DNA的复制和修复1

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1、第十二章DNA的复制和修复本章重点介绍中心法则和DNA的半保留复制以及逆转录的过程和机理，对DNA的损伤和修复、突变和重组作一般介绍。知识点回顾什么是DNA？DNA是生物遗传的主要物质基础，是遗传信息的载体。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。DNA的结构特征？双螺旋结构含两条多核苷酸的双螺旋分子。Watson-Crick模型什么是DNA变性、复性和杂交？DNA变性指DNA分子由稳定的双螺旋结构松解为无规则线性结构的现象。DNA复性变性DNA在适当条件下,两条互补链全部或部分

2、恢复到天然双螺旋结构的现象，又称“退火”。杂交DNA复性过程中不同来源的DNA单链形成双螺旋结构的过程。那么，DNA是如何参与遗传信息传递的？中心法则1958年Crick称之为中心法则。DNA的生物合成：细胞内合成DNA的过程1、复制：以DNA作为模板指导的DNA合成，即将DNA携带的信息传至子代DNA。2、反转录：DNA合成也可以RNA为模扳指导合成作用，见于RNA病毒。3、修复合成：当各种因素引起DNA损伤时，损伤DNA可修复合成，校正错误，完成正确合成，以保持DNA结构的稳定性和遗传信息的准确性。第一节DNA复

3、制一、复制的特征（一）半保留复制两个子代分子中各有一条链来自亲代，各有另一条新合成的链，这种复制方式叫半保留复制。[实验证据]：1957年M.Meselson和F.W.Stahl用大肠杆菌为材料，在含15N和14N的NH4Cl中培养证实了半保留复制方式。Cscl梯度离心的结果。（二）复制的起始点与方向亲代DNA开链，复制起始点呈叉型移动1、复制起点：DNA复制要从DNA分子的特定部位开始，此部位称复制起点。单复制子多复制子（三）半不连续合成在DNA复制过程中，一条链是连续合成的，而另一条链是不连续合成。体内仅含催化5

4、’3’合成的DNA聚合酶。60年代，冈琦片段的发现：合成5’3’前导链（leadingstrand）是连续的，方向与复制叉一致。合成3’5’随从链时，方向与叉相反，合成不连续，各片段连成一条链。在DNA复制时，1条链的合成方向和复制叉的前进方向相同，可以连续复制，叫作前导链；而另一条链的合成方向和复制叉的前进方向正好相反，不能连续复制，只能分成几个片段(冈崎片段)合成，称之为滞后链。（四）DNA聚合反应有关的酶①TopoI和TopoII②解链酶和SSB的作用2引物酶合成RNA引物3DNA聚合酶延长子链E.C

5、oli的DNA聚合酶真核生物的DNA聚合酶DNA聚合酶水解引物并填补空隙4DNA连接酶连接冈崎片段第二节DNA生物合成过程DNA复制的起始阶段，由下列两步构成。1．解旋解链，形成复制叉：由拓扑异构酶和解链酶作用，使DNA的超螺旋及双螺旋结构解开，碱基间氢键断裂，形成两条单链DNA。单链DNA结合蛋白（SSB）四聚体结合在两条单链DNA上，形成复制叉。一、复制的起始2．引发体组装和引物合成：由解螺旋酶(DnaB蛋白)、DnaC蛋白、引物酶(DnaG蛋白)和DNA复制起始区域形成引发体；在引物酶的催化下，以DNA为模板，

6、合成一段短的RNA片段，从而获得3'端自由羟基（3'-OH）。二、复制的延长复制的延长指在DNA聚合酶催化下，以3’→5’方向的亲代DNA链为模板，从5’→3’方向聚合子代DNA链。其化学本质是dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，磷酸二酯键不断生成。在原核生物中，参与DNA复制延长的是DNA聚合酶Ⅲ；而在真核生物中是DNA聚合酶δ。5'3'5'dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH3'3'DNA-polDNA复制的延长过程领头链的合成过程随从链的合成过程DNA聚合酶Ⅲ催

7、化领头链和随从链同时合成DNA复制过程简图三、复制的终止在复制过程中形成的RNA引物，需由RNA酶来水解去除；RNA引物水解后遗留的缺口，由DNA聚合酶Ⅰ（原核生物）或DNA聚合酶（真核生物）催化延长缺口处的DNA，直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。（一）去除引物，填补缺口：在DNA连接酶的催化下，生成最后一个磷酸酯键，将冈崎片段连接起来，形成完整的DNA长链。（二）连接冈崎片段：555RNA酶OHP5DNA-polⅠdNTP55PATPADP+Pi55DNA连接酶随从链上不连续性片段的连接DNA复制

8、的过程端粒（telomere）是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分，通常膨大成粒状。（三）真核生物端粒的形成：功能•维持染色体的稳定性•保证DNA复制的完整性端粒的结构特点•由末端单链DNA序列和蛋白质构成。•末端DNA序列是多次重复的富含G、T碱基的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG…线性DNA在复制完成后，其末端由于引物RN