生物化学学课件：10-DNA的生物合成.ppt

滚环复制(rolling circle replication) 三、噬菌体DNA按滚环方式复制和线粒体DNA按D环方式复制 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。 D-环复制时需合成引物。mtDNA为双链，第一个引物以内环为模板延伸。至第二个复制起始点时，又合成另一个反向引物，以外环为模板进行反向的延伸。最后完成两个双链环状DNA的复制。复制中呈字母D形状而得名。 D环复制的特点是复制起始点不在双链DNA同一位点，内、外环复制有时序差别。 DNA损伤（突变）与修复 DNA Damage (Mutation) Repair 第五节 DNA突变具体指个别dNMP残基以至片段DNA在构成、复制或表型功能的异常变化，也称为DNA损伤(DNA damage)。 从分子水平来看，突变就是DNA分子上碱基的改变。 一、突变在生物界普遍存在 （一）突变是进化、分化的分子基础 从长远的生物史看，进化过程是突变的不断发生所造成的。 大量的突变都是属于这种类型，只是目前还未能认识其发生的真正原因，因而名为自发突变或自然突变(spontaneous mutation)。 （二）只有基因型改变的突变形成DNA的多态性 这种突变没有可察觉的表型改变，例如在简并密码子上第三位碱基的改变，蛋白质非功能区段上编码序列的改变等。这些现象也相当普遍。 多态性(polymorphism)一词用来描述个体之间的基因型差别现象。 （三）致死性的突变可导致个体、细胞的死亡 （四）突变是某些疾病的发病基础 二、多种化学或物理因素可诱发突变 大量的突变属于自发突变，发生频率只不过在10-9左右。但由于生物基因组庞大，细胞繁殖速度快，因此它的作用是不可低估的。 实验室用来诱发突变，也是生活环境中导致突变的因素，主要有物理和化学因素。 物理因素：紫外线(ultra violet, UV)、各种辐射 UV 化学因素： 三、引起突变的分子改变类型有多种 错配 (mismatch) 缺失 (deletion) 插入 (insertion) 重排 (rearrangement) 框移 (frame-shift) DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)。 自发突变和不少化学诱变都能引起DNA上某一碱基的置换。 点突变发生在基因的编码区，可导致氨基酸改变。 （一）错配可导致编码氨基酸的改变 镰形红细胞贫血病人Hb (HbS) β亚基 N-val · his · leu · thr · pro · val · glu · · · · · · C 肽链 CAC GTG 基因 正常成人Hb (HbA)β亚基 N-val · his · leu · thr · pro · glu · glu · · · · · · C 肽链 CTC GAG 基因 镰形红细胞贫血病人 图10-29膀胱癌细胞c-ras H基因点突变，基因表达产物仅12号氨基酸的变异 （二）缺失、插入和框移突变造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变 缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。 插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。 缺失或插入都可导致框移突变 。 框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。 谷 酪 蛋 丝 5’ ……G C A G U A C A U G U C …… 丙 缬 组 缬 正常 5’ ……G A G U A C A U G U C …… 缺失C 缺失引起框移突变： （三）重组或重排常可引起遗传、肿瘤等疾病 DNA分子内较大片段的交换，称为重组或重排。 移位的DNA可以在新位点上颠倒方向反置（倒位），也可以在染色体之间发生交换重组。 由基因重排引起的两种地中海贫血基因型： DNA损伤（突变）可能造成两种结果：其一是导致复制或转录障碍（如胸腺嘧啶二聚体，DNA骨架中产生切口或断裂）；其二是导致复制后基因突变（如胞嘧啶自发脱氨基转变为尿嘧啶），使DNA 序列发生永久性改变。所以，必须通过进化使细胞拥有灵敏的机制，以识别和修复这些损伤，否则细胞无法维持正常代谢。 四、DNA损伤的修复有多种类型 修复(repairing)是对已