生物化学合工大第五章DNA的复制与修复

1、,DNA,RNA,蛋白质,为什么子女与父母非常相象？,基因就是指DNA中能编码蛋白质和功能 RNA的特定核苷酸序列。,第五章 DNA的复制和修复,一、DNA复制方式 二、参与DNA复制的因子 三、DNA复制过程 四、逆转录 五、DNA损伤的修复,一、DNA的复制方式,半保留复制(semiconservative replication)-在 DNA复制过程中，双螺旋结构解开而成为单链，分别以DNA双螺旋中的一条链为模板，按碱基互补配对的原则合成两条新的互补链。这样新合成的DNA双链中一股单链是从亲代完整地接受过来的，另一股单链完全重新合成。,DNA半保留复制的证据,二、 DNA复制的酶学,1.

2、底物 dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP) 2.聚合酶 DNA聚合酶I 、II、III 3.模板单链的DNA母链 4.引物寡核苷酸引物（RNA) 5.其他酶和蛋白质因子 解链酶，解旋酶， 单链结合蛋白，连接酶,（一）DNA聚合酶的活性,5至3的聚合活性 5 3方向 核酸 外切酶活性 5 3外切酶活性 3 5外切酶活性,5至3的聚合活性（ 5 3 ）,核酸外切酶活性 35外切酶活性 53外切酶活性,（二）DNA拓扑异构酶(解旋酶） 既能水解，又能打断碱基互补配对的氢键 拓扑酶 切断DNA双链中的一股 拓扑酶 切断DNA双链 （三）单链DNA结合蛋白（SSB） 维持模板处于单链状态

3、保护单链的完整 （四）引物酶 是RNA聚合酶，合成一段RNA引物,（五） DNA连接酶（ligase）,催化两段DNA之间的连接,三、DNA的复制过程,（一） 复制的起始,（二） 复制的延伸,（三） 复制的终止,1. DNA复制的起点 原核生物从一个固定的起始点开始，同时向两个方向进行的，称为双向复制,复制,原核生物DNA的复制,（一） 复制的起始,2.复制叉的形成 复制叉-复制开始后由于DNA双链解开，在两股单链上进行复制，形成在显微镜下可看到的叉状结构。,3.起始的过程,打开DNA超螺链,打开双螺旋,防止复螺旋,单链结合蛋白,解链酶,引物复合体,引物酶,拓扑异构酶,合成,DNA复制起始的过

4、程,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,DNA双链,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,DNA复制起始的过程,拓扑异构酶 与DNA双链 结合，解开 超螺旋。,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,DNA复制起始的过程,解链酶解开 DNA双螺旋,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,单链结合蛋白防止复螺旋,DNA复制起始的过程,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,

5、DNA复制起始的过程,引物酶合成引物,(二)DNA复制的延伸,1. DNA聚合酶把新生链的第一个脱氧核苷酸加到引物的3-OH上，开始新生链的合成过程。,引物,组成 DNA 的脱氧核糖核苷酸一个个连接起来,3,5-磷酸二酯键,引物,引物,引物,引物,引物,引物,引物,引物,DNA模板链,DNA新链,引物,DNA聚合酶,DNA聚合酶,2. 冈崎片段,冈崎片段 冈崎用电子显微镜看到了DNA复制过程中出现一些不连续片段，这些不连续片段只存在与DNA复制叉上其中的一股。后来就把这些不连续的片段称为冈崎片段。,3.半不连续复制,领头链,随从链,冈崎片段,5,3,半不连续复制 DNA复制时,一条链是连续的,

6、另一条链是不连续的,称为半不连续复制。,(三) 复制的终止,复制有终止信号 pol 5 3外切酶活性水解引物 pol聚合活性填补空隙 DNA连接酶连接缺口。,领头链,随从链,冈崎片段,5,3,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,课堂小结,四、逆转录 1. 逆转录：是以RNA为模板合成 DNA的过程。 2. 逆转录酶：是一种以RNA为模 板的DNA聚合酶。 没有3 5外切酶的活性， 所以没有校对功能，逆转录的 错配率高。,五、 DNA的损伤修复,突变可分为： 自发突变、人工诱变 突变的意义 突变是进化、分化的分子基础 只有基因型改变的突变 致死性的

7、突变 突变是某些疾病的发病基础,1. DNA 的损伤也称突变，是指DNA分子上 碱基的改变。,2. 引发突变的因素,诱变因素及突变类型,3. 突变分子改变的类型 错配 （点突变） 一个碱基改变 缺失、插入和框移突变 片段插入或缺失 重排 较大片段重组或重排,4. 损伤的修复,损伤-复制过程中发生的DNA突变 光修复 切除修复 重组修复 SOS修复,（一）光修复 紫外光照射可使相邻的两个T 形成二聚体 光修复酶可使二聚体解聚为单体状态，DNA完全恢 复正常。光修复酶的激活需300-600m波长的光。,（二）切除修复 参与的酶有 核酸内切酶，pol,DNA连接酶,（三）重组修复 重组蛋白RecA，pol，连接酶参与 损伤会保留下去,（四）SOS修复 DNA损伤面太