1、?中心法则nDNA复制的基本规律复制的基本规律nDNA复制的酶学及拓扑学变化复制的酶学及拓扑学变化nDNA生物合成过程生物合成过程n逆转录现象和逆转录酶逆转录现象和逆转录酶nDNA损伤与修复损伤与修复n核酸核酸DNA、RNAn 提问：提问：二者区别二者区别 ？n碱基（碱基（A、G、C、TA、G、C、U）n戊糖（脱氧核糖戊糖（脱氧核糖核糖）核糖）12半保留复制一、半保留复制的实验依据和意义一、半保留复制的实验依据和意义二、双向复制三、复制的半不连续性第二节第二节 DNA复制的酶学复制的酶学 n一、复制的化学反应一、复制的化学反应n（dATP）m+（dGTP）n+（dCTP）y+（dTTP）zn
2、n（dAMP+dGMP+dCMP+dTMP）m+n+y+zn +n （m+n+y+z）PPi大肠杆菌大肠杆菌DNA聚合酶聚合酶n 分类分类 n功能功能 53聚合聚合 n 53外切外切n 35外切外切n分子个数分子个数/细胞细胞 400 40 20n聚合能力聚合能力/分钟分钟/分子分子 600 50 105n基因突变后的致死性 可能 不可能 可能（二）真核生物（二）真核生物DNA聚合酶聚合酶n分类分类 存在部位存在部位 功能功能n 细胞核细胞核 起使，引物酶，合成随从链起使，引物酶，合成随从链n 细胞核细胞核 无其他酶时起作用无其他酶时起作用n 线粒体线粒体 线粒体线粒体DNA复制复制n 细胞核
3、细胞核 合成领头链，解螺旋酶合成领头链，解螺旋酶n 细胞核细胞核 校读、修复、填补缺口校读、修复、填补缺口三、三、DNA聚合酶外切酶活性聚合酶外切酶活性 和复制的保真性和复制的保真性n1.严格遵守严格遵守碱基配对规律碱基配对规律n2.聚合酶在复制延长中对聚合酶在复制延长中对碱基的选择碱基的选择功能功能n3.复制出错时有复制出错时有即时的校读即时的校读功能功能四、复制中解链和四、复制中解链和DNA分子的拓扑学变化分子的拓扑学变化n（一）解螺旋酶（一）解螺旋酶n 与复制相关的基因：与复制相关的基因：dnaA、dnaB、dnaXn 相应的基因产物：相应的基因产物：DnaA、DnaBDnaXn Dna
4、A：辨认复制起始点：辨认复制起始点：oriC（origin C）n DnaB：解开：解开DNA双螺旋双螺旋解螺旋酶解螺旋酶（二）（二）DNA拓扑异构酶拓扑异构酶(三）、单链三）、单链DNA结合蛋白（结合蛋白（SSB）n性质：由性质：由177177个氨基酸残基组成的相同四聚体个氨基酸残基组成的相同四聚体n 结合单链结合单链DNADNA跨度约跨度约3232个核苷酸单位；个核苷酸单位；n 随着复制的进行而不断地结合、脱离随着复制的进行而不断地结合、脱离n 具有协同效应具有协同效应 功能：维持模板处于单链状态功能：维持模板处于单链状态n 保护单链免受核酸酶降解。保护单链免受核酸酶降解。四、引物酶与引发
5、体四、引物酶与引发体n引物酶（引物酶（primase）：）：n 是是dnaG 的产物的产物n 为一种特殊的为一种特殊的RNA聚合酶；聚合酶；n 产物为长产物为长1020碱基的碱基的RNA链；链；n引发体（引发体（primosome）：）： DnaA（辨认起始点）、（辨认起始点）、DnaB（解螺旋酶）、（解螺旋酶）、n DnaC、加上其他复制因子构成复合体，加上其他复制因子构成复合体， n 结合到模板结合到模板DNA上，引物酶进入后所构成的复合上，引物酶进入后所构成的复合 n 物。物。五、五、DNA连接酶连接酶五、五、DNA连接酶（连接酶（DNA ligase）n1.旋转酶旋转酶解开解开超螺超螺
6、旋旋。一、复制的起始一、复制的起始n2.解螺旋酶解螺旋酶在起点在起点打开打开螺旋螺旋复制起始处的复制起始处的DNA片段片段起点起点提问提问：DNA结合蛋白的作用？结合蛋白的作用？防止单链复合防止单链复合作用作用确定起始部位，引导复制开始。确定起始部位，引导复制开始。3OH5PiPiPi3OH5PiPiPi3OH5PiPiPi为什么不能直接连接为什么不能直接连接DNA？RNA是真正的细胞是真正的细胞主人主人开链方向开链方向起点新链5 5新链3 3新链3 3新链5 5父代父代DNADNA两链方向相反两链方向相反开链方向开链方向（三）滚环复制（三）滚环复制n（一）原核生物复制终止及不连续片段连接（一
7、）原核生物复制终止及不连续片段连接（二）真核生物的端粒和端粒酶二）真核生物的端粒和端粒酶DNADNA复制为复制为5353半不连续半不连续复制。复制。n在在RNA的监控下保持的监控下保持DNA复制的高度忠实性复制的高度忠实性n用用RNA引物控制起始，同时充分发挥了引物控制起始，同时充分发挥了DNA聚合聚合酶的纠错能力。酶的纠错能力。n损伤损伤结构破坏、功能破坏结构破坏、功能破坏n一、突变的一、突变的意义意义n二、二、哪些因素会引起哪些因素会引起DNA损伤？损伤？n环境污染物环境污染物物理因素（紫外线、（电离、核）辐物理因素（紫外线、（电离、核）辐射）、化学诱变剂、射）、化学诱变剂、病毒杂合等病毒
8、杂合等。n1.突变是进化分化的分子基础突变是进化分化的分子基础n2.只有基因型改变的突变只有基因型改变的突变n3.致死性的突变致死性的突变n4.突变是某些疾病的突变是某些疾病的发病基础发病基础如如经经DNA为什么进化出如此复杂的为什么进化出如此复杂的复制机制呢？修复后有缺陷复制机制呢？修复后有缺陷，DNA就就会发生突变会发生突变发展成癌细胞发展成癌细胞三、突变分子改变的类型三、突变分子改变的类型n（一）、错配（一）、错配（点突变点突变）n（二）、缺失、插入和（二）、缺失、插入和框移突变框移突变n（三）、（三）、重排重排n1.光复活光复活NNOCH3ONNOOCH3PNNOCH3ONNOOCH3
9、PT(胸腺嘧啶）二聚体胸腺嘧啶）二聚体只有高等哺乳动物该功能退化掉了。只有高等哺乳动物该功能退化掉了。例例 对细菌紫外诱变或杀灭时尽量保持暗环境。对细菌紫外诱变或杀灭时尽量保持暗环境。2.切除修复切除修复3.重组修复重组修复n复制同时的修复复制同时的修复*在后代中只有一个个体含有该条在后代中只有一个个体含有该条DNA，后代，后代越多，影响比例越小，等于消除影响。越多，影响比例越小，等于消除影响。*4.SOS修复修复nSOS求救信号求救信号nDNA损伤严重，复制受到抑制，前几种方法难以奏效时：n诱导校对能力差的诱导校对能力差的DNA聚合酶形成，聚合酶形成，局部局部“乱配乱配”*进化、变种、癌症、诱变育种等等都是基于这一机理。进化、变种、癌症、诱变育种等等都是基于这一机理。n为了生存为了生存变变。胞膜蛋白胞膜蛋白双分子层双分子层衣壳蛋白衣壳蛋白RNA (病毒基因）病毒基因）治疗原理（鸡尾酒疗法）治疗原理（鸡尾酒疗法）n阻止阻止逆转录逆转录DNAn阻止阻止病毒蛋白原病毒蛋白原切割切割
