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第十二章 DNA生物合成（一） 主讲教师：张丽霞主讲教师：张丽霞 大庆师范学院生命科学学院大庆师范学院生命科学学院 目 录 第一节 DNA的复制（DNA指导下的DNA 合成） 第二节 DNA的损伤与修复 目的要求 1.掌握遗传信息传递的中心法则。 2.掌握DNA复制的一般规律：DNA的半保留复制、 DNA的半不连续复制的概念。 3. 了解三种大肠杆菌DNA聚合酶的催化特性及其功 用；了解原核生物DNA的复制过程。 4. 了解使DNA损伤的因素；DNA损伤的修复机制：碱 基切除修复、直接修复、重组修复及光修复的过程 及所需要的酶类；了解DNA损伤修复的意义。 中心法则 复制 DNA 1964-1970 发 现劳氏肉瘤病 毒的遗传信息 传递方式：逆 转录。 1958年， Crick提出中心法则： 遗传信息的单向流动。 复制 DNA 翻译 蛋白质 转录 逆转录 复制 RNA 复制 DNA 复制：以亲代DNA或RNA为模板，根据碱基配对的 原则，在一系列酶的作用下，生成与亲代相同的子 代DNA或RNA的过程。 几个基本概念 逆转录：以RNA为模板，在逆转录酶的作用下， 生成DNA的过程。 翻译：亦叫转译，以mRNA为模板，将mRNA的密 码解读成蛋白质的氨基酸顺序的过程。 转录：以DNA为模板，按照碱基配对原则合成 RNA，即将DNA所含的遗传信息传给RNA，形成一条 与DNA链互补的RNA的过程。 Reverse transcription 中心法则图示 中心法则总结了 生物体内遗传信 息的流动规律， 揭示遗传的分子 基础。 本章主要内容 一、DNA半保留复制的机理 二、DNA的复制规律 三、原核细胞DNA的复制过程 四、DNA复制的忠实性 五、真核细胞DNA的复制 一、DNA半保留复制的机理 n1dATP n2dGTP n3dCTP n4dTTP RNA引物 DNA模板 Mg2+ Mn2+ DNA聚合酶 DNA+（n1+n2+n3+n4)PPi 二、DNA的复制规律 以亲代DNA双链 为模板，以碱基互补 方式合成子代DNA， 这样新形成的子代 DNA中，一条链来自 亲代DNA，而另一条 链则是新合成的，这 种复制方式叫半保留 复制。 (一）、半保留复制 1、概念 1958年， Meselson 多复制眼 ，呈双向复制，多复制子。 2、冈崎片段长约200bp。 3、真核生物DNA复制速度比原核慢，速度为1000- 3000bp/min(仅为原核生物的1/20-1/50）。 7、RPA：真核生物的单链结合蛋白；RNaseH1和MF-1 切除RNA引物，DNA聚合酶填补缺口。 5、真核生物有多种DNA聚合酶。 6、真核生物线性染色体两端有端粒结构；端粒功能 是稳定染色体末段结构，防止染色体间的末端连接， 并可补偿滞后链5-末段在消除RNA引物后造成的空 缺，使染色体保持一定长度。端粒酶是含一段RNA的 逆转录酶。 2、DNA突变： DNA的核苷酸顺序永久性的改变称为DNA 的突变。其主要形式有： 点突变：DNA分子中一个碱基对替代另一个碱基对称为 点的突变。 插入作用：DNA分子中插入一个或几个碱基称为插入作 用。 缺失作用：DNA分子中缺失一个或多个碱基对称为缺失 作用。 1、DNA的损伤：某些物理化学因素，如紫外线、电 离辐射和化学诱变剂等，都有引起生物突变和致死的 作用，其机理是作用于DNA，造成DNA结构和功能的破 坏。 一、DNA的损伤与DNA突变 二、DNA突变可能导致肿瘤的发生: 着色性干皮病：对嘧啶二聚体和大的DNA损伤修复 酶的缺失而产生的一种皮肤癌。 沉默突变：突变影响非必需的DNA或突变对一个 基因的功能的影响可忽略，称为沉默突变。 回复突变：一些突变可以克服第一次突变造成的 影响，这类突变称为回复突变。 动物细胞的突变与癌的发生有强烈的相关性。 DNA损伤的修复种类 （一）光裂合酶修复 （二）切除修复 （三）重组修复 （四）易错修复 （一）光裂合酶修复 (二) 切除修复 （1）DNA糖基化酶 切除损伤的碱基产 生无碱基酸。 （2）无碱基核酸 内切酶在无碱基酸 处切开产生切口。 （3）DNA聚合酶 将无碱基酸切除并 填补缺口。 （4）DNA连接酶连 接切口。 （三） DNA的重组修复 （发生在复制后）：复制时，跳过损伤部位，新链产生缺口 由母链弥补，原损伤部位并没有切除,但在后代逐渐稀释。 （四）SOS反应和诱导修复（易错修复） SOS反应：细胞DNA受到严重损伤或DNA复制系统受 到抑制的紧急状态下，为求生存而出现的应急反应