第25章dna的复制和修复 - 物理与电子科学学院 - 楚雄师范学院.ppt

第二十五章 DNA的复制和修复 遗传信息传递的 中心法则 目 录 DNA的复制 DNA的半保留复制实验依据 复制中的大肠杆菌染色体放射自显影图(Cairns实验) 原核生物DNA聚合反应有关的酶类 DNA聚合酶催化的链延长反应 大肠杆菌三种DNA聚合酶比较 大肠杆菌DNA聚合酶Ⅲ全酶的结构和功能 连接酶连接切口 大肠杆菌复制起点成串排列的重复序列 原核细胞DNA的半不连续复制复制过程 大肠杆菌复制体结构示意图 大肠杆菌染色体复制的终止 复制叉处前导链和随后链同时合成的工作模型 复制的忠实性 DNA聚合酶的校对功能 DNA聚合酶的校对功能 起始时以RNA作为引物的作用 真核细胞DNA复制的特点 真核生物的DNA聚合酶 端粒酶（telomerase） 端粒合成的一种模型 真核和原核DNA细胞复制比较 第二节 DNA的损伤与修复 DNA的损伤和切除修复 DNA的重组修复 SOS反应的机制 第三节 DNA的突变 DNA突变的类型 逆转录作用 逆转录过程中cDNA的合成 逆转录病毒的生活周期 第五节 DNA的遗传重组 应该说目前对真核细胞的DNA修复的反应类型、参与修复的酶类和修复机制了解还不多，但DNA损伤修复与细胞突变、寿命、衰老、肿瘤发生、辐射效应、某些毒物的作用都有密切的关系。人类遗传性疾病已发现4000多种，其中不少与DNA修复缺陷有关，这些DNA修复缺陷的细胞表现出对辐射和致癌剂的敏感性增加。例如着色性干皮病（xeroderma pigmentosum）就是第一个发现的DNA修复缺陷性遗传病，患者皮肤和眼睛对太阳光特别是紫外线十分敏感，身体暴光部位的皮肤干燥脱屑、色素沉着、容易发生溃疡、皮肤癌发病率高，常伴有神经系统障碍，智力低下等，病人的细胞对嘧啶二聚体和烷基化的清除能力降低。 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国 DNA分子中的核苷酸序列发生突然而稳定的改变，从而导致DNA的复制以及后来的转录和翻译产物随之发生变化，表现出异常的遗传特性，称为DNA的突变。它包括由于DNA损伤和错配得不到修复而引起的突变，以及由于不同DNA分子之间的交换而引起的遗传重组。 二、诱变剂的作用 ?碱基类似物(base analog) ?碱基修饰剂(base modifier) ?嵌入染料(intercalation dye) ?紫外线(ultraviolet)和电离辐射(ionizing radiation) 一、突变的类型 ?碱基对的置换(substitution) ?移码突变(frame shift mutation) DNA 聚合酶 ? 分子量 亚基数 细胞内分布 酶活力百分比 外切酶活力 DNA 聚合酶 ? 110-23，000 多个 细胞核 ～80% 无 120，000 一个 细胞核和线粒体 2 % ～15% 无- 400，000 一个 细胞核+ 10 % ～25% 5’-3 ’外切酶 DNA 聚合酶 ? DNA 聚合酶 ? 45，000 一个 细胞核 10 % ～15% 无 楚雄师范学院化学与生命科学系 范树国 DNA复制需要引物，但在线形DNA分子末端不可能通过正常的机制在引物被降解后合成相应的片段.如果没有特殊的机制合成末端序列，染色体就会在细胞传代中变得越来越短。这一难题是通过端粒酶的发现才得到了澄清，端粒酶是一种含RNA的蛋白复合物，实质上是一种逆转录酶，它能催化互补于RNA模板的DNA片段的合成，使复制以后的线形DNA分子的末端保持不变。 初步研究表明，人体中生殖细胞的端粒长度保持不变，而体细胞的端粒长度则随个体的老化而逐步缩短。对此的一个推论是：人的生殖细胞具端粒酶的活力，体细胞则否。这一问题的解决无疑会有助于对生命衰老的认识。 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A 端粒酶 3′ 5′ TTTTGGGGTTTTG 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A AA 3′ 5′ TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A AA T TGGG TGGG T 3′ 5′ AA TTTTG 5′ 3′ AAAACCCCAAAACCC C C C A GTTTTG 整合和杂交 移位和再杂交 端粒合成的完成 TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGTTTT 5′ 3′ n AA 3′ TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT 5′ 3′ TT CCCCT n AA 3′ TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGT 5′ 3