DNA的复制和修复.ppt

3?5?5?5?3?3?3?5滚环复制的过程3?-OH5?-P5??5?3?3?5?D环复制(D-loopreplication)：是线粒体DNA(mitochondrialDNA，mtDNA)的复制形式。dNTPDNA-polγ第四节DNA的损伤（突变）与修复由自发的或环境的因素引起DNA一级结构的任何异常的改变称为DNA的损伤，也称为突变（mutation）。常见的DNA的损伤包括碱基脱落、碱基修饰、交联，链的断裂，重组等。一、突变的意义（一）突变是进化、分化的分子基础（二）突变导致基因型改变（三）突变导致死亡（四）突变是某些疾病的发病基础（一）自发因素：1.自发脱碱基：由于N-糖苷键的自发断裂，引起嘌呤或嘧啶碱基的脱落。每日可达近万个核苷酸残基。2.自发脱氨基：胞嘧啶自发脱氨基可生成尿嘧啶，腺嘌呤自发脱氨基可生成次黄嘌呤。每日可达几十到几百个核苷酸残基。3.复制错配：由于复制时碱基配对错误引起的损伤，发生频率较低。二、引起突变的因素E.Coli的DNA聚合酶真核生物的DNA聚合酶DNA聚合酶水解引物并填补空隙4DNA连接酶连接冈崎片段第二节DNA生物合成过程DNA复制的起始阶段，由下列两步构成。1．解旋解链，形成复制叉：由拓扑异构酶和解链酶作用，使DNA的超螺旋及双螺旋结构解开，碱基间氢键断裂，形成两条单链DNA。单链DNA结合蛋白（SSB）四聚体结合在两条单链DNA上，形成复制叉。一、复制的起始2．引发体组装和引物合成：由解螺旋酶(DnaB蛋白)、DnaC蛋白、引物酶(DnaG蛋白)和DNA复制起始区域形成引发体；在引物酶的催化下，以DNA为模板，合成一段短的RNA片段，从而获得3端自由羟基（3-OH）。二、复制的延长复制的延长指在DNA聚合酶催化下，以3’→5’方向的亲代DNA链为模板，从5’→3’方向聚合子代DNA链。其化学本质是dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，磷酸二酯键不断生成。在原核生物中，参与DNA复制延长的是DNA聚合酶Ⅲ；而在真核生物中是DNA聚合酶δ。535dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH33DNA-polDNA复制的延长过程领头链的合成过程随从链的合成过程DNA聚合酶Ⅲ催化领头链和随从链同时合成DNA复制过程简图三、复制的终止在复制过程中形成的RNA引物，需由RNA酶来水解去除；RNA引物水解后遗留的缺口，由DNA聚合酶Ⅰ（原核生物）或DNA聚合酶?（真核生物）催化延长缺口处的DNA，直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。（一）去除引物，填补缺口：在DNA连接酶的催化下，生成最后一个磷酸酯键，将冈崎片段连接起来，形成完整的DNA长链。（二）连接冈崎片段：5?5?5?RNA酶OHP5?DNA-polⅠdNTP5?5?PATPADP+Pi5?5?DNA连接酶随从链上不连续性片段的连接DNA复制的过程端粒（telomere）是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分，通常膨大成粒状。（三）真核生物端粒的形成：功能?维持染色体的稳定性?保证DNA复制的完整性端粒的结构特点?由末端单链DNA序列和蛋白质构成。?末端DNA序列是多次重复的富含G、T碱基的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG…线性DNA在复制完成后，其末端由于引物RNA的水解而可能出现缩短。故需要在端粒酶（telomerase）的催化下，进行延长反应。5?3?3?5?5?3?3?5?端粒酶(telomerase)端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体，它可以其RNA为模板，通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。端粒酶的分子结构端粒酶RNA(humantelomeraseRNA,hTR)端粒酶协同蛋白(humantelomeraseassociatedprotein1,hTP1)端粒酶逆转录酶(humantelomerasereversetranscriptase,hTRT)端粒酶的组成端粒酶(telomerase)的作用机制——爬行模型端粒酶的爬行模型（动画演示）人的生殖细胞和癌细胞中，可以检测到端粒酶活性；而在多数的体细胞中，未检测到端粒酶活性(Kimetal,1994Science)。在人的永生化细胞中抑制端粒酶的活性，将导致端粒缩短并最终导致细胞死亡(Herbertetal1999PNAS)在多数人的体细胞中，端粒随着细胞传代而渐