DNA地生物合成課件

第三篇基因信息的傳遞中心法

則（

thecentra

l dogma)

：指

生

物

體

內(nèi)

遺

傳

信

息

的

傳

遞

方

向復(fù)制轉(zhuǎn)

錄翻

譯逆

轉(zhuǎn)錄RNA 復(fù)

制(

復(fù)制)第 十 章DNA

的生物合成

(

復(fù)制)DNA B

io

s

y

n

th

e

s

is

，

R

e

p

lic

a

tio

n重

點(diǎn)與難

點(diǎn):中

心法則

、

端

粒與端

粒酶

DNA生

物

合成

的概

念與

類型

參

與

DNA復(fù)制的酶和蛋白質(zhì)DNA復(fù)

制的規(guī)

律、

特點(diǎn)

和基本

過程

逆

轉(zhuǎn)錄的

概念

和基本

步驟DNA損

傷的種

類與修復(fù)

的主要

途徑DNA合

成復(fù)

制

（

最

主

要

的

, DNA→

DNA）逆

轉(zhuǎn)

錄

（

RNA→

DNA）體

內(nèi)DNA合

成DNA的修

復(fù)DNA重組技

術(shù)體

外聚

合

酶

鏈

反

應(yīng)

（

PCR）復(fù)制(re

pl i cat

i on)的概

念以

親

代

DNA為

模

板

，

按

照

堿

基

配

對

原

則

合

成

DNA的過

程復(fù)

制親代

DNA子代

DNA理

論

基

礎(chǔ)

：

DNA雙

螺

旋

結(jié)

構(gòu)

模

型復(fù)制的基本規(guī)律第一節(jié)復(fù)制的基本規(guī)律Basi

c Rule

sof DNA Replicati

on復(fù)

制

的

方

式—

—

半

保

留

復(fù)

制

(

sem

i

-

con

ser

v

a

t

iv

e r

ep

l

i

ca

t

ion

)雙

向

復(fù)

制

(

b

id

i

r

ection

a

l r

ep

l

i

ca

t

ion

)半

不

連

續(xù)

復(fù)

制

(

sem

i

-

d

i

scon

t

in

u

ou

s r

ep

l

i

ca

t

ion

)? 子

鏈

繼

承

母

鏈

遺

傳

信

息

的

幾

種

可

能

方

式一、

半保留復(fù)制是DNA復(fù)制的基本特征全保留

式半保留

式混合

式A TG CG C復(fù)

制

時(shí)

，

親

代

DNA兩

條

鏈

分

開

，

各

自

作

為

模

板按

堿

基

配

對

合

成

新

的

互

補(bǔ)

鏈

，

子

代

DNA與

親

代

完

全

相

同

，

且

一

條

鏈

來

自

親

代

，

一

條

鏈

是

新

合

成

的

。1

. 半保

留

復(fù)制

的

概

念T AA TC GT AG CC GC GA TC GT AG CG CC

C

A

C

TGGGGTGA

C

CAT

GC

G

CT

AA

TC

GT

A

GC

C

GC

GA

TT

A

GC

G

CAT

GC

G

CT

AA

TC

GT

A

GC

C

GC

GA

TC

GT

A

GC

G

C+母

鏈

DNA復(fù)

制

過程中形

成

的

復(fù)制叉C

G子

代

DNA親代 1

5

N－

DNA子

代

DNA2

. 半

保留

復(fù)

制的

實(shí)

驗(yàn)證

據(jù)子一

代子二

代密

度

梯

度

實(shí)

驗(yàn)N1

5

-

NH4

ClN1

4

-

NH4

Cl的

全

部

遺

傳

信

息 體

現(xiàn)

了

遺

傳

的

保

守

性3

. 半保

留

復(fù)

制的

意

義按

半

保

留

復(fù)

制

方

式

，

子

代

DNA與

親

代

DNA的

堿

基

序

列

一

致

，

即

子

代

保

留

了

親

代的

全

部

遺

傳

信

息

，

體

現(xiàn)

了

遺

傳

的

保

守

性

。二

、

DNA復(fù)

制從

起始點(diǎn)向兩個(gè)方向延伸

形成雙

向復(fù)制復(fù)制

起始

點(diǎn)及方

向

復(fù)制

子復(fù)制

叉復(fù)

制

起

始

點(diǎn)

（

or

i g

i n, Or

i )

：

是

含

有

1

0

0

～

2

0

0

個(gè)

堿

基

對

的

一

段

DNA* 固

定

的

起

始

點(diǎn)

、

雙

向

、

等

速

為

主原核

；

一

個(gè)起

始點(diǎn) 真核

：

多

個(gè)起始

點(diǎn)復(fù)

制

子

（

r

e

pl i c

on)復(fù)

制

子

：

基

因

組

能

獨(dú)

立

復(fù)

制

的

單

位原

核

：

整

個(gè)

基

因

組 一

個(gè)

復(fù)

制

子真核

： 多

個(gè)

復(fù)

制

子復(fù)制子從一個(gè)

DNA復(fù)

制

起始

點(diǎn)

起始的

DNA復(fù)

制

區(qū)域復(fù)

制叉

（

r

e

pl

i

c

a

t

i

on for

k）：一

個(gè)

復(fù)

制

子

包

含

二

個(gè)

方

向

相

反

的

復(fù)

制

叉三

、

DNA一

股子鏈

復(fù)制的方向與解鏈

方向相反導(dǎo)

致半

不連續(xù)

復(fù)制領(lǐng)頭

鏈(leadi

ngstra

nd)35解鏈方

向DNA聚

合

酶

只

能

從

5

'3

' 聚

合(laggi

ngstra

nd)5解

鏈

方

向3隨從

鏈原核：

1000

－

2000

bp

真核：

100

－

200

bp岡崎

片段

(

oka

z

a

kif

r

a

g

me

nt

)?

順

著

解

鏈

方

向

生

成

的

子

鏈

，

復(fù)

制

是

連

續(xù)

進(jìn)

行

的

，

這

股

鏈

稱

為

領(lǐng)

頭

鏈

。?

復(fù)

制

的

方

向

與

解

鏈

方

向

相

反

，

復(fù)

制

是

不

連

續(xù)

復(fù)

制

的

，

這

股

鏈

稱

為

隨

從

鏈

。?

復(fù)

制

中

的

不

連

續(xù)

片

段

稱

為

岡

崎

片

段(

oka

z

a

ki f

r

a

g

ment

)

。?

領(lǐng)

頭

鏈

連

續(xù)

復(fù)

制

而

隨

從

鏈

不

連

續(xù)

復(fù)

制

，

就

是

復(fù)制的

半不

連續(xù)性

。DNA復(fù)制的酶學(xué)第二節(jié)DNA復(fù)

制的酶學(xué)The Enzymol

ogyof DNA Replicati

on參與DNA

復(fù)制（

生物合成）

的物質(zhì)：模

板

(

tem

p

l

a

t

e

) : 解

開

成

單

鏈

的

DNA

母

鏈引

物

(

p

r

im

er

)

: 提供

3 -

O

H

末

端

使

d

NT

P

可

以

依

次

聚

合

底

物

(

su

b

s

t

r

a

te

)

: dAT

P, d

G

T

P, dCT

P, d

T

T

P聚

合

酶

(

p

oly

m

er

a

se): 依

賴

DNA

的

DNA

聚

合

酶

，

簡

寫為 DNA

-

p

ol其

他

的

酶

和

蛋

白

質(zhì)

因

子一

、

核

苷

酸

之

間

生

成

磷

酸

二

酯

鍵

是

復(fù)

制

基

本

化

學(xué)

反

應(yīng)(

d

NMP

)

n +dNT

P → (

d

NMP

)

n

+1 +PP

i二

、DNA聚

合酶全

稱

：

依

賴

DNA的

DNA聚

合

酶

(

DNA-

de

pe

nde

nt

DNA

pol ymerase

, DDDP)簡稱

： DNA-

pol㈠

功

能

（

5

′

→

3

′

聚

合

功

能

）

底

物

：

d

NTP（

N：

A、

T、

C、

G）

模

板

：

DNA引

物

：

小

片

段

DNA或

RNA，

帶

3

′

－

OH聚

合

方

向

：

5

′

→

3

′

（

模

板

是

3

′

→

5

′

）

聚

合

反

應(yīng)

：

反

復(fù)

形

成

磷

酸

二

酯

鍵5外切酶活

性 + + +1

. 原

核

生

物

的

DNA聚

合

酶㈡ 種

類pol

Ipol

IIpol

III5聚合

酶活

性+++5

外切

酶活

性+++5外切

酶活

性+--功能修

復(fù)

、

切

除

引參

與

DNA損

傷復(fù)

制

延

長

主

要物

、

填

補(bǔ)

空

隙的

應(yīng)

急

狀

態(tài)

修的

酶復(fù)基因突

變后

的致

死性可

能不可

能可

能核亞

基起

著夾住

模板

鏈

并使

酶沿

模

板鏈

滑動

的

作用核心

酶兼有

核苷酸的

聚合和

核酸

鏈的

3

′ 5

′

外

切

酶活性

。DNA

聚

合酶

III

，10

種亞

基

組成

不對

稱

二

聚體(

250

k

D)I

IS

lid

ing

cla

m

p

su

bu

nitsC

la

m

p

loa

d

erC

a

ta

ly

tic

su

bu

nitC

a

ta

ly

tic

su

bu

nitPr

oposeda

r

chitectu

r

e

of

DNA

poly

m

er

a

se

IIIholoenzy

m

e:a

n

a

sy

m

m

etr

ic

d

im

er3

’

5

’ex

onu

clea

se

su

bu

nitsNo

5

`

to

3

`

exonu

clea

se

a

ctivity2.真核生物的DNA

聚合酶33→→

55

核核

酸酸

外外

切切25

.5高12

.5高14

.0高4

.0？16

.5中εδγβαDNA

-pol+++--分

子

量

（

k

D）

5

→

3

聚

合

活

性3

→

5

核

酸

外

切

酶

活

性起

始

引功

能 發(fā)

，

引低

保真

度線

粒

體DNA

復(fù)延

長

子鏈

的

主填

補(bǔ)

引

物空

隙

，

切物

酶

活的

復(fù)制要

酶

，除

修

復(fù)

，性制解

螺

旋酶

活

性重

組真核生物的DNA聚合酶要求掌握：DNA-

pol起

始

引

發(fā)

，

有

引

物

酶

活

性

。參

與

低

保

真

度

的

復(fù)

制 。DNA-

pol延

長

子

鏈

的

主

要

酶

，

有

解

螺

旋

酶

活

性

。在

復(fù)

制

過

程

中

起

校

讀

、

修

復(fù)

和

填

補(bǔ)

缺

口

的

作

用

。在

線

粒

體

DNA復(fù)

制

中

起

催

化

作

用

。DNA-

polDNA-

polDNA-

pol三、

核酸外切酶的校讀活性和堿基選擇

功能是復(fù)制保真性的酶學(xué)依據(jù)復(fù)

制

按

照

堿

基

配

對

規(guī)

律

進(jìn)

行

，

是

遺

傳

信

息

能

準(zhǔn)

確

傳

代

的

基

本

原

理

。此

外

還

需

酶

學(xué)

的

機(jī)

制

來

保

證

復(fù)

制

的

保

真

性

。核

酸

外

切

酶

(

ex

on

u

c

l

ea

se)

是

指

能

從

核

酸

鏈

的

末

端

把

核

苷

酸

依

次

水

解

出

來

的

酶

，

外

切

酶

是

有

方

向

性

的

。5

′3

′| | | | | |3

′ T C G A

A G T C C T A G C G A C 5

′? 核

酸

外

切

酶

活

性3A

G

C

T

T

C

A

G

G

A

T

A| | | | |T C G AA?G T C C T A G C G A C5?35 外

切

酶

活

性

：

即時(shí)校讀功能?能

辨

認(rèn)

錯(cuò)

配

的

堿

基

對

，

并

將

其

水

解

。

5 3 外

切

酶

活

性能

切

除

突

變

的 DNA片段

。DNA

復(fù)制的保真性至少要依賴三種機(jī)制：復(fù)制的高保真性(high fidelity

)① 嚴(yán)格

遵守堿

基配

對原則② DNA聚

合酶

對堿基

的選擇

功能③ DNA聚

合酶的校讀功能DNA

聚

合

酶

的

兩

種

酶

活

性

：1

. 5 3 的聚

合活性35

外切

酶活

性2.

核酸外切酶活性53 外切

酶活性四、

復(fù)制中

解鏈和

DNA分

子的拓?fù)?/p>

學(xué)變化（

一）

多

種酶

參與

DNA

解鏈和穩(wěn)定單鏈狀態(tài)原

核

生

物

復(fù)

制

起

始

的

相

關(guān)

蛋

白

質(zhì)蛋

白

質(zhì)

（

基

因

） 通用

名 功

能理

順

DNA

鏈拓

撲

異

構(gòu)

酶 (

g

y

r

A

,

B

)穩(wěn)

定

已

解

開

的

單

鏈單

鏈

DNA

結(jié)

合

蛋

白SS

B催

化

R

NA

引

物

生

成引物

酶Dn

a

G (

d

n

a

G

)辨

認(rèn)

起

始

點(diǎn)解

開

DNA

雙

鏈運(yùn)

送

和

協(xié)

同

Dn

a

B解

螺

旋

酶Dn

a

A

(

d

n

a

A

)Dn

a

B

(

d

n

a

B

)

Dn

a

C

(

d

n

a

C

)1

. 解螺旋酶(

he

l

i

c

a

s

e

)功

能

：

通

過

水

解

ATP獲

得

能

量

來

解

開

雙

螺

旋-

2

ATP/

一

對

核

苷

酸2

. DNA拓

撲

異

構(gòu)

酶

(

DNA t

opoi s

o

me

r

a

s

e

)功

能

：

松

弛

超

螺

旋局

部

解

鏈

后108松弛

態(tài)拓

撲異構(gòu)

酶正超螺

旋拓?fù)洚?/p>

構(gòu)酶Ⅰ切

斷

DNA

雙

鏈

中

一

股

鏈

，

使

DNA

解

鏈

旋

轉(zhuǎn)

不

致

打

結(jié)

；

適

當(dāng)

時(shí)

候

封

閉

切

口

，

DNA

變

為

松

弛

狀

態(tài)

。反

應(yīng)

不

需

AT

P

。拓?fù)洚?/p>

構(gòu)酶Ⅱ切

斷

DNA

分

子

兩

股

鏈

，

斷

端

通

過

切

口

旋

轉(zhuǎn)

使

超

螺

旋

松

弛

。利

用

AT

P

供

能

，

連

接

斷

端

， DNA

分

子

進(jìn)

入

負(fù)

超

螺

旋

狀

態(tài)

。3

. 單

鏈

DNA結(jié)

合

蛋

白（

s

i

ng

l

e

s

t

r

a

nd

DNA

bi

ndi

ngprote

i n, S

S

B)功

能

： 穩(wěn)

定

單

鏈

、

防

止

降

解4

. 引

物

酶

(

pr

i

ma

s

e

) ——

復(fù)制

起

始時(shí)

催

化生

成

RNA引

物

的酶

。DNA復(fù)

制開始

時(shí)，

需

要一

個(gè)小分

子的

RNA片

段作引

物3

′ T-T-A-C-A-G-C-T-A-G-G-T-

C5

′5′A-A-U-G-

OH 3

′RNA引

物功能

：模板：

DNA底

物

：

四

種

NTP

方

向

：

5

′

→

3

′引

物

長

短

：原

核

生

物

真核生

物數(shù)

十

個(gè)

核

苷

酸

1

0

核

苷

酸解

螺

旋

酶辨

認(rèn)

起

始

點(diǎn)解

開

DNA

雙

鏈蛋

白

質(zhì)

（

基

因

） 通用

名 功

能原

核

生

物

復(fù)

制

起

始

的

相

關(guān)

蛋

白

質(zhì)理

順

DNA

鏈拓

撲

異

構(gòu)

酶 (

g

y

r

A

,

B

)穩(wěn)

定

已

解

開

的

單

鏈單

鏈

DNA

結(jié)

合

蛋

白SS

B催

化

R

NA

引

物

生

成引物

酶Dn

a

G (

d

n

a

G

)運(yùn)

送

和

協(xié)

同

Dn

a

BDn

a

A

(

d

n

a

A

)Dn

a

B

(

d

n

a

B

)

Dn

a

C

(

d

n

a

C

)延長

酶起始、

引發(fā)解螺拓?fù)?/p>

酶DNA聚合酶

α：

起

始

、

引

物

酶DNA聚合酶

δ：

延

伸

、

解

螺

旋

酶旋酶DNA聚合

酶α /δ 轉(zhuǎn)

換五

、

DNA連

接

酶

（

DNA ligase

)功

能

：

由

ATP供

能

，

將

締

合在

同

一

互

補(bǔ)

鏈

上

的

兩

相

鄰

片

段

通

過

磷

酸

二

酯

鍵

連

接

起

來?

DNA連

接

酶

在

復(fù)

制中起最后接合缺口的作用。?

在

DNA修

復(fù)

、

重

組及剪接

中起縫合缺口作用。?

是基因工

程的重要工具

酶之一。提供

核糖

3

-OH提供5

-P結(jié)果DNA

聚

合

酶

，

拓

撲

酶

和

連

接

酶

催

化

3 ,5 -

磷

酸

二

酯

鍵

生

成

的

比

較DNA

聚合酶引物或延長中的

新鏈游離d

NT

P

去PPi(d

NT

P)n

+1連接

酶

拓?fù)?/p>

酶復(fù)制中不連續(xù)的兩條單鏈

切斷、

整理后的兩鏈不連續(xù)→連續(xù)鏈

改變拓?fù)錉顟B(tài)拓

撲異構(gòu)

酶引發(fā)

體

引物

酶連接

酶解螺旋

酶SSBDNA聚合

酶DNA生物合成過程第三節(jié)DNA生

物合成過程The Pr

oc

e

s

s of DNA Replicati

on復(fù)

制的起

始一、

原核生物的

DNA生

物合成復(fù)制

分為起始

、

延長和

終止三個(gè)

階段（

一）

復(fù)制

的起始

:富含

AT1

. Dn

a

A辨

認(rèn)

起

始

點(diǎn)

，

解

螺

旋

酶

解

鏈

，

提

供

模

板

。辨

認(rèn)起始

點(diǎn)解

螺

旋

酶2

. 引

物

酶

合

成

引

物

，

提

供

3 -OH末端

。（

二

）

復(fù)制

的延

長3

′

→

5

′

模板

:在

引

物

的

3

-

OH端

，

按

模

板

的

規(guī)

定

，

連

續(xù)

合

成

領(lǐng)

頭

鏈3

′5

′5

′

→

3

′

模板

：不

連

續(xù)

合

成

隨

從

鏈

，

先

合

成

岡

崎

片

段（

三）

復(fù)制的

終止：or

ite

rE.

c

ol

i8232te

rS

V4

050? 原

核

生

物

基

因

是

環(huán)

狀

DNA，

雙

向

復(fù)

制

的

復(fù)

制

片

段

在

復(fù)

制

的

終

止

點(diǎn)

(

t

e

r

)

處

匯

合

。or

i01

. 引

物

RNA的

切

除2

. 空缺

的填

補(bǔ)3

. 切

口

連接

：

DNA大

分子

的

形成55DNA-

pol Ⅰ5OHP5? 隨

從

鏈

上

不

連

續(xù)

性

片

段

的

連

接DNA-pol ⅠdNTP55PATPDNA連

接酶ADP+Pi55哺

乳

動

物

的

細(xì)胞周

期DNA合成

期G

2S

M二、

真核生物的

DNA生

物合成G

1? 細(xì)

胞

能

否

分

裂

，

決

定

于

進(jìn)

入

S

期

及

M

期

這

兩

個(gè)

關(guān)

鍵

點(diǎn)

。

G

1

→

S

及

G

2

→

M

的

調(diào)

節(jié)

，

與

蛋

白

激

酶

活

性

有

關(guān)

。? 蛋

白

激

酶

通

過

磷

酸

化

激

活

或

抑

制

各

種

復(fù)

制

因

子

而

實(shí)

施

調(diào)

控

作

用

。（

一）

真核生物

復(fù)制的起始與原核

基本相似真

核

生

物

每

個(gè)

染

色

體

有

多

個(gè)

起

始

點(diǎn)

，

是

多

復(fù)

制

子

復(fù)

制

。

復(fù)

制

有

時(shí)

序

性

，

即

復(fù)

制

子

以

分

組

方

式

激

活

而

不

是

同

步

起

動

。復(fù)

制

的

起

始

需

要

DNA

-

p

ol

α

（

引

物

酶

活

性

）

和

p

ol

δ

（

解

螺

旋

酶

活

性

）

參

與

。

還

需

拓

撲

酶

和

復(fù)

制

因

子

(

r

ep

l

i

ca

t

ion

fa

c

tor

,

R

F

)。真

核

DNA

復(fù)

制

的

有

關(guān)

酶

類

及

蛋

白

因

子單鏈DNA

結(jié)

合蛋白

及復(fù)

制蛋白

A 與

單鏈

DNA

結(jié)

合 防止

再形成

雙酶及有

關(guān)蛋

白因子DNA

聚

合酶

α

/引

發(fā)酶

DNA

聚

合酶

δ拓?fù)洚?/p>

構(gòu)酶解

螺

旋

酶單鏈DNA

結(jié)

合蛋白

及復(fù)

制蛋白

A復(fù)

制因

子C

（

R

FC

）增殖細(xì)

胞核

抗原（

PC

NA

）

核

酸酶

H（

R

Na

seH）蓋

內(nèi)切

核酸酶

I

DNA

連

接酶功 能引

發(fā)及

后隨

鏈的部

分合成

主要的

DNA

復(fù)制酶松

弛DNA

超

螺旋，

有利

于復(fù)制解

開DNA

雙螺

旋與

單鏈

DNA

結(jié)

合，

防止

再形成

雙

鏈參

與滑

動夾

子的裝

配滑

動夾

，

與

合成的

連續(xù)性

有關(guān)

去

除R

NA

引物去

除R

NA

引物

的最

后一

個(gè)核苷

酸

連

接岡

崎片段

及參

與修復(fù)（

二）

真核

生物復(fù)制的

延長發(fā)生

DNA

聚合酶

α

/δ

轉(zhuǎn)換DNA

-

p

ol

δ

和

p

ol

α

分

別

兼

有

解

螺

旋

酶

和

引

物

酶

活

性

。

在

復(fù)

制

叉

及

引

物

生

成

后

，

DNA

-

p

ol

δ

通

過

P

C

NA

的

協(xié)

同

作

用

，

逐

步

取

代

p

ol

α

，

在

R

NA

引

物

的3-OH基礎(chǔ)上連續(xù)合成領(lǐng)頭鏈。隨從鏈引物也

由

p

ol

α

催

化

合

成

。

然

后

由

P

C

NA

協(xié)

同

，

p

ol

δ

置

換

p

ol

α

，

繼

續(xù)

合

成

DNA

子

鏈

。535335?

真

核復(fù)

制

的終

止

：

染色體

DNA呈

線

狀，

復(fù)制在

末端

停止。? 復(fù)

制中

岡崎片

段的

連接，

復(fù)制

子之間

的連

接。?染

色體

兩端

DNA子

鏈上

最后復(fù)制的

RNA引

物

，

去

除后留

下空

隙。35+5333355切

除

引

物

的

兩

種

機(jī)

制（

三）

端粒酶參與解

決染色體末端復(fù)制

問題端

粒

的

功

能

：維

持

染

色

體

的

穩(wěn)

定

性維

持

DNA

復(fù)

制

的

完

整

性端

粒

(

te

lom

er

e

)指

真

核

生

物

染

色

體

線

性

DNA

分

子

末

端

的

結(jié)

構(gòu)

。端

粒

的

結(jié)

構(gòu)

特

點(diǎn)

：由

末

端

單

鏈

DNA

序

列

和

蛋

白

質(zhì)

構(gòu)

成

。末

端

DNA

序

列

是

多

次

重

復(fù)

的

富

含

G

、

C

堿

基

的

短

序

列

。T

T

T

T

G

G

G

G

T

T

T

T

G

G

G

G

…* 端粒

酶

(

t

e

l

ome

r

a

s

e

)組成

：端粒酶R

NA (

h

u

m

a

n te

lom

er

a

se RNA

)端

粒

酶

協(xié)

同

蛋

白

(

te

lom

er

a

se associa

ted p

r

otein

)端

粒

酶

逆

轉(zhuǎn)

錄

酶

(

te

lom

er

a

se r

ev

er

se t

r

a

n

scr

ip

ta

se)端粒酶

RNA端

粒

DNA富

含

T,

G端

粒

酶

的

催

化

延

長

作

用爬爬行模型DNA聚

合

酶

復(fù)

制

子

鏈進(jìn)

一

步

加

工端粒

、

端粒

酶與

衰老關(guān) 隨

著

年

齡

的

增

加 細(xì)

胞

的

連

續(xù)

分

裂 端

粒1

. 同

一

種

細(xì)

胞

不

同

生

長

時(shí)

期

端

粒

長

度

不

同

，

且

端

粒

DNA序

列

重

復(fù)

程

度

與

細(xì)

胞

的

壽

命

呈

正

相

關(guān)

。2

. 細(xì)

胞

每

分

裂

一

次

，

端

粒

DNA序

列

丟

失

約

5

0

bp～2

0

0

bp，

說

明

端

粒

DNA序

列

的

縮

短

與

細(xì)

胞

增

殖

有

關(guān)

。

隨

著

年

齡

的

增

加

，

細(xì)

胞

的

連

續(xù)

分

裂

，

端

粒

DNA逐

漸

縮

短

，

甚

至

丟

失

，

細(xì)

胞

老

化

并

喪

失

增

殖

能

力

而

死

亡

。3

. 老

年

人

的

端

粒

DNA長

度

明

顯

短

于

年

輕

人

。

因

此

，

端

粒

DNA縮

短

是

細(xì)

胞

衰

老

的

普

遍

現(xiàn)

象

。

原

因

可

能

是

人

體

端

粒

酶

的

活

性

低

。

研

究

發(fā)

現(xiàn)

，

精

子

細(xì)

胞

和

腫

瘤

細(xì)

胞

中

的

端

粒

酶

活

性

極

高

。逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式第四節(jié)逆轉(zhuǎn)錄和其他復(fù)制方式Re

ve

r

s

e

Tr

a

ns

c

r

i

pt

i

on

a

nd

Ot

he

r

DNAReplicati

on Way

s一、

逆轉(zhuǎn)錄病毒和逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)

錄(

r

e

ve

r

s

e t

r

a

ns

c

r

i

pt

i

on)

概念：

以

RNA為

模板，

在逆轉(zhuǎn)

錄酶的

催化下，

合成DNA的過程逆轉(zhuǎn)錄

酶逆轉(zhuǎn)錄酶(

r

e

ve

r

s

et

r

a

ns

c

r

i

pt

a

s

e

)逆轉(zhuǎn)

錄酶雜逆轉(zhuǎn)錄

病毒細(xì)胞內(nèi)

的逆轉(zhuǎn)錄現(xiàn)

象逆

轉(zhuǎn)

錄

酶

功

能

：R

NA 模

板以

RNA為

模

板

合

成

DNADNA

-

R

NA化雙

鏈逆轉(zhuǎn)錄

酶單鏈

DNA逆轉(zhuǎn)

錄酶雙鏈

DNA核

糖

核

酸

酶以

DNA為

模

板

合

成

DNAA

A

A

ATTT

T試管

內(nèi)合成

cDNASI核酸酶逆

轉(zhuǎn)錄

酶A

A

A

A

TTT

T堿水解TTT

TDNA

聚合

酶Ⅰc

DNA com

p

l

em

en

ta

r

y DNA

以

m

R

NA

為

模

板

，

經(jīng)

逆

轉(zhuǎn)錄

合

成

的

與

m

R

NA

堿

基

序

列

互補(bǔ)

的

DNA

鏈

。分

子

生

物

學(xué)

研

究

可

應(yīng)

用

逆

轉(zhuǎn)

錄

酶

作

為

獲

取

基

因

工

程

目

的

基

因

的

重

要

方

法

之

一

，

此

法

稱

為

c

DNA

法

。二、

逆轉(zhuǎn)錄研究的意義逆 錄 象 在

某 生

物?

逆

轉(zhuǎn)

錄

酶

和

逆

轉(zhuǎn)

錄

現(xiàn)

象

，

是

分

子

生

物

學(xué)

研

究

中

的

重

大

發(fā)

現(xiàn)

，

發(fā)

展

了

中

心

法

則

。?

逆

轉(zhuǎn)

錄

現(xiàn)

象

說

明

：

至

少

在

某

些

生

物

，

R

NA

同

樣

兼

有

遺

傳

信

息

傳

代

與

表

達(dá)

功

能

。?

對

逆

轉(zhuǎn)

錄

病

毒

的

研

究

(

前

病

毒

整

合

)，

拓

寬

了

2

0世

紀(jì)

初

已

注

意

到

的

病

毒

致

癌

理

論

。滾

環(huán)

復(fù)

制

(

r

ollin

g c

i

r

c

l

e r

ep

l

i

ca

t

ion

)三、

噬菌體DNA

按滾環(huán)方式復(fù)制和

線粒體DNA

按D環(huán)方式復(fù)制是

某

些

低

等

生

物

的

復(fù)

制

形

式

，

如X

1

7

4

和M

1

3

噬

菌

體

等

。3

-OH5

-P5

'533555533335

'滾

環(huán)

復(fù)

制D環(huán)

復(fù)

制

(

D-

loop r

ep

l

i

ca

t

ion

)是

線

粒

體

DNA (

m

i

toch

on

d

r

i

a

l DNA

，

m

t

DNA

)的

復(fù)

制

形

式

。DNA

-

p

ol

γdNT

P第五節(jié)DNA損

傷（

突變）

與修復(fù)DNA Dama

ge (Mutati

on) a

nd Repai

r遺傳物

質(zhì)的結(jié)構(gòu)

改變而引

起的遺傳

信

息改變

，

均

可稱為

突變

(

Mut

a

t

i

on)

。DNA突

變（

DNA損

傷

，

DNA Da

ma

ge

）

：具體指

dNMP殘

基

以

至

DNA片

段

在構(gòu)成、

復(fù)

制或者

表型功

能的

異常變

化。一、

突

變在

生物界

普遍存

在（

一）

突

變是進(jìn)化

、

分化的

分子基礎(chǔ)（

二）

突變

導(dǎo)致基

因型改

變（

三

）

突變

導(dǎo)致

死亡（

四）

突變是某

些疾病的

發(fā)病基礎(chǔ)G二、

引發(fā)

突

變的

因

素自發(fā)因

素誘發(fā)因

素復(fù)制時(shí)

的堿

基錯(cuò)

配：10

-

9DNA修

復(fù)

和重

排中產(chǎn)

生的

錯(cuò)誤：堿基的

自發(fā)

損傷

： 互變

異構(gòu)

移位G-

C → G-

T脫

氨基

C→

U幾

百/每天

、

A→

次黃

嘌呤

堿

基丟失 脫去嘌

呤和

嘧啶細(xì)胞內(nèi)

正常

代謝

產(chǎn)物對

DNA的損

傷：開環(huán)

、

磷

酸二酯

鍵斷

裂脫氨

基不考慮

任何

因素的

影響：10

-

1

-

-

10

-

2堿

基

的錯(cuò)

配頻

率但是DNA聚

合酶

雙

重

校正

復(fù)

制叉

復(fù)

雜結(jié)

構(gòu)修

復(fù)

機(jī)制1

0

-

5

—

1

0

-

610

-

7

--

10

-

810

-

9

—

10

-

10誘

發(fā)

因

素物理因

素化學(xué)因

素紫外線

：形

成

嘧

啶

二

聚

體

TT、TC、

CC引

起

DNA－

蛋

白

質(zhì)

交

聯(lián)

、

DNA－

DNA交

聯(lián)電

離

輻

射

：DNA鏈斷

裂堿基損

傷嘧

啶

二

聚

體化學(xué)因

素常

見

的

化

學(xué)

誘

變

劑化

合

物

類

別作 用 點(diǎn)分

子

改

變堿

基

類

似

物

如

：

5

-B

UA5

-B

UGG

-C -羥

胺

類

（

NH

2

OH

）T CC UA -T -T -A -G

-C -C -G

-A -T -亞

硝

酸

鹽

（

NO

2

）

烷

化

劑如

：

氮

芥

類

，

Nitr

om

in

sGmGDNA

缺

失

G三、

突變的分子改變類型失?錯(cuò)

配 (

m

i

sm

a

tch

)?缺

失 (

d

e

l

e

t

ion

)?插

入 (

in

ser

t

ion

)?重

排 (

r

ea

r

r

a

n

g

em

en

t

)框

移(

fr

a

m

e

-

sh

i

ft

)DNA分

子

上

的

堿

基

錯(cuò)

配

稱

點(diǎn)

突

變

(

poi

ntmu

t

a

t

i

on)發(fā)

生

在

同

型

堿

基

之

間

，

即

嘌

呤

代

替

另1

. 轉(zhuǎn)

換（

一

）

錯(cuò)

配一

嘌

呤

，

或

嘧

啶

代

替

另

一

嘧

啶

。2

.顛

換發(fā)

生

在

異

型

堿

基

之

間

，

即

嘌

呤

變

嘧

啶

或

嘧

啶

變

嘌

呤

。（

二）

缺失、

插入和框移插

入

引起框移突變?

缺

失或

插入都

可導(dǎo)致

框移

突變

?？蛞?/p>

突變(fr

a

m

e-shift

m

u

ta

tion)

是指

三聯(lián)

體密碼的閱讀

方式改變，

造成蛋白

質(zhì)氨基

酸排

列順序

發(fā)生改

變。吖啶

類染料-

-

嵌合劑

-

-