《分子生物学》课件

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1、DNA复制、损伤与修复第四节1.DNA复制DNA复制依赖于特殊的碱基配对碱基互补配对原则A＝TG≡CDNA复制是半保留式的1953年，Watson&Crick提出DNA复制发生在细胞分裂周期的S期DNA双螺旋在解旋酶的作用下解旋，2条链中间的碱基对分开，成为2条单链；每一条单链都作为模板；每条链上暴露出来的碱基各自与一个游离于核中的4种三磷酸脱氧核苷酸（T、G、A、C）按照碱基配对原则配对，形成与之互补的核苷酸；DNA半保留式复制：在与单链上配对的核苷酸之间形成磷酸二酯键，在DNA聚合酶的作用下形成链条新的互补链（

2、子链），其中DNA聚合酶只能使核苷酸按5’3’方向连接。最终形成各含一条母链和一条子链的2个双链DNA分子。DNA半保留式复制：半保留模型DNA聚合酶和冈崎片段（半不连续复制）DNA聚合酶的共同特点：（1）需要提供合成模板；需要Mg2＋催化；（2）不能起始新的DNA链，必须要有引物提供3’-OH；（3）合成的方向都是5’→3’（4）除聚合DNA外还有其它功能。而DNA母链（模板链）方向为5’→3’和3’→5’，如何解决这一矛盾？DNA聚合酶和冈崎片段（半不连续复制）冈崎片段与半不连续复制模型在5’→3’这一模板上，DN

3、A聚合酶仍按照5’→3’方向先反方向地合成一系列小的片段，称为冈崎片段然后这些小片段再通过DNA连接酶的作用，互相连接起来而成长链。3PolymeraseIII5’3’前导链Leadingstrandbasepairs5’5’3’3’HelicaseATP单链结合蛋白SSBProteinsRNA引物RNAPrimer引物酶primase2聚合酶IIIPolymeraseIII滞后链Laggingstrand冈崎片断OkazakiFragments1RNAprimerreplacedbypolymeraseI&gapi

4、ssealedbyligase连接酶Summary：DNA复制过程模式图1）原材料：双链DNA（模板），核苷酸（底物）；2）辅助条件：解旋酶，单链结合蛋白，DNA聚合酶，引物酶，DNA连接酶2.DNA损伤及修复XJTU一、突变的意义（一）突变是进化、分化的分子基础（二）突变导致基因型改变（三）突变导致死亡（四）突变是某些疾病的发病基础二、引起突变的因素1．自发因素：(1)自发脱碱基：N-糖苷键的自发断裂(2)自发脱氨基：C→U，A→I(3)复制错配：（发生频率较低）2.物理因素紫外线(ultraviolet,UV)、各

5、种辐射Thyminedimers胸腺嘧啶二聚体3．化学因素：(1)脱氨剂：如亚硝酸与亚硝酸盐，可加速C脱氨基生成U，A脱氨基生成I。烷基化剂：引起碱基或磷酸基的烷基化，甚至可引起邻近碱基的交联DNA加合剂：嘌呤共价结合引起损伤碱基类似物：可掺入到DNA分子中引起损伤或突变断链剂：如过氧化物，含巯基化合物等，可引起DNA链的断裂化学诱变剂——碱基类似物5-bromouracil5-溴尿嘧啶Mutageniceffectsof5-bromouracil5-溴尿嘧啶引起的突变三、突变的分子改变类型错配(mismatch)缺失

6、(deletion)插入(insertion)重排(rearrangement)移码(frame-shift)DNA分子上的碱基错配称点突变(pointmutation)。发生在同型碱基之间，即嘌呤代替另一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。1.转换发生在异型碱基之间，即嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤。2.颠换（一）错配碱基的转换（二）缺失、插入和移码缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。移码突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。缺失

7、或插入都可导致移码突变遗传密码遗传密码——DNA分子中核苷酸的排列顺序与蛋白质中氨基酸排列顺序之间的对应关系。遗传密码是由三个碱基组成的，因此叫三联体密码，64个，其中61个负责氨基酸的翻译。遗传密码的特点具有连续可读性和不重叠性简并现象具有起始密码子和终止密码子普遍通用性（线粒体DNA除外）遗传密码表PHEPHESERSERSERSERTYRTYRCYSCYSLEULEULEULEULEULEUSTOPSTOPSTOPTRPPROPROPROPROHISHISARGARGARGARGGLNGLNILEILEILETH

8、RTHRTHRTHRASNASNSERSERLYSLYSARGARGMETVALVALVALVALALAALAALAALAASPASPGLYGLYGLYGLYGLUGLUNEUTRAL-NONPOLARNEUTRAL-POLARBASICACIDIC谷酪蛋丝5’……GCAGUACAUGUC……丙缬组缬正常5’……GAGUACAUG