有哪些？ 3? 5? 3? 5? 3′ 5′ 3′ 5′ 解链方向 领头链 (leading strand) 后随链 (lagging strand) DNA的半不连续复制 3′ 5′ 2. 复制叉推进的方式 随着复制叉的推进，两条新链的合成方向是不同的： 前导链和后随链；半不连续复制；冈崎片段 引物酶在复制原点附近合成一段RNA引物；DNA聚合酶Ⅲ (原核细胞)在引物的3末端逐个添加脱氧核苷酸。 随着复制叉的推进，亲代DNA双螺旋不断被解开，先导链也不断延伸直到复制终点。? ① 前导链的合成 ② 随后链的合成 引物的合成：引物酶催化生成多个引物。? 冈崎片段的合成：DNA聚合酶Ⅲ(原核细胞) 冈崎片段的连结：DNA聚合酶Ⅰ一面以其DNA聚合活性在上游冈崎片段的3-OH末端添加脱氧核苷酸，一面以其5→3核酸外切活性切除引物，直至将引物全部切除。DNA连接酶将最后的缺口补好。 ③ 前导链和随后链合成的协调 后随链的模板回折成环，从而使冈崎片段的延伸方向与先导链的延伸方向一致，它们的3末端分别落在DNA聚合酶Ⅲ全酶的双活性部位。因此，随着聚合酶的移动，两条链同时延伸。 复制叉内前导链和后随链由同一个DNA聚合酶Ⅲ全酶二聚体催化。 DNA聚合酶Ⅲ催化前导链和随从链同时合成 （三）复制的终止 复制的终止没有特殊的信号 原核生物中： 其环状的DNA从单点开始双向复制，当两个复制叉在复制原点的对面处相遇并合并时，结束复制，形成两个环状DNA分子。 真核生物中： 多个复制原点形成多个复制眼，复制叉的推进使复制眼增大，直至各个复制眼融合，复制终止，形成两个线状DNA分子。 六、DNA复制的忠实性 差错率为10-9-10-10 四种dNTP浓度的平衡 新合成的子链与母链之间碱基配对严格性 DNA聚合酶对底物专一性 DNA聚合酶的自我校对作用 DNA修复机制 使用引物RNA 一、 DNA损伤的原因 （一）细胞内在因素 （二）外界环境因素 1.复制错误 2.DNA结构的不稳定； 3.活性氧的破坏 1.化学诱变剂： 第二节 DNA的损伤与修复 亚硝酸 （嘌呤或嘧啶脱氨），黄曲霉素（最强致癌物） 外环境中的射线：X-射线、紫外线等—— 高剂量的紫外辐射使DNA链上邻近的嘧啶核苷酸之间形成化学键，生成二聚体；此外还有脱嘌呤作用和脱氨基作用. 相邻的胸腺嘧啶 紫外线照射 环丁烷胸腺嘧啶二聚体 2.物理：紫外辐射和离子辐射 二、 DNA损伤的类型 1.碱基丢失或脱落 2. 碱基转换（A、C的脱氨转变为U、I） 3.碱基修饰 4.碱基交联（二聚体） 5. 碱基错配 （一）碱基损伤（P599） （二）DNA链损伤——严重 1.链的断裂（放疗） 2. DNA链的交联 3.DNA与蛋白质的交联 三、DNA 修复机制 （一）直接修复 1.光修复（光复活） 由DNA光裂合酶（photolyase）催化。该酶需要光（400?700 nm）才能激活，它能切除嘧啶二聚体之间的连键(C-C键)，从而修复由紫外照射而造成的损伤。 修复的方式：光修复、切除修复、重组修复、SOS修复 直接将受到损伤的部位转变为正常的部位，不切除错误片段 光修复 光修复酶(photolyase) UV 细菌、真菌、植物、很多脊椎动物有该酶，但胎盘类哺乳动物没有。 2.烷基化碱基的直接修复（P601了解） 烷基转移酶，6-甲基鸟嘌呤甲基转移酶最常见。该酶以“自杀”方式催化反应。 其活性中心的Cys残基作为甲基受体，但得到甲基就失活了。随后被选择性降解。 以一个酶分子为代价修复一个损伤的碱基。——稳定压倒一切 （二） 切除修复 该类修复是指在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤的部分切除，并以完整的那一条链为模板，合成出新的被切去的部分，然后使损伤的DNA恢复正常结构的过程。 1.核苷酸切除修复（nucleotide