复制修复与逆转录课件

复制修复与逆转录复制修复与逆转录1DNA的损伤与修复一、DNA损伤生物因素或理化因素作用下DNA的结构与功能遭破坏。生物因素：DNA重组、病毒基因组的整合等理化因素：紫外线、电离辐射、化学诱变剂等DNA损伤突变突变是进化、分化的分子基础；也是某些疾病的发病基础；还有致死性的突变。DNA的损伤与修复2DNA损伤类型DNA损伤类型3二、损伤的修复

光修复切除修复错配修复重组修复SOS修复二、损伤的修复41、光修复光修复酶(Photolyases)利用吸收光产生的能量使嘧啶二聚体转为单体。大多生物有光修复酶，但高等动物无此酶，被其它修复系统取代。1、光修复52、切除修复在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，并以完整的那一条链为模板，合成出切去部分，DNA恢复正常结构。参与的酶有(细菌)核酸内切酶，DNApolⅠ,DNA连接酶人类着色性干皮病：对紫外线照射敏感，易发生皮肤癌，由于切除修复系统障碍，缺乏特异核酸内切酶。2、切除修复6复制修复与逆转录课件73、错配修复DNA在复制过程中发生错配，新链被校正，则信息恢复。大肠杆菌中参与错配修复的蛋白至少12种如何区分新链和旧链？甲基化酶——使DNA链某些部位甲基化刚合成的新链短期内未甲基化，区分于旧链，切除新链部分，以旧链为标准重新补缺。3、错配修复8复制修复与逆转录课件9复制修复与逆转录课件10复制修复与逆转录课件114、重组修复复制后修复重组蛋白RecA，RecBCD，DNApolⅠ，连接酶4、重组修复复制后修复125、SOS修复能诱导修复的应急反应，引起DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制、细胞的癌变等。Weigle效应（19世纪50年代）修复系统抑制了细胞的分裂作用机理基因recAlexA

蛋白RecALexA避免差错的修复（诱导前几种修复有关的酶和蛋白的产生）倾向差错的修复（诱导产生缺乏校对功能的聚合酶）5、SOS修复避免差错的修复（诱导前几种修复有关的酶和蛋白的13LexA为阻遏蛋白，阻遏SOS有关基因及recA基因，但仍有少量RecA存在，当诱导条件产生（DNA损伤），则：诱导信号RecA激活水解LexA各种基因表达当条件消失，RecA失活，基因关闭LexA为阻遏蛋白，阻遏SOS有关基因及recA基因，但仍有14SOS的诱导信号：并非所有DNA损伤都能诱导SOS反应，能在细菌中诱导SOS反应的作用剂对高等动物往往是致癌的，如X-射线，紫外线，烷化剂，黄曲霉素等。细胞修复系统缺损与癌症有一定关系

切除修复缺损着色性干皮病(XerodermaPigmentosumXp)

错配修复缺损遗传性非息肉结肠癌(HereditaryNonpolyposisColorectalCancerHPCC)SOS的诱导信号：细胞修复系统缺损与癌症有一定关系15逆转录病毒（Retrovirus）和逆转录酶（reversetranscriptase,RT）逆转录酶的发现病毒

1958年Crick的中心法则:

Temin发现放线菌素D抑制肿瘤病毒RNA复制.提出前病毒假说逆转录酶的发现:Temin、Baltimore等1970年分别于劳氏肉瘤病毒和鼠白血病病毒中找到逆转录酶。逆转录病毒往往是能引起肿瘤的RNA病毒（劳氏肉瘤病毒、鸟类成髓细胞白血病病毒等）DNA病毒RNA病毒DNARNA蛋白质

复制逆转录病毒（Retrovirus）DNA病毒DNA16复制修复与逆转录课件171、逆转录酶：模板(RNA)、引物(宿主tRNA)、底物(dNTP)、二价阳离子延长方向（5’3’）需要还原剂（保护酶的-SH）2、逆转录病毒基因组两条相同的（+）RNA链组成具帽子和尾部结构3、逆转录酶不仅普遍存在于RNA病毒中，哺乳动物的胚胎细胞和正在分裂的淋巴细胞中也有反转录酶。1、逆转录酶：2、逆转录病毒基因组3、逆转录酶不仅普遍存在于18+RNA+DNA-RNA+DNA-DNA+４、逆转录过程

（以前病毒形式引起整合到宿主细胞DNA中而使细胞恶性转化）

单链病毒RNA

RNA-DNA杂交分子双链DNA（前病毒）

逆转录酶逆转录酶５、逆转录酶是多功能酶，兼有3种酶的活性：RNA指导的DNA聚合酶活性DNA指导的DNA聚合酶活性核糖核酸酶H的活性，专一水解RNA-DNA杂交分子中的RNA，可沿5’3’和3’5’两个方向起核酸外切酶的作用。逆转录酶也和DNA聚合酶一样，沿5’3’方向合成DNA，并要求短链RNA作引物。+RNA+DNA-RNA+DNA-DNA+４、逆转录过程（19６、逆转录酶的应用遗传工程技术中一种重要的工具酶。人工合成的聚核苷酸或真核生物的mRNA可作为此酶的模板几乎所有真核生物mRNA分子的3‘末端都有一段polyA,当加入寡聚dT作为引物时，mRNA就可作为模板，在逆转录酶催化下在体外合成与其互补的DNA，称为cDNA。由此可构建出cDNA文库，从中筛选特异的目的基因６、逆转录酶的应用遗传工程技术中一种重要的工具酶。20逆转录病毒的生活周期逆转录病毒的生活周期21复制修复与逆转录课件22人类免疫缺陷病毒HumanImmunedeficiencyVirus1988年正式命名传染源：病人或无症状携带者传播途径：性感染、血源性感染、垂直感染感染T淋巴细胞后即杀死细胞，造成宿主机体免疫系统损伤，引起艾滋病（acquiredimmunodeficiencysyndrome,AIDS）人类免疫缺陷病毒1988年正式命名传染源：病人或无症23HIV模型图脂双层膜gp120gp41包膜糖蛋白p24衣壳蛋白p14内膜蛋白p7核衣壳蛋白逆转录酶蛋白酶整合酶HIV模型图脂双层膜gp120gp41包膜糖蛋白p24衣壳蛋24复制修复与逆转录课件25人类嗜T细胞病毒共有两种型别HTLV-IHTLV-IIHumanT-cellLymphotropicVirus人类嗜T细胞病毒共有两种型别HumanT-cellLym26复制修复与逆转录复制修复与逆转录27DNA的损伤与修复一、DNA损伤生物因素或理化因素作用下DNA的结构与功能遭破坏。生物因素：DNA重组、病毒基因组的整合等理化因素：紫外线、电离辐射、化学诱变剂等DNA损伤突变突变是进化、分化的分子基础；也是某些疾病的发病基础；还有致死性的突变。DNA的损伤与修复28DNA损伤类型DNA损伤类型29二、损伤的修复

光修复切除修复错配修复重组修复SOS修复二、损伤的修复301、光修复光修复酶(Photolyases)利用吸收光产生的能量使嘧啶二聚体转为单体。大多生物有光修复酶，但高等动物无此酶，被其它修复系统取代。1、光修复312、切除修复在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，并以完整的那一条链为模板，合成出切去部分，DNA恢复正常结构。参与的酶有(细菌)核酸内切酶，DNApolⅠ,DNA连接酶人类着色性干皮病：对紫外线照射敏感，易发生皮肤癌，由于切除修复系统障碍，缺乏特异核酸内切酶。2、切除修复32复制修复与逆转录课件333、错配修复DNA在复制过程中发生错配，新链被校正，则信息恢复。大肠杆菌中参与错配修复的蛋白至少12种如何区分新链和旧链？甲基化酶——使DNA链某些部位甲基化刚合成的新链短期内未甲基化，区分于旧链，切除新链部分，以旧链为标准重新补缺。3、错配修复34复制修复与逆转录课件35复制修复与逆转录课件36复制修复与逆转录课件374、重组修复复制后修复重组蛋白RecA，RecBCD，DNApolⅠ，连接酶4、重组修复复制后修复385、SOS修复能诱导修复的应急反应，引起DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制、细胞的癌变等。Weigle效应（19世纪50年代）修复系统抑制了细胞的分裂作用机理基因recAlexA

蛋白RecALexA避免差错的修复（诱导前几种修复有关的酶和蛋白的产生）倾向差错的修复（诱导产生缺乏校对功能的聚合酶）5、SOS修复避免差错的修复（诱导前几种修复有关的酶和蛋白的39LexA为阻遏蛋白，阻遏SOS有关基因及recA基因，但仍有少量RecA存在，当诱导条件产生（DNA损伤），则：诱导信号RecA激活水解LexA各种基因表达当条件消失，RecA失活，基因关闭LexA为阻遏蛋白，阻遏SOS有关基因及recA基因，但仍有40SOS的诱导信号：并非所有DNA损伤都能诱导SOS反应，能在细菌中诱导SOS反应的作用剂对高等动物往往是致癌的，如X-射线，紫外线，烷化剂，黄曲霉素等。细胞修复系统缺损与癌症有一定关系

切除修复缺损着色性干皮病(XerodermaPigmentosumXp)

错配修复缺损遗传性非息肉结肠癌(HereditaryNonpolyposisColorectalCancerHPCC)SOS的诱导信号：细胞修复系统缺损与癌症有一定关系41逆转录病毒（Retrovirus）和逆转录酶（reversetranscriptase,RT）逆转录酶的发现病毒

1958年Crick的中心法则:

Temin发现放线菌素D抑制肿瘤病毒RNA复制.提出前病毒假说逆转录酶的发现:Temin、Baltimore等1970年分别于劳氏肉瘤病毒和鼠白血病病毒中找到逆转录酶。逆转录病毒往往是能引起肿瘤的RNA病毒（劳氏肉瘤病毒、鸟类成髓细胞白血病病毒等）DNA病毒RNA病毒DNARNA蛋白质

复制逆转录病毒（Retrovirus）DNA病毒DNA42复制修复与逆转录课件431、逆转录酶：模板(RNA)、引物(宿主tRNA)、底物(dNTP)、二价阳离子延长方向（5’3’）需要还原剂（保护酶的-SH）2、逆转录病毒基因组两条相同的（+）RNA链组成具帽子和尾部结构3、逆转录酶不仅普遍存在于RNA病毒中，哺乳动物的胚胎细胞和正在分裂的淋巴细胞中也有反转录酶。1、逆转录酶：2、逆转录病毒基因组3、逆转录酶不仅普遍存在于44+RNA+DNA-RNA+DNA-DNA+４、逆转录过程

（以前病毒形式引起整合到宿主细胞DNA中而使细胞恶性转化）

单链病毒RNA

RNA-DNA杂交分子双链DNA（前病毒）

逆转录酶逆转录酶５、逆转录酶是多功能酶，兼有3种酶的活性：RNA指导的DNA聚合酶活性DNA指导的DNA聚合酶活性核糖核酸酶H的活性，专一水解RNA-DNA杂交分子中的RNA，可沿5’3’和3’5’两个方向起核酸外切酶的作用。逆转录酶也和DNA聚合酶一样，沿5’3’方向合成DNA，并要求短链RNA作引物。+RNA+DNA-RNA+DNA-DNA+４、逆转录过程（45６、逆转录酶的应用遗传工程技术中一种重要的工具酶。人工合成的聚核苷酸或真核生物的mRNA可作为此酶的模板