DNA的生物合成9课件

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1、目录目录第第10章章DNA的生物合成的生物合成（常考点：（常考点：DNA生物合成的大致过程及生物合成的大致过程及各过程所用的酶；各过程所用的酶；DNA损伤及修复；逆损伤及修复；逆 转录和逆转录酶）转录和逆转录酶）目录目录复制复制(replication)是指遗传物质的传代，以是指遗传物质的传代，以母链母链DNA为模板合成子链为模板合成子链DNA的过程。的过程。复制复制亲代亲代DNA子代子代DNA目录目录n本章主要内容：本章主要内容：复制的基本规律复制的基本规律 DNA复制的酶学和拓扑学变化复制的酶学和拓扑学变化 复制的过程复制的过程 逆转录和其他复制方式逆转录和其他复制方式 DNA损伤（突变）

2、与修复损伤（突变）与修复复制的基本规律复制的基本规律（掌握内容较少）（掌握内容较少）第第 一一 节节目录目录（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）1 1、DNADNA的半保留复制的半保留复制的半保留复制的半保留复制（掌握半保留复制的定义及实验依据）（掌握半保留复制的定义及实验依据）（掌握半保留复制的定义及实验依据）（掌握半保留复制的定义及实验依据）2 2、DNADNA的双向复制（了解）的双向复制（了解）的双向复制（了解）的双向复制（了解）3 3、DNADNA的半不连续复制（熟悉）的

3、半不连续复制（熟悉）的半不连续复制（熟悉）的半不连续复制（熟悉）4 4、DNADNA复制的原则复制的原则复制的原则复制的原则（掌握（掌握（掌握（掌握DNADNA复制遵循碱基互补、方向相反的原则）复制遵循碱基互补、方向相反的原则）复制遵循碱基互补、方向相反的原则）复制遵循碱基互补、方向相反的原则）本本节节主主要要内内容：容：目录目录复制的方式复制的方式 半保留复制半保留复制(semi-conservative replication)双向复制双向复制(bidirectional replication)半不连续复制半不连续复制(semi-discontinuous replication)n复制

4、的基本规律复制的基本规律 目录目录一、半保留复制是一、半保留复制是DNA复制的基本特征复制的基本特征（掌握）（掌握）DNA生生物物合合成成时时，母母链链DNA解解开开为为两两股股单单链链，各各自自作作为为模模板板(template)按按碱碱基基配配对对规规律律，合合成成与与模模板板互互补补的的子子链链。子子代代细细胞胞的的DNA，一一股股单单链链从从亲亲代代完完整整地地接接受受过过来来，另另一一股股单单链链则则完完全全从从新新合合成成。两两个个子子细细胞胞的的DNA都都和和亲亲代代DNA碱碱基基序序列列一一致致。这种复制方式称为这种复制方式称为半保留复制半保留复制。n半保留复制半保留复制的概念

5、的概念:AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母链母链DNA复制过程中形成复制过程中形成的复制叉的复制叉子代子代DNAn密度梯度实验密度梯度实验:实验结果支持实验结果支持半保留复制半保留复制的设想。的设想。含重氮含重氮-DNA的细菌的细菌培养于普培养于普通培养液通培养液 第一代第一代继续培养于继续培养于普通培养液普通培养液 第二代第二代梯度离心结果梯度离心结果目

6、录目录体现了遗传的体现了遗传的保守性保守性。n半保留复制的意义半保留复制的意义:遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但但不是绝对的不是绝对的。目录目录原原核核生生物物复复制制时时，DNA从从起起始始点点(origin)向向两两个个方方向向解解链链，形形成成两两个个延延伸伸方方向向相相反反的的复复制制叉，称为叉，称为双向复制双向复制。二、二、DNA复制从起始点向两个方向复制从起始点向两个方向延伸形成双向复制（了解）延伸形成双向复制（了解）A.环状双链环状双链DNA及复制起始点及复制起始点B.复制中的两个复制叉复制中的两个复制叉C.复制接近终止点复制接近终止

7、点(termination,ter)oriterA B C目录目录真真核核生生物物每每个个染染色色体体有有多多个个起起始始点点，是是多多复复制制子子的的复复制制。从从一一个个DNA复复制制起起始始点点起起始始的的DNA复复制制起起始始区区域域称称为为复复制制子子。复复制制子子是是独独立立完完成成复复制制的的功功能能单单位位（原核一个起始点原核一个起始点）。）。53oriorioriori5353oriorioriori535533553复制复制3目录目录三、三、DNA一股子链复制的方向与解链一股子链复制的方向与解链方向相反导致半不连续复制（熟悉）方向相反导致半不连续复制（熟悉）3 5 3 5

8、解链方向解链方向35335领头链领头链(leading strand)随从链随从链(lagging strand)目录目录顺顺着着解解链链方方向向生生成成的的子子链链，复复制制是是连连续续进进行行的的，这股链称为这股链称为领头链领头链(leading strand)。另另一一股股链链因因为为复复制制的的方方向向与与解解链链方方向向相相反反，不不能能顺顺着着解解链链方方向向连连续续延延长长，这这股股不不连连续续复复制制的的链链称称为为随随从从链链(lagging strand)。复复制制中中的的不不连连续续片段称为片段称为岡崎片段岡崎片段(okazaki fragment)。领领头头链链连连续续

9、复复制制而而随随从从链链不不连连续续复复制制，就就是是复复制的半不连续性。制的半不连续性。目录目录DNA复制的酶学和拓扑学变化复制的酶学和拓扑学变化第第 二二 节节（掌握内容较多）（掌握内容较多）目录目录（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）1 1、DNADNA复制时的基本化学反应（熟悉）复制时的基本化学反应（熟悉）复制时的基本化学反应（熟悉）复制时的基本化学反应（熟悉）2 2、DNADNA聚合酶聚合酶聚合酶聚合酶（掌握原核生物（掌握原核生物（掌握原核生物（掌握原核生物3 3种种种

10、种DNADNA聚合酶的酶活性剂功能）聚合酶的酶活性剂功能）聚合酶的酶活性剂功能）聚合酶的酶活性剂功能）3 3、DNADNA复制保真性的酶学依据复制保真性的酶学依据复制保真性的酶学依据复制保真性的酶学依据（掌握）（掌握）（掌握）（掌握）4 4、DNADNA复制时的解链及拓扑学变化复制时的解链及拓扑学变化复制时的解链及拓扑学变化复制时的解链及拓扑学变化（掌握（掌握（掌握（掌握DnaADnaA 、DnaBDnaB、DnaCDnaC、DnaGDnaG、SSBSSB及拓扑异构酶的功能）及拓扑异构酶的功能）及拓扑异构酶的功能）及拓扑异构酶的功能）5 5、DNADNA连接酶连接酶连接酶连接酶（掌握（掌握（掌

11、握（掌握DNADNA连接酶的功能）连接酶的功能）连接酶的功能）连接酶的功能）本本节节主主要要内内容：容：目录目录n参与参与DNA复制的物质（了解）复制的物质（了解）:底物底物(substrate):dATP,dGTP,dCTP,dTTP；聚聚合合酶酶(polymerase):依依赖赖DNA的的DNA聚聚合合酶酶，简简写为写为 DNA-pol；模板模板(template):解开成单链的解开成单链的DNA母链；母链；引引物物(primer):提提供供3-OH末末端端使使dNTP可可以以依依次次聚合；聚合；其他的酶和蛋白质因子。其他的酶和蛋白质因子。目录目录一、一、核苷酸和核苷酸之间生成磷酸二酯键是

12、核苷酸和核苷酸之间生成磷酸二酯键是复制的基复制的基本化学反应（了解）本化学反应（了解）(dNMP)n+dNTP (dNMP)n+1+PPi目录目录n聚合反应的特点（了解）聚合反应的特点（了解）:DNA 新链生成需新链生成需引物引物和和模板模板；新链的延长只可沿新链的延长只可沿5 3 方向进行。方向进行。目录目录二、二、DNA聚合酶聚合酶催化核苷酸之间聚合催化核苷酸之间聚合（掌握）（掌握）全称：全称：依赖依赖DNA的的DNA聚合酶聚合酶(DNA-dependent DNA polymerase，DDDP)简称简称:DNA聚合酶聚合酶（DNA-pol）活性：活性：1.53 的聚合活性的聚合活性2.

13、核酸外切酶活性核酸外切酶活性5 A G C T T C A G G A T A 3|3 T C G A A G T C C T A G C G A C 53 5 外切酶活性外切酶活性:5 3 外切酶活性外切酶活性:?能切除突变的能切除突变的 DNA片段。片段。能辨认错配的碱基对，并将其水解。能辨认错配的碱基对，并将其水解。n核酸外切酶活性核酸外切酶活性:目录目录（一）原核生物的（一）原核生物的DNA聚合酶聚合酶分为三型分为三型(掌握）掌握）DNA-pol DNA-pol DNA-pol 目录目录（一）（一）原核生物的原核生物的DNA聚合酶聚合酶（掌握酶活性及功能）（掌握酶活性及功能）3 3 5

14、555 核酸外切酶活性核酸外切酶活性核酸外切酶活性核酸外切酶活性 有有有有 有有有有 有有有有5 5 5 5 3 3 聚合酶活性聚合酶活性聚合酶活性聚合酶活性 有有有有 有有有有 有有有有功能功能功能功能校读，切除校读，切除引物引物,填补填补空隙空隙应急修复应急修复子链延长子链延长目录目录DNA-pol （了解）（了解）目录目录323个氨基酸个氨基酸小片段小片段5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性大片段大片段/Klenow 片段片段 604个氨基酸个氨基酸DNA聚合酶活性聚合酶活性 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性N 端端C 端端木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶DNA-pol Klenow片段是实验室合成片段

15、是实验室合成DNA，进行，进行分子生物学研究中常用的工具酶。分子生物学研究中常用的工具酶。目录目录DNA-pol（了解）（了解）DNA-pol II基因发生突变，细菌依然能存活。基因发生突变，细菌依然能存活。DNA-pol 对模板的特异性不高，即使在已发生损伤的对模板的特异性不高，即使在已发生损伤的DNA模板上，它也能催化核苷酸聚合。因此认为，它参模板上，它也能催化核苷酸聚合。因此认为，它参与与DNA损伤的应急状态修复（损伤的应急状态修复（SOS修复）。修复）。目录目录DNA-pol (熟悉熟悉)目录目录（二）常见的真核细胞（二）常见的真核细胞DNA聚合酶有五种（了解）聚合酶有五种（了解）DN

16、A-pol 起始引发，有引物酶活性。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。延长子链的主要酶，有解螺旋酶活性。参与低保真度的复制参与低保真度的复制 。在复制过程中起校读、修复和填补缺在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。口的作用。在线粒体在线粒体DNA复制中起催化作用。复制中起催化作用。DNA-pol DNA-pol DNA-pol DNA-pol 目录目录真核生物的真核生物的DNA聚合酶聚合酶目录目录三、三、核酸外切酶的校读活性和碱基选择功能是核酸外切酶的校读活性和碱基选择功能是复复制保真性的酶学依据制保真性的酶学依据（掌握）（掌握）目录目录遵守严格的碱基配对规律；遵守

17、严格的碱基配对规律；聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；复制出错时复制出错时DNA-pol的及时校读功能。的及时校读功能。nDNA复制的保真性至少要依赖三种机制复制的保真性至少要依赖三种机制（掌握）（掌握）：目录目录四、复制中的分子解链伴有四、复制中的分子解链伴有DNA 分子拓扑学变化分子拓扑学变化（掌握）（掌握）DNA分子的碱基埋在双螺旋内部，只有把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。解成单链，它才能起模板作用。目录目录（一）多种酶参与（一）多种酶参与DNA解链和稳定单链状态解链和稳定单链状态（掌握）（掌握）目录目录E.Col

18、i 基因图基因图目录目录解螺旋酶解螺旋酶(helicase)利用利用ATP供能，作用于供能，作用于氢键，使氢键，使DNA双链解开成为两条单链。双链解开成为两条单链。引物酶引物酶(primase)复制起始时催化生成复制起始时催化生成RNA引引物的酶。物的酶。单链单链DNA结合蛋白结合蛋白(single stranded DNA binding protein,SSB)在复制中维持模板处于单链状在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整态并保护单链的完整。目录目录108局部解链后局部解链后（二）（二）DNA拓扑异构酶改变拓扑异构酶改变DNA超螺旋状态、超螺旋状态、理顺理顺DNA链链（掌握）（掌握

19、）n复制过程正超螺旋的形成：复制过程正超螺旋的形成：目录目录解链过程中正超螺旋的形成解链过程中正超螺旋的形成目录目录既能水解既能水解 、又能连接磷酸二酯键。、又能连接磷酸二酯键。拓扑异构酶拓扑异构酶 拓扑异构酶拓扑异构酶n拓扑异构酶分类：拓扑异构酶分类：n拓扑异构酶作用特点：拓扑异构酶作用特点：目录目录拓扑异拓扑异构酶构酶切断切断DNA双链中双链中一股一股链，使链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，闭切口，DNA变为松弛状态变为松弛状态。反应反应不需不需ATP。拓扑异拓扑异构酶构酶切断切断DNA分子分子两股两股链，断端通过链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。

20、切口旋转使超螺旋松弛。利用利用ATP供能，连接断端，供能，连接断端，DNA分子进入负超螺旋状态。分子进入负超螺旋状态。n作用机制：作用机制：目录目录五、五、DNA连接酶连接酶连接连接DNA双链中的单链双链中的单链缺口缺口（掌握）（掌握）连连接接DNA链链3-OH末末端端和和相相邻邻DNA链链5-P末末端端，使使二二者者生生成成磷磷酸酸二二酯酯键键，从从而而把把两两段段相邻的相邻的DNA链连接成一条完整的链。链连接成一条完整的链。n DNA连接酶连接酶(DNA ligase)作用方式：作用方式：HO5335DNA连接酶连接酶ATPADP5353nDNA连接酶的作用：连接酶的作用：目录目录DNA连

21、连接接酶酶在在复复制制中中起起最最后后接接合合缺缺口口的的作用。作用。在在DNA修修复复、重重组组及及剪剪接接中中也也起起缝缝合合缺缺口作用。口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。也是基因工程的重要工具酶之一。n功能：功能：目录目录提供核糖提供核糖3-OH提供提供5-P结果结果DNA聚合酶聚合酶引物或延长中的引物或延长中的新链新链游离游离dNTP去去PPi(dNTP)n+1连接酶连接酶复制中不连续的两条单链复制中不连续的两条单链不连续不连续连续链连续链拓扑酶拓扑酶切断、整理后的两链切断、整理后的两链改变拓扑状态改变拓扑状态DNA聚合酶，拓扑酶和连接酶催化聚合酶，拓扑酶和连接酶催化3,5-磷酸二

22、酯键生成的比较磷酸二酯键生成的比较（掌握）（掌握）目录目录DNA的复制的复制（主要掌握原核生物（主要掌握原核生物DNA复制内容）复制内容）第第 三三 节节目录目录（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）1 1、原核生物的原核生物的原核生物的原核生物的DNADNA复制复制复制复制（掌握起始阶段所需要的成分及其作用，掌握起（掌握起始阶段所需要的成分及其作用，掌握起（掌握起始阶段所需要的成分及其作用，掌握起（掌握起始阶段所需要的成分及其作用，掌握起始阶段的详细步骤始阶段的详细步骤始阶段的详

23、细步骤始阶段的详细步骤;掌握延长阶段的详细步骤及掌握延长阶段的详细步骤及掌握延长阶段的详细步骤及掌握延长阶段的详细步骤及冈崎片段知识；掌握终止阶段的详细步骤即对冈崎片段知识；掌握终止阶段的详细步骤即对冈崎片段知识；掌握终止阶段的详细步骤即对冈崎片段知识；掌握终止阶段的详细步骤即对冈崎片段的处理。）冈崎片段的处理。）冈崎片段的处理。）冈崎片段的处理。）2 2、真核生物的、真核生物的、真核生物的、真核生物的DNADNA复制复制复制复制（掌握引物小、冈崎片段短、多个复制起始点；（掌握引物小、冈崎片段短、多个复制起始点；（掌握引物小、冈崎片段短、多个复制起始点；（掌握引物小、冈崎片段短、多个复制起始点

24、；掌握复制终止时端粒和端粒酶的知识）掌握复制终止时端粒和端粒酶的知识）掌握复制终止时端粒和端粒酶的知识）掌握复制终止时端粒和端粒酶的知识）本本节节主主要要内内容：容：目录目录（一）复制起始（一）复制起始DNA解链，解链，形成引发体，合成引物形成引发体，合成引物。一、原核生物的一、原核生物的DNA复制复制（掌握）（掌握）目录目录E.Coli 基因图基因图目录目录E.coli复制起始点复制起始点 oriC GATTNTTTATTT GATCTNTTNTATT GATCTCTTATTAG 1 13 17 29 32 44 1 13 17 29 32 44 TGTGGATTA-TTATACACA-TT

25、TGGATAA-TTATCCACA58 66 166 174 201 209 237 24558 66 166 174 201 209 237 245 串联重复序列串联重复序列 反向重复序列反向重复序列5 3 5 3 1.DNA解链解链目录目录 Dna A Dna B、Dna CDNA拓扑异构酶拓扑异构酶引物引物酶酶SSB3 5 3 5 2.引发体和引物引发体和引物含有解螺旋酶、含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。复制起始区域的复合结构称为引发体。目录目录3 5 3 5 引物是由引物酶催化合成的短链引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。分

26、子。引物引物3 HO5引物引物酶酶目录目录（二）复制的延长过程（二）复制的延长过程复复制制的的延延长长指指在在DNA-pol催催化化下下，dNTP以以dNMP的的方方式式逐逐个个加加入入引引物物或或延延长长中中的的子子链链上上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。5 5 3 35 5dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH 33 3DNA-pol目录目录n领头链的合成：领头链的合成：领头链的子链沿着领头链的子链沿着5 5 33 方向可以连续地延长。方向可以连续地延长。n随从链的合成随从链的合成复复制制过过程程简简图图目录目录n（三）复

27、制的终止过程（三）复制的终止过程 切除引物、填补空缺和连接切口切除引物、填补空缺和连接切口目录目录5 5 5 RNA酶酶OHP5 DNA-pol dNTP5 5 PATP ADP+Pi5 5 DNA连接酶连接酶n 随从链上不连续性片段的连接：随从链上不连续性片段的连接：目录目录目录目录二、真核生物的二、真核生物的DNA生物合成生物合成（掌握引物小、冈（掌握引物小、冈崎片段短、复制速度慢及端粒酶知识）崎片段短、复制速度慢及端粒酶知识）目录目录（三）端粒酶（三）端粒酶参与解决染色体末端复制问题参与解决染色体末端复制问题（掌握）（掌握）+5 3 3 3 3 5 5 目录目录端粒端粒(telomere

28、)指真核生物染色体线性指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。分子末端的结构。n端粒的功能：端粒的功能：维持染色体的稳定性维持染色体的稳定性维持维持DNA复制的完整性复制的完整性n端粒的结构特点：端粒的结构特点：由末端单链由末端单链DNA序列和蛋白质构成。序列和蛋白质构成。末端末端DNA序列是多次重复的富含序列是多次重复的富含T、G碱基碱基的短序列。的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG目录目录端粒酶端粒酶(telomerase)端粒酶端粒酶RNA(human telomerase RNA,hTR)端粒酶协同蛋白端粒酶协同蛋白(human telomerase associated pr

29、otein 1,hTP1)端粒酶逆转录酶端粒酶逆转录酶(human telomerase reverse transcriptase,hTRT)n组成：组成：目录目录端粒酶的催端粒酶的催化延长作用化延长作用爬爬行行模模型型目目 录录目录目录DNADNA聚合酶复制子链聚合酶复制子链进一步加工进一步加工目目 录录目录目录逆转录和其他复制方式逆转录和其他复制方式（掌握内容较少）（掌握内容较少）第四节第四节目录目录（说明：红色字表示是这一节的重点（说明：红色字表示是这一节的重点内容）内容）1、逆转录逆转录（掌握你转录酶的作用）（掌握你转录酶的作用）2、逆转录研究的意义（了解）、逆转录研究的意义（了解）

30、3、其他复制方式（了解）、其他复制方式（了解）本本节节主主要要内内容：容：目录目录逆转录酶逆转录酶(reverse transcriptase)（掌握）（掌握）逆转录逆转录(reverse transcription)逆转录逆转录酶酶一、一、逆转录病毒的基因组是逆转录病毒的基因组是RNA，其复制方，其复制方式是式是逆转录逆转录RNARNADNADNA目录目录n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 模板模板逆转录酶逆转录酶DNA-RNA杂化双链杂化双链RNA酶酶单链单链DNA逆转录酶逆转录酶双链双链DNA目录目录RNA病病毒毒在在细细胞胞内内复复制制成成双双链链DNA

31、的的前前病病毒毒(provirus)。前前病病毒毒保保留留了了RNA病病毒毒全全部部遗遗传传信信息息，并并可可在在细细胞胞内内独独立立繁繁殖殖。在在某某些些情情况况下下，前前病病毒毒基基因因组组通通过过基基因因重重组组(recombination)，参参加加到到细细胞胞基基因因组组内内，并并随随宿宿主主基基因因一一起起复复制制和和表表达达。这这种种重重组组方方式式称称为为整整合合(integration)。前前病病毒毒独独立立繁繁殖殖或整合，都可成为致病的原因。或整合，都可成为致病的原因。目录目录三、三、噬菌体噬菌体DNA按按滚环方式复制滚环方式复制和线粒和线粒体体DNA按按D环方式复制（不讲

32、）环方式复制（不讲）DNA损伤（突变）与修复损伤（突变）与修复（掌握内容较多）（掌握内容较多）第五节第五节目录目录（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）（说明：红色字表示是这一节的重点内容）1 1、突变在生物界普遍存在（了解）突变在生物界普遍存在（了解）突变在生物界普遍存在（了解）突变在生物界普遍存在（了解）2 2、多种化学或物理因素可诱发突变、多种化学或物理因素可诱发突变、多种化学或物理因素可诱发突变、多种化学或物理因素可诱发突变（掌握紫外线对（掌握紫外线对（掌握紫外线对（掌握紫外线对DNADNA的损伤是形成嘧啶二聚

33、体）的损伤是形成嘧啶二聚体）的损伤是形成嘧啶二聚体）的损伤是形成嘧啶二聚体）3 3、突变的分子改变类型、突变的分子改变类型、突变的分子改变类型、突变的分子改变类型（掌握突变的类型；点突变可导致氨基酸置换；（掌握突变的类型；点突变可导致氨基酸置换；（掌握突变的类型；点突变可导致氨基酸置换；（掌握突变的类型；点突变可导致氨基酸置换；缺失、插入可导致框移突变）缺失、插入可导致框移突变）缺失、插入可导致框移突变）缺失、插入可导致框移突变）4 4、DNADNA损伤的修复损伤的修复损伤的修复损伤的修复（掌握修复的类型，其中切除修复最重要，并注（掌握修复的类型，其中切除修复最重要，并注（掌握修复的类型，其中

34、切除修复最重要，并注（掌握修复的类型，其中切除修复最重要，并注意切除修复与冈崎片段的处理的比较）意切除修复与冈崎片段的处理的比较）意切除修复与冈崎片段的处理的比较）意切除修复与冈崎片段的处理的比较）本本节节主主要要内内容：容：目录目录DNA突突变变具具体体指指个个别别dNMP残残基基以以至至片片段段DNA在在构构成成、复复制制或或表表型型功功能能的的异异常常变变化化，也称为也称为DNA损伤损伤(DNA damage)。从从分分子子水水平平来来看看，突突变变就就是是DNA分分子子上上碱碱基基的改变。的改变。目录目录一、突变在生物界普遍存在（了解）一、突变在生物界普遍存在（了解）（一）突变是进化、

35、分化的分子基础（一）突变是进化、分化的分子基础从从长长远远的的生生物物史史看看，进进化化过过程程是是突突变变的的不不断断发生所造成的。发生所造成的。大大量量的的突突变变都都是是属属于于这这种种类类型型，只只是是目目前前还还未未能能认认识识其其发发生生的的真真正正原原因因，因因而而名名为为自自发发突变或自然突变突变或自然突变(spontaneous mutation)。目录目录（二）只有基因型改变的突变形成（二）只有基因型改变的突变形成DNA的多态性的多态性这这种种突突变变没没有有可可察察觉觉的的表表型型改改变变，例例如如在在简简并并密密码码子子上上第第三三位位碱碱基基的的改改变变，蛋蛋白白质质

36、非非功功能能区区段段上上编编码码序序列列的的改改变变等等。这这些些现现象象也也相相当普遍。当普遍。多多态态性性(polymorphism)一一词词用用来来描描述述个个体体之之间间的基因型差别现象。的基因型差别现象。目录目录（三）致死性的突变可导致个体、细胞的死亡（三）致死性的突变可导致个体、细胞的死亡（四）突变是某些疾病的发病基础（四）突变是某些疾病的发病基础目录目录二、多种化学或物理因素可诱发突变（熟悉）二、多种化学或物理因素可诱发突变（熟悉）大大量量的的突突变变属属于于自自发发突突变变，发发生生频频率率只只不不过过在在10-9左左右右。但但由由于于生生物物基基因因组组庞庞大大，细细胞胞繁繁

37、殖殖速速度度快快，因此它的作用是不可低估的。因此它的作用是不可低估的。实实验验室室用用来来诱诱发发突突变变，也也是是生生活活环环境境中中导导致致突突变变的因素，主要有的因素，主要有物理和化学因素物理和化学因素。目录目录n物理因素：物理因素：紫外线紫外线（掌握（掌握)、各种辐射、各种辐射 UVn化学因素：化学因素：目录目录三、引起突变的分子改变类型有多种三、引起突变的分子改变类型有多种错配错配(掌握可引起氨基酸置换掌握可引起氨基酸置换)缺失缺失(deletion)插入插入(insertion)重排重排(rearrangement)框移框移(掌握掌握)目录目录DNA分子上的碱基错配称点突变分子上的

38、碱基错配称点突变(point mutation)。自发突变和不少化学诱变都能引起自发突变和不少化学诱变都能引起DNA上某一碱基上某一碱基的置换。的置换。点突变发生在基因的编码区，可导致点突变发生在基因的编码区，可导致氨基酸置换氨基酸置换。（一）错配（一）错配可导致编码氨基酸的改变可导致编码氨基酸的改变目录目录镰形红细胞贫血病人镰形红细胞贫血病人Hb(HbS)亚基亚基N-val his leu thr pro val glu C 肽链肽链CAC GTG基因基因正常成人正常成人Hb(HbA)亚基亚基N-val his leu thr pro glu glu C 肽链肽链CTC GAG基因基因n镰形

39、红细胞贫血病人镰形红细胞贫血病人目录目录（二）缺失、插入和（二）缺失、插入和框移突变框移突变造成蛋白质氨基酸排列顺造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变序发生改变缺失：缺失：一个碱基或一段核苷酸链从一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子大分子上消失。上消失。插入：插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到入到DNA大分子中间。大分子中间。缺失或插入都可导致缺失或插入都可导致框移突变框移突变。框移突变框移突变是指三联体密码的阅读方式改变，造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。成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。目录目录谷谷 酪酪 蛋蛋 丝丝5

40、G C A G U A C A U G U C 丙丙 缬缬 组组 缬缬正常正常5 G A G U A C A U G U C 缺失缺失Cn缺失引起框移突变：缺失引起框移突变：目录目录（三）重组或重排常可引起遗传、肿瘤等疾病（三）重组或重排常可引起遗传、肿瘤等疾病DNA分子内较大片段的交换，称为重组或分子内较大片段的交换，称为重组或重排。重排。移位的移位的DNA可以在新位点上颠倒方向反置可以在新位点上颠倒方向反置（倒位），也可以在染色体之间发生交换（倒位），也可以在染色体之间发生交换重组。重组。目录目录n由基因重排引起的地中海贫血基因型：由基因重排引起的地中海贫血基因型：目录目录四、四、DNA损

41、伤的修复损伤的修复有多种类型有多种类型修复修复(repairing)是对已发生分子改变的补偿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。措施，使其回复为原有的天然状态。错配修复错配修复直接修复直接修复切除修复切除修复(掌握掌握)重组修复重组修复SOS修复修复 n修复的主要类型：修复的主要类型：目录目录（一）直接修复（一）直接修复系统利用酶简单地逆转系统利用酶简单地逆转DNA损伤损伤光修复酶光修复酶(photolyase)UV目录目录（二）（二）核苷酸核苷酸切除修复切除修复系统识别系统识别DNA双螺旋变形双螺旋变形这是细胞内最重要和有效的修复方式。这是细胞内最重要和有效的修复方式。其

42、过程包括去除损伤的其过程包括去除损伤的DNA，填补空隙和连接。，填补空隙和连接。主要由主要由DNA-pol和连接酶完成。和连接酶完成。UvrAUvrBUvrCOHPDNA聚合酶聚合酶OHPDNA连接酶连接酶ATPnE.coli的切的切除修复机制除修复机制目录目录（三）重组修复（三）重组修复目录目录（四）四）SOS修复修复当当DNA损损伤伤广广泛泛难难以以继继续续复复制制时时，由由此此而而诱诱发出一系列复杂的反应。发出一系列复杂的反应。在在E.coli，各各种种与与修修复复有有关关的的基基因因，组组成成一一个个称为称为调节子调节子(regulon)的网络式调控系统。的网络式调控系统。这这种种修修

43、复复特特异异性性低低，对对碱碱基基的的识识别别、选选择择能能力力差差。通通过过SOS修修复复，复复制制如如能能继继续续，细细胞胞是是可可存存活活的的。然然而而DNA保保留留的的错错误误较较多多，导导致致较较广泛、长期的突变。广泛、长期的突变。目录目录n n1994A 合成 DNA 的原料是 n nAdAMPdGMP dCMP dTMP n nBdATPdGTPdCTP dTTPn nCdADPdGDP dCDP dTDP n nDdATP dGTP dCTP dUTP n nEdAMP dGMP dCMP dUMP目录目录n n2003A 下列不属于 DNA 分子结构改变的是n nA点突变 n

44、 nBDNA 重排 n nCDNA 甲基化 n nD碱基缺失 n nE碱基插入 目录目录n n2004A 下列关于复制和转录过程异同点的叙述,错误的是 n nA复制和转录的合成方向均为 53n nB复制和转录过程均需以 RNA 为引物n nC复制的原料 dNTP,转录的原料为 NTPn nD二者的聚合酶均催化形成 3,5磷酸二酯键 n nEDNA 的双股链中只有一条链转录,两条链均可被复制目录目录n n1994A 以 5ACTAGTCAG3（DNA 链）为模板合成相应 mRNA 链的核苷酸序列为n nA5TGATCAGTC3 B5UGAUCAGUC3 C5CUGACUAGU3 D5CTGACT

45、AGT3 E5CAGCUGACU3目录目录n n1995A DNA 复制时，以 5TAGA 3为模板，合成产物的互补结构为：n nA5TCTA 3 B5UCUA 3 C5ATCT 3 D5AUCU 3 E5GCGA 3目录目录n n1996N复制时下列哪一种酶是不需要的？n nP n nRP n nRP n n连接酶 n n拓扑异构酶目录目录n n1997A 紫外线对DNA的损伤主要是n nA引起碱基置换n nB导致碱基缺失n nC发生碱基插入 n nD使磷酸二酯键断裂 n nE形成嘧啶二聚物目录目录n n1997X 将 DNA 核苷酸顺序的信息转变成为氨基酸顺序的过程包括n nA复制 n n

46、B转录 n nC反转录 n nD翻译目录目录n n1998A 以下哪些代谢过程需要以 RNA 为引物？n nA体内 DNA 复制n nB转录 n nCRNA 复制n n D翻译n n E反转录n n1998A A(?)目录目录n n1998A 下列哪种酶不参与 DNA 损伤的切除修复过程？n nA核酸内切酶 n nB核酸外切酶 n nCDNA 聚合酶 n nDDNA 连接酶 n nE核酸限制性内切酶目录目录n n1999A 下列哪种酶不参加 DNA 的切除修复过程？n nADNA 聚合酶 I n nBDNA 聚合酶 III n nCAP 内切核酸酶 n nDDNA 连接酶n nE蛋白质 Uvr

47、A、UvrB 等目录目录n n2003A DNA 复制过程中参与冈崎片段之间连接的酶有n nA、RNA 酶n nB.DNA-plln nC、DnaA 蛋白n nD.连接酶目录目录n n2000A 下列关于真核生物 DNA 复制特点的描述错误的是n nARNA 引物较小 n nB冈崎片段较短 C片段连接时由 ATP 供给能量n nD在复制单位中，DNA 链的延长短度较慢n nE仅有一个复制起点目录目录n n2001A 若将 1 个完全被放射性标记的 DNA 分子放于无放射性标记的环境中复制三代后，所产生的全部DNA 分子中，无放射性标记的 DNA 分子有几个?n nA1 个 B2 个 C4 个

48、n nD6 个 E8 个 目录目录n n2001A2001A下列有关反转录酶的叙述，错误的是下列有关反转录酶的叙述，错误的是n nA A反转录酶以反转录酶以 mRNA mRNA 为模板，催化合成为模板，催化合成 cDNAcDNA n nB B催化的催化的 DNA DNA 合成反应也是合成反应也是 5533合成方向合成方向 C C在催化在催化 DNA DNA 合成开始进行时不需要有引物合成开始进行时不需要有引物 DD具有具有 RNaseRNase 活性活性n nE E反转录酶没有反转录酶没有 3355核酸外切酶活性，因此核酸外切酶活性，因此它无校对功能它无校对功能目录目录n nADNA 聚合酶

49、I BDNA 聚合酶 C两者都是 D两者都不是n n2001C 具有 35外切酶及 53外切酶活性的是n n2001C 在 DNA 复制中，链的延长上起重要作用的是目录目录n n2002A 参与复制起始过程的酶中，下列哪一组是正确的?n nADNA-pol I 、DNA内切酶n nBDNA外切酶、连接酶 n nCRNA酶、解螺旋酶 n nDDna蛋白、SSB n nEDNA拓扑异构酶、DNA-polI目录目录n nA氨基酸置换 B读码框移 n nC二者均有 D二者均无n n2002C 点突变(碱基错配)可导致n n2002C 缺失或插入突变可导致目录目录n n2004X 复制过程中具有催化 3

50、，5磷酸二酯键生成的酶有n nA引物酶 n nBDNA 聚合酶 n nC拓扑异构酶 n nD解螺旋酶目录目录n n2005A RNA 引物在 DNA 复制过程中的作用是n nA提供起始模板n nB激活引物酶 n nC提供复制所需的 5磷酸 n nD.提供复制所需的 3 羟基n nE激活 DNA-pol 目录目录n n2005X 拓扑异构酶对 DNA 分子的作用有n nA解开 DNA 超螺旋 n nB切断单链 DNA C结合单链 DNAn nD连接 3,5磷酸二酯键目录目录n n2006A 冈崎片段是指 n nA复制起始时，RNA 聚合酶合成的片段 B两个复制起始点之间的 DNA 片段 CDNA 半不连续复制时出现的 DNA 片段 n nD DNA 连续复制时出现的 DNA 片段n nEE.coli 复制起始点 oriC 的跨度为 245bp 片段目录目录n n2006X 参与 DNA 复制起始的有n nA.Dna 蛋白 n nBSSB n nC解螺旋酶n n DRNA 酶目录目录n n下列有关DNA聚合酶3的叙述正确的有：A、延长复制 n nB、3-5外切酶活性 n nC、5-3聚合酶活性 n n D、5-3外切酶活性