10 DNA的生物合成DNA Biosynthesis，Replication .ppt

第1页：第10章 DNA的生物合成

10 DNA的生物合成Chapter 10 DNA Biosynthesis，Replication

第2页：本章重点与难点

• 本章重点与难点重点：掌握中心法则；
• 半保留复制、半不连续复制、反转录、基因工程的概念；
• 参与DNA复制的有关酶类和蛋白质及DNA的复制过程；
• DNA损伤修复的方式。
• 难点：对DNA的半保留复制、半不连续复制的理解。

第3页：遗传的中心法则

遗传的中心法则

遗传的中心法则1958年Crick提出以DNA为中心的遗传信息的传递规律，即DNA贮存的遗传信息通过复制传给子代DNA，通过转录传给RNA，再通过翻译传给蛋白质。遗传信息传递方向的这个规律被称为～。DNARNA蛋白质复制复制转录翻译反转录1970

第4页：复制转录翻译

复制（DDDP）转录（DDRP）翻译DNA mRNA蛋白质反转录（RDDP）RNA复制（RDRP）

第5页：DNA是由四种脱氧核糖核酸所组成的长链大

• DNA是由四种脱氧核糖核酸所组成的长链大分子，是遗传信息的携带者。
• 生物体的遗传信息就贮存在DNA的四种脱氧核糖核酸的排列顺序中。

第6页：复制是指遗传物质的传代

复制是指遗传物质的传代

复制(replication)是指遗传物质的传代，以亲代（母链）DNA为模板合成子链DNA的过程。复制亲代DNA子代DNA

第7页：DNA复制的基本规律

一、DNA复制的基本规律（一般原理）Basic Rules of DNA Replication

第8页：复制的方式——半保留复制复制的高保真性双

复制的方式——半保留复制(semi-conservative replication)复制的高保真性(high fidelity)双向复制(bidirectional replication)半不连续复制(semi-discontinuous replication)

第9页：DNA复制是半保留复制

• （一）DNA复制是半保留复制(semi-conservativereplication)DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制
• •半保留复制的概念

第10页：DNA复制是半保留复制（续）

AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母链DNA复制过程中形成的复制叉子代DNA

第11页：子链继承母链遗传信息的几种可能方式全保留

•子链继承母链遗传信息的几种可能方式全保留式半保留式混合式（散布式）

第12页：DNA以半保留方式进行复制

• DNA以半保留方式进行复制，是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的密度飘移实验所证明。
• 该实验首先将大肠杆菌在含15N的培养基中培养约十五代，使其DNA中的碱基氮均转变为15N。
• 将大肠杆菌移至只含14N的培养基中同步培养一代、二代、三代。
• 分别提取DNA，作密度梯度离心，可得到下列结果：

第13页：密度梯度实验——实验结果支持半保留复制的

• •密度梯度实验——实验结果支持半保留复制的设想。
• 含重氮-DNA的细菌培养于普通培养液第一代继续培养于普通培养液第二代梯度离心结果

第14页：半保留复制的意义遗传的保守性

• 按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性
• •半保留复制的意义遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的

第15页：原核生物复制时

原核生物复制时

原核生物复制时，DNA从原点(起始点，origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。（二）DNA复制是固定起点的双向复制复制中的放射自显影图象

第16页：

第17页：A.环状双链

A.环状双链DNA及复制起始点B.复制中的两个复制叉C.复制接近终止点(termination, ter)oriterA B C

第18页：真核生物每个染色体有多个复制原点

• 真核生物每个染色体有多个复制原点，是多复制子的复制。
• 习惯上把两个相邻复制原点之间的距离定为一个复制子(replicon)。
• 复制子是能够独立完成复制的功能单位。

第19页：复制子

5’3’oriorioriori5’3’5’5’3’3’5’5’3’复制子3’

第20页：DNA复制是半不连续复制解链方向3´

（三）DNA复制是半不连续复制3535解链方向3´5´3´3´5´领头链(leading strand)随从链(lagging strand)

第21页：顺着解链方向生成的子链

• •顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为先导链或领头链
• •另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随后链或随从链。复制中的不连续片段（约1000个核苷酸）称为岡崎片段(okazakifragment，1968)
• •先导链连续复制而随后链不连续复制，称为半不连续复制或复制的半不连续性

第22页：由于亲代DNA双链在复制时是逐步解开

由于亲代DNA双链在复制时是逐步解开

由于亲代DNA双链在复制时是逐步解开的，因此，随从链的合成也是一段一段的。DNA在复制时，由随从链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazakifragment)。冈崎片段的大小，在原核生物中约为1000～2000个核苷酸，而在真核生物中约为100个核苷酸。

第23页：需要引物参与

• （四）需要引物参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段具有3’端自由羟基（3’-OH）的RNA作为引物(primer)，才能开始聚合子代DNA链。
• RNA引物的大小，在原核生物中通常为50～100个核苷酸，而在真核生物中约为10个核苷酸。
• RNA引物的碱基顺序，与其模板DNA的碱基顺序相配对。

第24页：DNA复制的酶学

二、DNA复制的酶学（DNA复制相关的酶和蛋白质）The Enzymology of DNA Replication

第25页：参与DNA复制的物质底物

•参与DNA复制的物质底物(substrate):dATP, dGTP, dCTP, dTTP聚合酶(polymerase):依赖DNA的DNA聚合酶，简写为DDDP或DNA-pol模板(template) :解开成单链的DNA母链引物(primer):提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合其他的酶和蛋白质因子

第26页：复制的化学反应n+

（一）复制的化学反应(dNMP)n+dNTP → (dNMP)n+1+PPi目录

第27页：聚合反应的特点

• •聚合反应的特点DNA新链生成需引物和模板DNA复制是模板依赖性的，必须要以亲代DNA链作为模板。
• 亲代DNA的两股链解开后，可分别作为模板进行复制。
• 新链的延长只可沿5→3方向进行（模板方向为3→5，合成方向为5→3。
• ）

第28页：核酸外切酶

• （二）DNA聚合酶全称：DNA依赖的DNA聚合酶(DNA-dependent DNA polymerase)简称：DNA-pol活性：1.53的聚合活性
• 2.核酸外切酶活性

第29页：核酸外切酶（续）

• 5´A G C T T C A G G A T A3´| | | | | | | | | | |3´T C G A A G T C C T A G C G A C 5´
• •35外切酶活性
• •53外切酶活性?能切除突变的DNA片段和RNA引物。能辨认错配的碱基对，并将其水解
• •核酸外切酶活性

第30页：

第31页：原核生物的DNA聚合酶

1、原核生物的DNA聚合酶DNA-pol ⅠDNA-pol ⅡDNA-pol Ⅲ

第32页：催化DNA聚合参与

催化DNA聚合参与DNA损伤的应急状态修复修复合成、切除引物、填补空隙功能2040400分子数/细胞1011亚基数+-+5外切酶活性+++5外切酶活性+++5聚合酶活性pol IIIpol IIpol IE. Coli中的DNA聚合酶

第33页：原核生物的DNA聚合酶

原核生物的DNA聚合酶

第34页：功能：对复制中的错误进行校读

• 功能：对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙进行填补。
• DNA-pol Ⅰ（109kD）

第35页：323个氨基酸小片段5核酸外切酶活性大片

• 323个氨基酸小片段5核酸外切酶活性大片段/Klenow片段604个氨基酸DNA聚合酶活性5核酸外切酶活性N端C端木瓜蛋白酶DNA-pol Ⅰ
• •Klenow片段是实验室合成DNA，进行分子生物学研究中常用的工具酶

第36页：

第37页：它参与DNA损伤的应急状态修复

• DNA-polⅡ（120kD）
• •DNA-pol II基因发生突变，细菌依然能存活
• •它参与DNA损伤的应急状态修复

第38页：功能：是原核生物复制延长中真正起催化作用

• 功能：是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。
• DNA-pol Ⅲ：由十种亚基组成，其中α亚基具有5'→3'聚合DNA的酶活性，因而具有复制DNA的功能；
• 而ε亚基具有3'→5'外切酶的活性，因而与DNA复制的校正功能有关。
• (250kD)

第39页：真核生物的DNA聚合酶

• 2、真核生物的DNA聚合酶DNA-pol起始引发，有引物酶活性。
• 延长子链的主要酶，有解螺旋酶活性。
• 参与低保真度的复制。
• 在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。
• 在线粒体DNA复制中起催化作用。
• DNA-polDNA-polDNA-polDNA-pol

第40页：真核生物的DNA聚合酶（续）

真核生物的DNA聚合酶

第41页：在真核生物中

• 在真核生物中，目前发现的DNA聚合酶有五种，分别命名为DNA聚合酶α（pol α），DNA聚合酶β（pol β），DNA聚合酶γ（polγ），DNA聚合酶δ（pol δ），DNA聚合酶ε（pol ε）。
• 其中，参与染色体DNA复制的是pol α（延长随从链）和pol δ（延长领头链），参与线粒体DNA复制的是pol γ，polε与DNA损伤修复、校读和填补缺口有关，pol β只在其他聚合酶无活性时才发挥作用。

第42页：复制按照碱基配对规律进行

• （三）复制保真性的酶学依据
• •复制按照碱基配对规律进行，是遗传信息能准确传代的基本原理
• •复制保真性的酶学机制：DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读复制的保真性和碱基选择

第43页：DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读

• 1、DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读A：DNA-pol的外切酶活性切除错配碱基；
• 并用其聚合活性掺入正确配对的底物。
• B：碱基配对正确，DNA-pol不表现活性。

第44页：复制的保真性和碱基选择

• 2、复制的保真性和碱基选择
• •DNA聚合酶靠其大分子结构协调非共价（氢键）与共价（磷酸二酯键）键的有序形成
• •嘌呤的化学结构能形成顺式和反式构型，与相应的嘧啶形成氢键配对，嘌呤应处于反式构型

第45页：聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能

• 1.遵守严格的碱基配对规律
• 2.聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能
• 3.复制出错时DNA-pol的及时校读功能。DNA复制的保真性至少要依赖三种机制

第46页：复制中的分子解链及

（四）复制中的分子解链及DNA分子拓扑学变化DNA分子的碱基埋在双螺旋内部，只有把DNA解成单链，它才能起模板作用。

第47页：解螺旋酶、引物酶和单链

1、解螺旋酶、引物酶和单链DNA结合蛋白

第48页：E. Coli基因图

E. Coli基因图

第49页：解螺旋酶——利用

• •解螺旋酶(helicase)——利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条单链
• •引物酶(primase)——复制起始时催化生成RNA引物的酶
• •单链DNA结合蛋白(single stranded DNA bindingprotein, SSB)——在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整

第50页：单链DNA结合蛋白单链

• 单链DNA结合蛋白单链DNA结合蛋白（singlestrandbindingprotein,SSB）又称螺旋反稳蛋白（HDP）。这是一些能够与单链DNA结合的蛋白质因子。其作用为
• ①使解开双螺旋后的DNA单链能够稳定存在，即稳定单链DNA

第51页：解螺旋酶，又称解链酶或

• 解螺旋酶（unwindingenzyme），又称解链酶或rep蛋白，是用于解开DNA双链的酶蛋白，每解开一对碱基，需消耗两分子ATP。
• 目前发现存在至少存在两种解螺旋酶。

第52页：引发体由引发前体与引物酶组装而成

• 引发体(primosome)由引发前体与引物酶（primase）组装而成。
• 引物酶本质上是一种依赖DNA的RNA聚合酶（DDRP），该酶以DNA为模板，聚合一段RNA短链引物(primer)，以提供自由的3'-OH，使子代DNA链能够开始聚合。

第53页：108局部解链后

108局部解链后2、DNA拓扑异构酶(DNA topoisomerase)

第54页：解链过程中正超螺旋的形成

解链过程中正超螺旋的形成

第55页：拓扑异构酶作用特点既能水解

• •拓扑异构酶作用特点既能水解、又能连接磷酸二酯键拓扑异构酶Ⅰ拓扑异构酶Ⅱ
• •分类

第56页：拓扑异构酶Ⅰ切断

• 拓扑异构酶Ⅰ切断DNA双链中一股链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，DNA变为松弛状态。反应不需ATP。拓扑异构酶Ⅱ切断DNA分子两股链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。利用ATP供能，连接断端，DNA分子进入负超螺旋状态
• •作用机制

第57页：目录

目录

第58页：DNA连接酶

• （五）DNA连接酶连接DNA链3-OH末端和相邻DNA链5-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的DNA链连接成一条完整的链
• •DNA连接酶(DNA ligase)作用方式

第59页：HO5’3’3’5’DNA连接酶

HO5’3’3’5’DNA连接酶ATPADP5’3’5’3’

第60页：DNA连接酶催化的条件是

• DNA连接酶催化的条件是
• ①需一段DNA片段具有3'-OH，而另一段DNA片段具有5'-Pi基
• ②未封闭的缺口位于双链DNA中，即其中有一条链是完整的
• ③需要消耗能量，在原核生物中由NAD+供能，在真核生物中由ATP供能

第61页：DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用

• •DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用
• •在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用
• •也是基因工程的重要工具酶之一
• •功能

第62页：DNA生物合成过程

三、DNA生物合成过程The Process of DNA Replication

第63页：复制的起始需要解决两个问题

• 1、复制的起始需要解决两个问题：1）DNA解开成单链，提供模板。
• 2）合成引物，提供3-OH末端。
• （一）原核生物的DNA生物合成

第64页：E.coli复制起始点

E.coli复制起始点oriCGATTNTTTATTT···GATCTNTTNTATT···GATCTCTTATTAG···1 13 17 29 3244···TGTGGATTA-‖-TTATACACA-‖-TTTGGATAA-‖-TTATCCACA58 66 166 174 201 209 237245串联重复序列反向重复序列5353a.DNA解链

第65页：引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为

Dna ADna B、Dna CDNA拓扑异构酶引物酶SSB3535b.引发体和引物含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。

第66页：引物是由引物酶催化合成的短链

• 3535引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。
• 引物3'HO5'引物酶

第67页：解旋解链

• 复制的起始DNA复制的起始阶段，由下列两步构成。预引发
• 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）结合在两条单链DNA上，形成复制叉
• •DNA复制时

第68页：由蛋白因子识别复制起始点

• 2．引发体组装
• •由蛋白因子（如dnaB等）识别复制起始点，并与其他蛋白因子以及引物酶一起组装形成引发体

第69页：在引物酶的催化下

• 引发
• •在引物酶的催化下，以DNA为模板，合成一段短的RNA片段，从而获得3'端自由羟基（3'-OH）

第70页：复制的延长复制的延长指在

2、复制的延长复制的延长指在DNA-pol催化下，dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。

第71页：聚合子代DNA：•由

• 聚合子代DNA
• •由DNA聚合酶催化，以3'→5'方向的亲代DNA链为模板，从5'→3'方向聚合子代DNA链。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α(延长随从链)和δ（延长领头链）

第72页：引发体向前移动

• 引发体移动
• •引发体向前移动，解开新的局部双螺旋，形成新的复制叉，随从链重新合成RNA引物，继续进行链的延长

第73页：

第74页：DNA生物合成过程（续）

5'3'5'dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH 3'3'DNA-pol

第75页：领头链的合成

领头链的合成

第76页：随从链的合成

随从链的合成

第77页：

第78页：阶段一阶段二

阶段一阶段二

第79页：阶段三阶段四

阶段三阶段四

第80页：复制过程简图

复制过程简图

第81页：原核生物基因是环状

• •原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。
• oriterE.coli8232oriterSV405003、复制的终止

第82页：随从链上不连续性片段的连接

• 555RNA酶OHP5DNA-pol ⅠdNTP55PATPADP+Pi55DNA连接酶
• •随从链上不连续性片段的连接

第83页：

第84页：在原核生物中

• 去除引物，填补缺口
• •在原核生物中，由DNA聚合酶Ⅰ来水解去除RNA引物，并由该酶催化延长引物缺口处的DNA，直到剩下最后一个磷酸酯键的缺口。而在真核生物中，RNA引物的去除，由一种特殊的核酸酶来水解，而冈崎片段仍由DNA聚合酶来延长

第85页：连接冈崎片段

• 连接冈崎片段
• •在DNA连接酶的催化下，形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

第86页：细胞能否分裂

• 哺乳动物的细胞周期DNA合成期G1G2SM（二）真核生物的DNA生物合成
• •细胞能否分裂，决定于进入S期及M期这两个关键点。G1→S及G2→M的调节，与蛋白激酶活性有关
• •蛋白激酶通过磷酸化激活或抑制各种复制因子而实施调控作用

第87页：真核生物每个染色体有多个起始点

• •真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动
• •复制的起始需要DNA-polα（引物酶活性）和polδ（解螺旋酶活性）参与。还需拓扑酶和复制因子(replicationfactor,RF)
• 1、复制的起始

第88页：复制的延长

• 3553领头链3535亲代DNA随从链引物核小体
• 2、复制的延长

第89页：染色体DNA呈线状

• •染色体DNA呈线状，复制在末端停止
• •复制中岡崎片段的连接，复制子之间的连接
• •染色体两端DNA子链上最后复制的RNA引物，去除后留下空隙
• 3、复制的终止

第90页：染色体DNA呈线状（续）

53355335+5333355

第91页：

第92页：切除引物的两种机制

切除引物的两种机制

第93页：端粒指真核生物染色体线性

• •端粒(telomere)指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。功能
• •维持染色体的稳定性
• •维持DNA复制的完整性结构特点
• •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、C碱基的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG…

第94页：端粒酶•端粒酶

• •端粒酶(telomerase)
• •端粒酶RNA (human telomerase RNA, hTR)
• •端粒酶协同蛋白(human telomerase associatedprotein 1, hTP1)
• •端粒酶逆转录酶(human telomerase reversetranscriptase, hTRT)组成

第95页：端粒酶的催化延长作用爬行模型

端粒酶的催化延长作用爬行模型

第96页：DNA聚合酶复制子链进一步加工

DNA聚合酶复制子链进一步加工

第97页：逆转录和其他复制方式

四、逆转录和其他复制方式Reverse Transcription and Other DNAReplication Ways

第98页：逆转录酶逆转录

逆转录酶(reverse transcriptase)逆转录(reverse transcription)RNADNA逆转录酶（一）逆转录病毒和逆转录酶

第99页：反转录：以RNA为模板

• 反转录（reversetranscription）：以RNA为模板，合成DNA。
• 与通常转录过程中遗传信息流从DNA到RNA的方向相反。
• 1970年，Temin和Baltimore分别从致癌RNA病毒（劳氏肉瘤病毒和鼠白血病病毒）中发现发反转录酶。
• 致癌RNA病毒是一大类能引起鸟类、

第100页：反转录酶由一个α亚基和一个β亚基组成

• 反转录酶由一个α亚基和一个β亚基组成，含有Zn2+，具有三种酶活力
• （1）RNA指导的DNA聚合酶活力（以RNA为模板，合成一条互补的DNA，形成RNA—DNA杂种分子）
• （2）RNaseH酶活力，水解RNA—DNA杂种分子中的RNA，可沿3’→5’和5’→3’两个方向起外切酶作用
• （3）DNA指导的DNA

第101页：逆转录病毒细胞内的逆转录现象

逆转录病毒细胞内的逆转录现象RNA模板逆转录酶DNA-RNA杂化双链RNA酶单链DNA逆转录酶双链DNA

第102页：逆转录酶

• 逆转录酶A AA AT T T TAAAASI核酸酶DNA聚合酶Ⅰ碱水解T T T T分子生物学研究可应用逆转录酶，作为获取基因工程目的基因的重要方法之一，此法称为cDNA法。
• 以mRNA为模板，经逆转录合成的与mRNA碱基序列互补的DNA链。
• 试管内合成cDNAcDNAcomplementary DNA

第103页：逆转录酶和逆转录现象

• （二）逆转录研究的意义
• •逆转录酶和逆转录现象，是分子生物学研究中的重大发现
• •逆转录现象说明：至少在某些生物，RNA同样兼有遗传信息传代与表达功能
• •对逆转录病毒的研究，拓宽了20世纪初已注意到的病毒致癌理论

第104页：滚环复制滚环复制和D环复制是某些低等生物

•滚环复制(rolling circle replication)（三）滚环复制和D环复制是某些低等生物的复制形式，如X174和M13噬菌体等。

第105页：3-OH5-P'滚环复制5'

3-OH5-P55533335'滚环复制5'5335

第106页：D环复制是线粒体

• dNTPDNA-polγ
• •D环复制(D-loop replication)是线粒体DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)的复制形式

第107页：DNA损伤与修复

五、DNA损伤（突变）与修复DNA Damage (Mutation) and Repair

第108页：遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变

遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变

遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变，均可称为突变。在复制过程中发生的DNA突变称为DNA损伤(DNA damage)。一些物理化学因子如紫外线、电离辐射和化学诱变剂均可引起DNA损伤，破坏其结构与功能。然而在一定条件下，生物机体能使这种损伤得到修复。从分子水平来看，突变就是DNA分子上碱基的改变。

第109页：突变是进化

• （一）突变的意义
• 1、突变是进化、分化的分子基础
• 2、突变导致基因型改变
• 3、突变导致死亡
• 4、突变是某些疾病的发病基础

第110页：引发突变的因素物理因素紫外线

（二）引发突变的因素物理因素紫外线(ultra violet, UV)、各种辐射UV

第111页：

第112页：化学因素

化学因素

第113页：突变的分子改变类型

• （三）突变的分子改变类型
• •错配(mismatch)
• •缺失(deletion)
• •插入(insertion)
• •重排(rearrangement)框移(frame-shift)

第114页：DNA分子上的碱基错配称点突变

• DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)。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
• 1、错配

第115页：镰形红细胞贫血病人

镰形红细胞贫血病人Hb (HbS)β亚基N-val·his·leu·thr·pro·val·glu······C肽链CACGTG基因正常成人Hb (HbA)β亚基N-val·his·leu·thr·pro·glu·glu······C肽链CTCGAG基因

第116页：框移突变是指三联体密码的阅读方

• 2、缺失、插入和框移缺失：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
• •框移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
• •缺失或插入都可导致框移突变

第117页：谷酪蛋丝5’

谷酪蛋丝5’ ……GCAG U AC A UG U C……丙缬组缬正常5’ ……G A GU A CA U GU C ……缺失C缺失引起框移突变

第118页：重排DNA分子内较大片段的交换

重排DNA分子内较大片段的交换

3、重排DNA分子内较大片段的交换，称为重组或重排。

第119页：由基因重排引起的两种地中海贫血基因型

由基因重排引起的两种地中海贫血基因型

第120页：DNA损伤的修复修复是对已发生分子改变的

• （四）DNA损伤的修复修复(repairing)是对已发生分子改变的补偿措施，使其回复为原有的天然状态
• •光修复(light repairing)
• •切除修复(excision repairing)
• •重组修复(recombination repairing)
• •SOS修复修复的主要类型

第121页：光修复光修复酶

1、光修复光修复酶(photolyase)UV

第122页：

第123页：切除修复是细胞内最重要和有效的修复机制

• UvrAUvrBUvrCOHPDNA聚合酶ⅠOHP
• 2、切除修复是细胞内最重要和有效的修复机制，主要由DNA-polⅠ和连接酶完成。包括切－补－切－封四个步骤。DNA连接酶ATPE.coli的切除修复机制

第124页：

第125页：重组修复

3、重组修复

第126页：切除修复发生在

• 切除修复发生在DNA复制之前，而当DNA发动复制时尚未修复的损伤部位，可以先复制，再重组修复。
• 在重组修复过程中，DNA链的损伤并未除去。
• 重组修复至少需要4种酶组分。
• 重组基因recA编码一种分子量为40000的蛋白质，它具有交换DNA链的活力。
• RecA蛋白被认为在DNA

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第128页：SOS修复•当

• 4、SOS修复
• •当DNA损伤广泛难以继续复制时，由此而诱发出一系列复杂的反应
• •在E.coli，各种与修复有关的基因，组成一个称为调节子(regulon)的网络式调控系统
• •这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能力差。通过SOS修复，复制如能继续，细胞是可存活的。然而DNA保留的错误较多，导致较广泛、长期的突变

第129页：诱导修复和应急反应诱导修复是细胞

• 诱导修复和应急反应（SOS反应）诱导修复是细胞DNA受到严重损伤或DNA复制系统受到抑制的紧急情况下，为求得生存而出现的一系列诱导性修复。
• SOS反应诱导的修复系统包括避免差错的修复（无差错修复）和倾向差错的修复。
• 避免差错的修复：SOS