生物化学第13章 DNA的生物合成

1、第第13章章DNA的生物合成的生物合成13.1 DNA复制的概况复制的概况 13.1.1 DNA的半保留复制 13.1.2 DNA复制的起始点和方向 13.2 原核生物原核生物DNA的复制的复制 13.2.1 参与原核生物DNA复制的酶和蛋白质 13.2.2 大肠杆菌DNA复制的起始 13.2.3 DNA链的延伸 13.2.4 复制的终止13.3 真核细胞真核细胞DNA的复制的复制 13.3.1 参与真核生物DNA复制的酶和蛋白质 13.3.2 真核生物DNA复制的过程 13.3.3 真核生物DNA复制的特点 13.4 逆转录作用逆转录作用13.5 DNA的损伤与修复的损伤与修复 13.5.1

2、 DNA损伤的产生 13.5.2 DNA损伤的修复13.6 DNA重组和重组和 克隆克隆 13.6.1 DNA的重组 13.6.2 DNA的 克隆13.1 DNA复制的概况复制的概况v现代生物学已证明：DNA是生物遗传的主要物质基础；v生物机体的遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上，表现为特定的核苷酸排列顺序，并通过DNA的复制（replication）由亲代传递给子代；v在后代的生长发育过程中，遗传信息自DNA转录转录（transcription）给mRNA，然后翻译翻译（translation）成特异的蛋白质蛋白质，以执行各种生命功能，使后代表现出与亲代相似的遗传性状； v模板：模板：

3、能提供合成一条互补链所需精确信息的核酸链；v复制：复制： 指以原来DNA分子为模板模板(template)合成出相同分子的过程；v转录：转录： 在DNA分子上合成出与其核苷酸顺序相对应的RNA的过程；v复制和转录是核酸生物合成的两种途径；复制和转录是核酸生物合成的两种途径；概概 念（念（2-1）概概 念（念（2-2）v转（翻）译：转（翻）译： 在RNA的控制下，根据核酸链上每三个核苷酸决定一个氨基酸的三联体密码（triplet code）规则，合成出具有特定氨基酸顺序的蛋白质肽链过程；v在某些情况下，RNA也可以是遗传息的基本携带者； 例如：RNA病毒能以自身核酸分子为模板进行复制,致癌RNA

4、病毒还能通过逆转录的方式将遗传信息传递给DNA；DNA合成过程中有许多措施（或机制）保合成过程中有许多措施（或机制）保证证遗传遗传的稳定性的稳定性 13.1.1 DNA的半保留复制的半保留复制 P335v自我复制自我复制（seif - replication） ： DNA是遗传信息的载体，在合成DNA时决定其结构特异性的遗传信息只能来自其本身，因此必须由原来存在的分子为模板模板合成新的分子，即自我复制自我复制；DNA的半保留复制（自我复制）是生物保持遗的半保留复制（自我复制）是生物保持遗传稳定性的重要措施之一！传稳定性的重要措施之一！ 半保留复制：半保留复制：vWatson和Crick在提出D

5、NA双螺旋结构模型时推测：在复制过程中，碱基间氢健需破裂，并使双链解旋和分开，然后每条链可作为模板，在其上合成新的互补链，结果由一条链可以形成互补的两条链；v这样新形成的两个DNA分子与原来DNA分子的碱基顺序完全一样；v每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链是新合成的，这种方式称半保留复制半保留复制； DNA的半保留复制的证明的半保留复制的证明 DNA合成的同位素示踪实验合成的同位素示踪实验 P335v1958年，Meselson和Stahl利用N同位素15N标记大肠杆菌DNA，首先证明了DNA的半保留复制；v见图13-1：15N/15N15N/14N示踪实验过程（示踪实验过程（2-1

6、）1. 让大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中生长，经过连续培养12代，使所有DNA分子标记上15N ,15N-DNA的密度比普通14N-DNA的密度大，在氯化铯密度梯度离心时，这两种DNA形成位置不同的区带（相关知识参考“核酸的超速离心”）；2. 将15N标记的大肠杆菌转移到普通培养基（含14N的氮源）中培养，经过一代之后,所有DNA的密度都介于15N-DNA和14N-DNA之间，形成DNA分子的一半含15N，另一半含14N的杂合分子；示踪实验过程（示踪实验过程（2-2）3. 两代后，14N分子和14N-15N杂合分子等量出现；4. 再继续培养， 14N-DNA分子增多；5. 当把

7、14N-15N杂合分子加热时，它们分开成14N链和15N链：v这充分证明：在DNA复制时，原来的DNA分子可被分成两个亚单位，分别构成子代分子的一半，这些亚单位经过许多代复制仍然保持完整性；vDNA的半保留复制机制可以说明DNA在代谢上的稳定性。经过许多代的复制，DNA的多核苷酸链仍可保持完整,并存在于后代而不被分解掉；证明证明DNA是半保留复制是半保留复制DNA的半保留复制确保遗传信息由亲代完整正的的半保留复制确保遗传信息由亲代完整正的传给子代传给子代vDNA的双链结构对于维持遗传物质的稳定性和复制的准确性极为重要。细胞内存在极为复杂的系统以确保DNA复制的正确进行，并纠正可能出现的误差；v

8、DNA的两条链是互补的，一条链上的核苷酸排列顺序决定另一条链上的核苷酸排列顺序。所以，DNA分子的每一条链都含有合成它的互补链所必需的全部遗传信息；vDNA与细胞其他成分相比要稳定，与它的遗传功能相符，但这种稳定性是相对的：DNA在代谢上并不是完全惰性物质，在细胞内外各种物化和生物因子作用下，会发生损伤，需要修复；在复制和转录过程中会有损耗，需进行更新；在发育和分化过中，其特定序列可能进行修饰、删除、扩增和重排；v有实验表明，老年动物DNA双链的不配对碱基数远较幼年和胚胎期多，从进化角度看，DNA处在不断变异和发展之中。 DNA的遗传稳定性是相对的的遗传稳定性是相对的13.1.2 DNA复制的

9、起始点和方向复制的起始点和方向v见后。稍后讲解。13.2 原核细胞原核细胞DNA的复制的复制 P337 （DNA指导下的指导下的DNA合成）合成）v原核生物的代表：大肠杆菌；vDNA复制过程中最基本的酶促反应是复制过程中最基本的酶促反应是4种脱氧核苷酸的种脱氧核苷酸的聚合反应；聚合反应；13.2.1 参与原核生物参与原核生物DNA复制的酶和蛋白质复制的酶和蛋白质（1）DNA聚合酶聚合酶vDNA聚合酶聚合酶：催化DNA合成的酶；v现已从大肠杆菌中分离出DNA聚合酶（见P339，表13-1）；v当有底物和模板存在时， pol使脱氧核糖核苷酸逐个加到具有3-OH末端的多核苷酸链上；v所以：DNA链是

10、从链是从5端向端向3端延长！端延长！ pol的功能的功能 P338使使DNA链沿53方向延长（DNA聚合酶活性）；由3端水解DNA链（35核酸外切酶活性），可切除错配的核苷酸，具校对功能；由5端水解DNA链（53核酸外切酶活性）可切除RNA引物；修复损伤的DNA（图13-5）；v掌握：掌握：pol的功能， polII和和III可与可与作为一种酶来掌握。DNA聚合聚合酶酶II和和III及及和（阅读） v与pol催化同一类型反应；vpol II主要参与DNA损伤的修复； pol III是主要复制酶；v见P339表13-1，2；vpol 和pol 在DNA受到严重损伤时参与修复；DNA聚合酶和所催化

11、反应的特点聚合酶和所催化反应的特点 DNADNA模板模板 DNA聚合酶和所催化反应的特点聚合酶和所催化反应的特点 以4种脱氧核糖核苷三磷酸作底物，底物，缺一不可；且不能被相应的二磷酸或一磷酸化合物和核糖核苷酸所取代； 反应需接受模板模板指导； 反应需有DNA引引物物（3-OH）存在（不能从无到有）； DNA链的生长方向为：53方向延长； 产物DNA的性质与模板相同。vDNA不能从无到有开始DNA的合成；DNA聚合酶的校对功能、修复功能和需要引物聚合酶的校对功能、修复功能和需要引物都是保证遗传稳定性的措施！都是保证遗传稳定性的措施！（2）参与原核生物）参与原核生物DNA复制的其他酶和蛋白质复制的

12、其他酶和蛋白质 P340 vRNA引物酶vDNA连接酶vDNA解旋酶v拓补异构酶v单链结合蛋白（SSB）vP341表13-3；v各酶和蛋白质功能在讲解复制过程时介绍；DNA复制过程概述复制过程概述v大肠杆菌（属原核生物）染色体DNA的复制过程可分为三个阶段： 1. 起始；起始； 2. 延长；延长； 3. 终止；终止； DNA复制详述复制详述13.2.2 大肠杆菌大肠杆菌DNA复制的起始复制的起始 P335，P342vDNA复制从其分子上固定的起点开始复制；（P335：13.1.2）（1）原核细胞DNA分子上只有一个起始点（生长点，原 点）；（2）真核细胞DNA分子上有多个起始点；复制叉（生长点

13、，复制叉（生长点，growing point ）和复制方向）和复制方向vP335：原核生物的染色体和质粒，真核生物的细胞器DNA都是环状双链分子，都在一个固定起点开始复制，复制方向多是双向，即形成两个复制叉复制叉（replication fork） 分别向两侧复制；v也有一些是单向的，只形成一个复制叉；v环状DNA在复制叉处两条链解开，各自合成其互补链，在电子显微镜下可看到复制眼形成形结构； 单向复制的方式单向复制的方式：滚环复制滚环复制（阅读）（阅读）v噬菌体X174（属病毒） DNA是环状单链分子；v它在复制过程中：1. 形成共价闭环的双链分子（cccDNA）（复制型RF）；2. 其正链由

14、A蛋白蛋白在特定位置切开,游离出一个3-OH末端, A蛋白连在5-磷酸基末端；3. 在DNA聚合酶聚合酶（DNA polymerase，pol）催化下，以环状负链为模板，从正链的3-OH末端加入脱氧核苷酸，使链不断延长，通过滚动而合成出新的正链； 4. 合成一圈后，露出切 口序列，A蛋白再次 将其切开，并连在 切出的5-磷酸基末 端，游离出单位长 度噬菌体环状单链 DNA分子；13. 2. 3 DNA链的延伸链的延伸 P343vDNA的两条链都能作为模板同时合成出两条新互补链；vDNA分子的两条链反向平行：一条链走向为53，另一条链为35；v所有已知DNA聚合酶的合成方向都是53，DNA在复制

15、时两条链如何同时作为模板合成其互补链？v日本学者冈崎冈崎等提出了DNA的不连续复制模型； 后随链后随链 一、解链一、解链 P3401. 亲代DNA首先由DNA解螺旋酶解螺旋酶将双链解开解开，产生的拓 扑张力由拓扑异构酶拓扑异构酶 释放；2. 分开的链由单链结合蛋白（单链结合蛋白（SSB）稳定；v之后前导链前导链与后随链后随链的合成有所不同；v前导链：前导链：以35走向的DNA链为模板链，与复制叉移动方向一致，以53方向连续合成的DNA链 ，称；v开始合成后通常一直继续下去， 合成与复制叉的移动保持同步；二、前导链合成二、前导链合成前导链的合成步骤前导链的合成步骤1. 先由引物酶引物酶和几种蛋白

16、质形成的引发体引发体在起点处合成一段RNA引物引物（比冈崎片段的引物略长一些，约10-60个核苷酸）； 2. 随后，DNA聚合酶聚合酶 在引物上加入脱氧核糖单核苷酸； 引物酶、引发体引物酶、引发体 P340，3431. 引发：引发：RNA引物的合成；引物的合成；2. 引物酶（引发酶）引物酶（引发酶）（primase，Dna G蛋白）： 催化合成RNA引物引物的酶，合成方向是53；3. 引发体：引发体：引物酶和几种蛋白质组成；引物酶和几种蛋白质组成； 三、后随链合成三、后随链合成v后随链：后随链：随着复制叉的移动，形成许多不连续的片段(冈崎片段冈崎片段），最后连成一条完整DNA链，该链称 ；v后

17、随链的合成是不连续的；冈崎片段和冈崎片段和半不连续复制半不连续复制 P343v冈崎片段：冈崎片段： 以53为模板链合成35走向的DNA链是由许多53方向合成的 DNA片段连接起来的，这些片段称；v半不连续复制：半不连续复制： 当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链是不连续的，因此称（semidiscontinuous replication）；后随链的合成步骤后随链的合成步骤1. 引物酶引物酶先与6种蛋白质形成引发体引发体；2. 不断合成冈崎片段的RNA引物，引物，引物长度约几个核苷 酸至10多个核苷酸； 3. DNA聚合酶在引物的3端开始合成与模板链互补的冈崎冈崎片段片段；4. DNA聚合

18、酶(,5 3 外切酶活性)将RNA引物切除；5. 由连接酶连接酶将冈崎片段连接起来； DNA连接酶连接酶 P340,P341图13-8vDNA聚合酶只能催化多核苷酸链延长反应，不能使各冈崎片段连接成完整的后随链；vDNA连接酶（连接酶（DNA ligase）： 催化双链DNA切口处5-磷酸基和3-OH生成磷酸二酯 键连接反应需要能量连接反应需要能量：(1) 大肠杆菌和其他细菌的DNA连接酶以NAD+作为能量；(2) 动物细胞和噬菌体的连接酶以ATP作为能量；大肠杆菌大肠杆菌DNA连接酶（阅读）连接酶（阅读）v大肠杆菌DNA连接酶要求断开的两条链由互补链将它们聚在一起，形成双螺旋结构，它不能将两

19、条游离的DNA分子连接起来；v连接酶缺陷的大肠杆菌变异株中DNA片段积累，对紫外线敏感性增加；vDNA连接酶在DNA的复制、修复和重组等过程中均起重要的作用； DNA链的连接链的连接 两条链合成总结两条链合成总结1.延伸阶段同时进行前导链前导链和后随链后随链的合成；2.两条链合成都由DNA聚合酶聚合酶催化；3.前导链前导链持续合成，合成方向： 53 ；后随链后随链先合成冈崎片段冈崎片段，再由连接酶连接酶连接冈崎片段。冈崎片段合成方向： 53 ；4.DNA链（包括冈崎片段）合成起始需要RNA引物引物，由引引物酶物酶催化合成，合成结束后由DNA聚合酶切除；半不连续复制模型的实验证明半不连续复制模型

20、的实验证明（证明（证明冈崎片段的存在）冈崎片段的存在）2-1阅读阅读v1968年，冈崎等用3H-脱氧胸苷标记噬菌体T4感染的大肠杆菌，然后通过碱性密度梯度离心法分离标记的DNA产物，发现短时间内首先合成的是较短的DNA片段，接着出现较大的分子，最初出现的DNA片段长度约为1000个核苷酸左右，即称冈崎片段冈崎片段(Okazaki fragment)，用DNA连接酶变异（在某温度下其连接酶不起作用）的温度敏感株进行实验，有大量DNA片段积累；半不连续复制模型的实验证明半不连续复制模型的实验证明（证明（证明冈崎片段的存在）冈崎片段的存在） 2-2v实验说明：在DNA复制过程中首先合成较短的片段，然

21、后再由连接酶连成大分子DN A；v从大肠杆菌中分离出冈崎片段之后，许多实验室的研究进一步证明，DNA的不连续合成不只限于细菌，真核生物染色体DNA的复制也是如此； 放射自显影实验：阐明了大肠杆菌染色体放射自显影实验：阐明了大肠杆菌染色体DNA是是一个环状分子，以半保留方式进行复制（一个环状分子，以半保留方式进行复制（阅读阅读）v1963年Cairns用放射自显影（autoradiograph）的方法第一次观察到完整的正在复制的大肠杆菌染色体DNA：放射自显影实验过程放射自显影实验过程v他将3H脱氧胸苷标记大肠杆菌DNA，然后用溶菌酶把细胞壁消化掉，使完整的染色体DNA释放出来，铺在一张透析膜上

22、，在暗处用感光乳胶覆盖于干燥了的表面上,放置若干星期，在这期间，3H由于放射性衰变而放出粒子，使乳胶曝光生成银粒；v显影以后，银粒黑点轨迹勾画出DNA分子的形状，黑点数目代表了3H在DNA分子中的密度。把显影后的片子放在光学显影镜下可观察到大肠杆菌染色体的全貌：复制的速度（阅读）复制的速度（阅读）1 原核生物：原核生物：v利用放射自显影方法测定，细菌DNA的复制叉移动速度约50000bp（碱基对）/min；v大肠杆菌染色体完成复制通常约需40min，但在丰富培养基中约20min即可分裂一次；v实验分析结果表明，复制叉前进速度比较恒定，复制速度取决于起始频率。在丰富培养基中，大肠杆菌染色体一轮复

23、制尚未完成，起点已开始第二轮复制，因此一个染色体可以不只2个生长点。2 真核生物：真核生物：v真核生物染色DNA的复制叉移动速度比原核生物慢得多，约为10003000bp/min。因为真核生物的染色体具有复杂的高级结构，复制时需解开核小体，复制后重新形成核小体。高等真核生物一般复制单位长度是100 200 kb(千碱基)，低等真核生物每一复制单位在30 60min内复制完毕。由于各复制子发动复制的时间有先后，就整个细胞而言，通常完成染色体复制时间要用6-8 h。 13.2.4 复制的终止复制的终止 P345v细菌环状染色体的两个复制叉向前推移，最后在终止区（terminus regino）相遇

24、并停止复制。v终止子：终止子：复制叉上连续排列的终止复制的序列。 DNA复制过程总结复制过程总结生物体为何用如此复杂的机制来复制生物体为何用如此复杂的机制来复制DNAv为了保持DNA复制的高度忠实性（遗传稳定性）！vDNA聚合酶具有校对功能：它在每引入 1 个核苷酸后都要复查一次，碱基配对无误才继续往下聚合；v所以，它不能从无到有合成新链，在未核实一个核苷酸是否处于正确配对状态前不会进行聚合反应；vRNA聚合酶没有校对功能，因此不需引物。RNA引物都是从新开始合成的，它的错配可能性大，在完成引物功能后即被删除，而代之以高保真的DNA链。 生物体为何用如此复杂的机制来复制生物体为何用如此复杂的机

25、制来复制DNA13.3 真核生物真核生物DNA的复制的复制（DNA指导下的指导下的DNA合成）合成）vP345，选学。v真核生物的DNA通常都与组蛋白构成核小体，以染色质的形式存在于细胞核中；v其复制基本过程与原核生物相似，但过程更复杂，两者参与复制的蛋白质和酶也不同；v学习重点：原核。To13.3.1 参与真核生物参与真核生物DNA复制的蛋白质和酶复制的蛋白质和酶v选学。v参与真核生物DNA合成的酶和蛋白质比原核生物的要复杂；主要的酶和蛋白质基本相同； 真核生物的真核生物的DNA聚合酶聚合酶v真核生物有多种DNA聚合酶聚合酶；从哺乳动物细胞中分出5种DNA聚合酶，分别以、来命名；v真核生物D

26、NA聚合酶和细菌DNA聚合酶基本性质相同：均以4种脱氧核糖核苷三磷酸为底物，需Mg2+激活，聚合时须有模板和引物3-OH存在，链的延伸方向为53。v细胞核染色体的复制由DNA聚合酶和DNA聚合酶共同完成； 参与参与DNA复制的其他酶和蛋白质复制的其他酶和蛋白质v复制过程中牵涉到的酶和蛋白质甚为复杂，其结构及作用机制尚不明确；1.DNA松弛酶：功能是催化DNA螺旋松弛；2.DNA解旋酶：也称DNA解链酶，功能是解螺旋3.引发酶：又称引物合成酶，功能是催化引物合成的酶。引发酶在DNA模板的起始点，按碱基配对原则沿53方向合成小分子RNA引物；4.复制蛋白A：5.复制因子：1333 真核生物真核生物

27、DNA复制的特点复制的特点 P350v原核生物和真核生物DNA复制的基本过程是相似的，但也有一些明显的差别：v详见P350。（1）原核生物和真核生物DNA复制的共同点 P350 均为半保留复制；均为半不连续复制；均需要解旋酶解开双螺旋，并由SSB同单链区结合；均需要拓扑异构酶消除解螺旋形成的扭曲张力；均需要RNA引物；新链合成均有校对机制；复制可以朝一个方向，也可向两个方向进行； 两条链都从5端向3端延伸；复制有多种机制，即使在同一细胞里，也可因环境酶的丰富程度、温度、营养等条件的不同而具有不同的起始机制和链延长的方式。（2）原核生物和真核生物DNA复制的主要差别原核生物为单起点复制，真核生物

28、为多起点复制。原核生物的复制子大而少，真核生物的复制子小而多；原核生物复制叉移动速度为900nts ，真核生物复制叉移动速度为50nts；v真核生物复制叉移动速度虽较慢但复制总速度可能比原核生物更快；原核生物冈崎片段的大小为10002000nt，真核生物冈崎片段的大小为100200nt；（2）原核生物和真核生物DNA复制的主要差别原核细胞DNA聚合酶与真核细胞DNA聚合酶有差别。真核细胞的DNA聚合酶和蛋白质因子的种类比原核细胞多，引物酶活性由DNA pol的两个小亚基承担；原核细胞在第一轮复制还没有结束时，就可在复制起始区启动第二轮复制，真核细胞复制有复制许可因子控制，复制周期不可重叠；原核

29、生物的DNA为环形分子，DNA复制时不存在未端会缩短的问题，真核生物的DNA为线形分子，DNA复制时未端会缩短，需要端粒酶端粒酶解决线形DNA的未端复制问题； （3） DNA复制与核小体组装（阅读）v真核生物的染色体结构复杂，其DNA与组蛋白构成核小体，DNA缠绕于组蛋白核心外，每个核小体上的DNA相当于两个负超螺旋。复制时的冈崎片段恰好相当于一个核小体DNA长度；vDNA复制时，组蛋白需同步合成，并与DNA组装成核小体。关于二者合成速度的协调和组装成核小体的机制目前所知甚少。v近年关于组蛋白的三维结构及其与DNA结合的机制已取得一些研究成果。（4）原核生物和真核生物DNA复制调控的比较（阅读

30、）v原核生物DNA复制的速率与其生长环境有关，迅速增殖的细胞通常在一次复制尚未完成的情况下，即可开始另一次复制，但复制叉上DNA链的延伸速度基本恒定；v真核生物DNA复制的调控至少有3个层次：1.细胞周期水平的调控2.染色体水平的调控3.复制子水平的调控v详细内容：阅读有关的参考书。 端粒端粒 P351v真核生物的线性染色体的末端DNA称为端粒端粒；v真核生物的线性线性DNA复制时，后随链最后一个冈崎片段的RNA引物被切除后，对应引物的一段模板链成为单链，其缺口的另一侧不存在核苷酸片段的3-OH，缺口无法用DNA聚合酶填补。随后，模板链的单链部分被水解，因此，随着DNA的复制，染色体的长度会缩

31、短；v染色体末端端粒端粒结构：一条链由重复序列TTTTGGGG 组成，称TG链。另一条链由重复序列AAAACCCC组成，称AC链，这些重复序列的少量丢失，不会伤及基因结构。但若端粒缩短到一定程度，细胞会停止分裂； 端粒酶端粒酶 P352v端粒酶是端粒酶是一种核糖核蛋白（RNA和蛋白质），在所有真核细胞中都可能存在；v当复制叉到达线性染色体末端时，复制过程在端粒酶端粒酶作用下完成；v端粒的缩短或缺失会导致细胞的衰老和死亡；v癌细胞的端粒酶活力明显增高；v研究端粒和端粒酶，对于衰老机制的探索有重要意义，也可能为癌症的治疗提供新途径 。 端粒的复制端粒的复制 P252v端粒酶RNA部分有一段序列与端

32、粒TG链突出的3-末端互补，端粒酶以其RNA为模板在端粒TG链3-末端添加脱氧核苷酸，使端粒TG链延长一小段，随后，端粒酶移动位置，继续加长TG链直到达到细胞所需长度。v被延长的TG链可以作为合成冈崎片段的模板使端粒成双链。复制的准确性高于转录和转译过程复制的准确性高于转录和转译过程13.4 逆转录作用（逆转录作用（RNA指导的指导的DNA合成）合成） P353v以RNA为模板，按照RNA中的核苷酸顺序合成DNA；v因与转录作用相反，遗传信息流从RNA到DNA，故称逆转录；v催化逆转录反应的酶最初是在致癌RNA病毒中发现的,称逆（反）转录酶逆（反）转录酶。 逆逆转录酶或反转录酶（转录酶或反转录

33、酶（RNA指导的指导的DNA聚合聚合酶）酶）v逆转录酶和所催化反应的特点：1.以4种三磷酸脱氧核苷为底物；2.有模板（RNA）和引物；3. 能生成与病毒RNA(模板)碱基序列互补的DNA，DNA链延长方向：53；逆转录病毒逆转录病毒v含有逆转录酶的病毒，如致癌RNA病毒；v病毒感染细胞后，通过逆转录酶生成与病毒RNA碱基序列互补的DNA，并整合到宿主细胞的染色体DNA中，可随细胞增殖而传递至子代细胞。逆转录的生物学意义逆转录的生物学意义1.逆转录过程的发现是对中心法则的冲击；2.逆转录过程揭示了DNA和RNA之间的关系；3.逆转录病毒能够转导宿主的染色体DNA序列；4.逆转录过程的发现有助于人

34、们对病毒致癌机制的了解，对防治肿瘤提供了线索和途径；5.逆转录病毒经过改造，可成为理想的信息载体，即成为向细胞内引入外源遗传信息的工具。 13.5 DNA的损伤与修复的损伤与修复 P35413.5.1 DNA损伤的产生损伤的产生v一些理化因子，如紫外线、电离辐射和化学诱变剂等，能使细胞DNA受到损伤而引起生物的突变或致死；13.5.2 DNA损伤的修复损伤的修复 P355v细胞能在一定条件下使DNA的损伤得到修复；v掌握：光复活修复机理。掌握：光复活修复机理。（1）直接修复）直接修复v包括光复活修复和单个酶催化的直接修复；光复活光复活修复：紫外光照射使DNA链中相邻嘧啶形成胸腺嘧啶二聚体，使DNA的复制和转录功能受到阻碍，需除去；v可见光能激活光复活酶，使之分解二聚体；单个酶催化直接修复： （ 选学）v在酶催化下，改变修饰碱基的结构，使其恢复为正常碱基； 暗过程修复系统： （ 选学）1）专一内切酶在靠近二聚体处切断单链DNA；2）DNA聚合酶利用完整互