基础生物化学第101dna章节课件幻灯片.ppt

4、SOS修复 当DNA损伤广泛难以继续复制时，由此而诱发出一系列复杂的反应。 在E. coli，各种与修复有关的基因，组成一个称为调节子(regulon)的网络式调控系统。 这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能力差。通过SOS修复，复制如能继续，细胞是可存活的。然而DNA保留的错误较多，导致较广泛、长期的突变。 诱导修复和应急反应（SOS反应） 诱导修复是细胞DNA受到严重损伤或DNA复制系统受到抑制的紧急情况下，为求得生存而出现的一系列诱导性修复。 SOS反应诱导的修复系统包括避免差错的修复（无差错修复）和倾向差错的修复。 避免差错的修复：SOS反应能诱导光复活切除修复和重组修复中某些关键酶和蛋白质的产生，从而加强光复活切除修复和重组修复的能力，这属于避免差错的修复。 倾向差错的修复：SOS反应还能诱导产生缺乏校对功能的DNA聚合酶，它能在DNA损伤部位进行复制而避免了死亡，可是却带来了高的突变率，这属于倾向差错的修复。 * * * * * * * * 端粒酶的催化延长作用 爬行模型 DNA聚合酶复制子链 进一步加工 四、逆转录和其他复制方式 Reverse Transcription and Other DNA Replication Ways 逆转录酶(reverse transcriptase) 逆转录(reverse transcription) 逆转录酶 （一）逆转录病毒和逆转录酶 反转录（reverse transcription）：以RNA为模板，合成DNA。与通常转录过程中遗传信息流从DNA到RNA的方向相反。 1970年，Temin 和Baltimore分别从致癌RNA病毒（劳氏肉瘤病毒和鼠白血病病毒）中发现发反转录酶。 致癌RNA病毒是一大类能引起鸟类、哺乳类等动物白血病、肉瘤以及其它肿瘤的病毒。这类病毒侵染细胞后并不引起细胞死亡，却可以使细胞发生恶性转化。经过改造后可以作为基因治疗的载体。 放线菌素D（抑制以DNA为模板的反应，复制和转录）能抑制致癌RNA病毒的复制，可见致癌RNA病毒的复制过程必然涉及DNA。 Bader 用嘌呤霉素（puromycin）来抑制静止细胞蛋白质的合成，发现这种细胞仍能感染劳氏肉瘤病毒（RSV），证实反转录酶是由反转录病毒带入细胞的，而不是感染后在宿主细胞中新合成的。 反转录酶 由一个α亚基和一个β亚基组成，含有Zn2+，具有三种酶活力。 （1）RNA指导的DNA聚合酶活力（以RNA为模板，合成一条互补的DNA，形成RNA—DNA杂种分子）。 （2）RNase H酶活力，水解RNA—DNA杂种分子中的RNA，可沿3’→5’和5’→3’两个方向起外切酶作用。 （3）DNA指导的DNA聚合酶活力。 模板：RNA或DNA 以自身病毒类型的RNA为模板时，该酶的反转录活力最大，但是带有适当引物的任何种类的RNA都能作为合成DNA的模板。 引物：RNA或DNA 底物：dNTP 二价阳离子：Mg2+或Mn2+ 真核mRNA3’端有polyA，加入oligo dT后，可以作为反转录酶的模板，合成cDNA。 逆转录病毒细胞内的逆转录现象 RNA 模板 逆转录酶 DNA-RNA 杂化双链 RNA酶 单链DNA 逆转录酶 双链DNA 逆转录酶 A AA A T T T T AAAA SI核酸酶 DNA聚合酶Ⅰ 碱水解 T T T T 分子生物学研究可应用逆转录酶，作为获取基因工程目的基因的重要方法之一，此法称为cDNA法。 以mRNA为模板，经逆转录合成的与mRNA碱基序列互补的DNA链。 试管内合成cDNA cDNA ?complementary DNA? （二）逆转录研究的意义 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。 滚环复制(rolling circle replication) （三）滚环复制和D环复制 是某些低等生物的复制形式，如?X174和M13噬菌体等。 3?-OH 5?-P 5? 5? 5? 3? 3? 3? 3? 5 滚环复制 5 ?? 5? 3? 3? 5? dNTP DNA-pol γ D环复制(D-loop replication) 是线粒体DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)的复制形式。 五、DNA损伤（突变）与修复 DNA Damage (Mutation) and Repair 遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变，均可称为突变。 在复制过程中发生的DNA突变称为DNA损伤(DNA damage)。 一些物理化学因子如紫外线