dna的复制和修复-2

六、真核生物 DNA的复制（一）参与复制的酶及蛋白质因子1. DNA聚合酶： pol 、 、 、 、 （ I） （ IV） （ M） （ III） （ II）位置 细 胞核 细 胞核 线 粒体 细 胞核 细 胞核亚 基数目 4 1 2 2 135 外切 酶 - - + + +引物合成 酶 + - - - -持 续 合成能力 中等 低 高 有 PCNA时 高 高准确性 高 低 高 高 高功能 引物合成 修复 线 粒体 DNA合成 核 DNA合成 修复2. 复制体的组成（与原核生物相比较）真核生物复制酶 pol/ 进行性因子 增殖细胞核抗原（ PCNA）夹子装置器 RF-C(replication factor C)引物合成酶 pol去除引物 RNaseH1 和 MF-1（ 53外切酶）滞后链修复 pol 和 DNA连接酶 消除拓扑张力 拓扑异构酶 解螺旋酶 T抗原单链结合 RP-A( replication protein A)SSBDnaB旋转酶pol 和 DNA连接酶polDnaG复合物夹子pol原核生物A schematic view of the major components at the eukaryotic replication fork.MF-1（单链结合蛋白）（复制酶） （夹子）（夹子装置器）（拓扑异构酶）（解旋酶）（引物合成酶）（ DNA连接酶 ）Structure of the PCNA homotrimer. Note that the trimeric PCNA ring of eukaryotes is remarkably similar to its prokaryotic counterpart, the dimeric sliding clamp.（二）真核生物 DNA复制过程 真核与原核生物在复制过程上的相同之处：-半不连续复制；-具有相似的起始、延伸等过程。原核生物 真核生物复制子 1个 多个起始点 1个（可连续启动复制） 多个延伸速度 105bp/min 10003000bp/min冈崎片段 10002000个核苷酸 100200个核苷酸引发策略 引物合成酶催化合成引物 pol催化合成引物和寡聚脱氧核苷酸延伸策略 由 pol 异源二聚体催化前导链和滞后链的合成 两个 pol分别催化 前导链和滞后链的 合成2. 真核与原核生物 DNA复制一般特点的比较（三）端粒及端粒的合成1. 端粒（ telomere）真核生物线性染色体末端的特殊结构，由许多成串短的重复顺序组成，具有稳定染色体末端结构的功能。四膜虫 TTGGGG(仅列一条链的序列 )人 TTAGGG2. 端粒酶（ telomerase）含有 RNA链的逆转录酶，它以所含 RNA为模板来合成 DNA端粒结构。3. 端粒的合成端粒酶结合到端粒的 3末端上，酶分子中RNA链 5 末端识别 DNA 3末端并互补配对。以RNA链为模板使 DNA链延伸，合成一个重复单位后再向前移动一个单位。 3单链可回折作为引物，合成其互补链。(a)Telomeres on human chromosomes consist of the hexanucleotide sequence TTAGGG repeated between 1000 and 1700 times. (b) Like other telomerases, human telomerase is a ribonucleoprotein.Problem posed in the replication of linear DNA : the end of one daughter strand will be shortened after each round of replication. Synthesis of telomeric DNA by telomerase extends the 3-end.七、生物体 DNA复制的基本特点 复制方式为半保留复制。 复制起始于特定位置；原核生物、病毒是单复制子，具一个复制起点；真核生物是多复制子，具多个复制起点。 复制有单向和双向复制（后者更为常见）。 复制时， DNA链由 53 延伸，需 RNA引物，复制过程为半不连续复制。第二节 DNA的损伤及修复 导致 DNA损伤的因素生物因素：物理因素：化学因素：复制错误等。紫外线电离辐射如： HNO2烷化剂可使 同一条链上相邻嘧啶形成嘧啶二聚体 （ TT, CT, CC） 打断 DNA双链或单链，破坏碱基使碱基脱氨基， AI, CU， 造成碱基错配可 导致碱基错配、 DNA交联、碱基脱嘌呤等修复系统 错配修复 直接修复 切除修复 重组修复 倾错修复（一）错配修复（ mismatch repair）定义：复制后的 DNA在短时间内 GATC序列是半甲基化的，一旦发现错配碱基，包括错配碱基在内的未甲基化的新链可被切除，并以甲基化的链为模板进行修复合成。（二）直接修复某些损伤的核苷酸和错配的碱基可以被某些蛋白质识别和修复，这些蛋白质为了能够找出特别损伤部位可以连续监测 DNA。 这些蛋白质不切断 DNA或切除碱基而是直接实施修复，这样的损伤修复机制称为 直接修复。可见光激活光复活酶，其可以分解由于紫外线照射形成的嘧啶二聚体，恢复 DNA的正常结构。光复活修复（ photoreactivation repair）此修复方式从低等生物到鸟类皆有，在植物中比较重要。DNA is distorted at the site of T-T dimer.通过光复活酶修复胸腺嘧啶二聚体的过程（三）切除修复 (excision repair)v定义：v 包括：碱基切除修复（ base-excision repair）核苷酸切除修复（ nucleotide-excision repair）在一系列酶的作用下，将 DNA分子中受损伤部分切除掉，并以完整链的一条链为模板，合成切去的部分，使 DNA恢复正常结构的过程。（四）重组修复v定义：含有嘧啶二聚体或其他结构损伤的 DNA进行复制时，子代 DNA链在损伤部位出现缺口。通过遗传重组，从完整的母链上将相应的片段移至子链的缺口处，然后用再合成的多核苷酸链补上母链的空缺。（五）应急反应 (SOS)和易错修复许多可造成 DNA损伤或抑制复制的处理均能引起一系列复杂的诱导反应，称为 SOS反应。 1. 应急反应包括：DNA损伤修复诱变效应细胞分裂的抑制溶原性细菌释放噬菌体（细胞癌变也与 SOS反应有关）倾错的 DNA聚合酶 IV、 V避免差错的修复（error free repair）倾向差错的修复（error prone repair）2. SOS反应诱导的修复系统错配修复、直接修复、切除修复、重组修复3. SOS反应机制由 Rec A蛋白和 LexA阻遏物相互作用引起的。4. SOS反应的意义SOS反应包括两方面： DNA修复 和 导致变异 。修复可使 DNA恢复正常结构，而变异可增加物种生存的机会，在进化中是十分有意义的。第三节 RNA指导下的 DNA的合成逆转录作用（ reverse transcription）是以 RNA为模板，即按照 RNA中的核苷酸顺序合成 DNA的过程。 1964 年， Temin 提出前病毒学说，即在致癌RNA病毒的感染过程中存在一个