分子生物学第三次

分子生物学第三次真核生物染色体位于核仁内，一般在细胞有丝分裂过程真核生物染色体位于核仁内，一般在细胞有丝分裂过程中在光学显微镜下可见，而在细胞间期则为染色质，间中在光学显微镜下可见，而在细胞间期则为染色质，间期细胞经低渗处理溶胀破裂放出纤维串珠状的染色质期细胞经低渗处理溶胀破裂放出纤维串珠状的染色质。原核生物的染色体位于拟核区，染色体环状原核生物的染色体位于拟核区，染色体环状位置和形态：位置和形态：分子生物学第三次原核生物染色体外裹着稀疏的蛋白质，这些蛋白原核生物染色体外裹着稀疏的蛋白质，这些蛋白质与质与DANDAN的折叠、复制、重组及转录有关。的折叠、复制、重组及转录有关。真核生物真核生物DNADNA和蛋白质完全融合在一起，蛋白质和蛋白质完全融合在一起，蛋白质与与DNADNA的质量比为的质量比为2 2：1 1，蛋白质包括组蛋白和非，蛋白质包括组蛋白和非组蛋白组蛋白 染色体的倍数：染色体的倍数：原核生物染色体一般为单倍体，大多只带有单拷原核生物染色体一般为单倍体，大多只带有单拷贝基因贝基因每个基因序列几乎都与它所编码的蛋白质呈线性每个基因序列几乎都与它所编码的蛋白质呈线性对应关系对应关系真核生物除性细胞外染色体都是二倍体，每个基真核生物除性细胞外染色体都是二倍体，每个基因都有因都有2 2个拷贝个拷贝DNADNA与蛋白质的关系与蛋白质的关系分子生物学第三次原核生物基因组特点：原核生物基因组特点：基因连续，没有内含子基因连续，没有内含子结构简练：结构简练：DNADNA分子绝大部分用来编码蛋白质，小部分不转分子绝大部分用来编码蛋白质，小部分不转录录DNADNA序列控制基因表达序列控制基因表达存在转录单元：原核生物存在转录单元：原核生物DNADNA序列中功能相关的序列中功能相关的RNARNA和蛋白质和蛋白质基因丛集在基因组的一个或几个特定的部位，形成功能转录基因丛集在基因组的一个或几个特定的部位，形成功能转录单元。并被一起转录为含多个单元。并被一起转录为含多个mRNAmRNA的分子，叫多顺反子的分子，叫多顺反子mRNA.mRNA.重叠基因：原核生物中的一些细菌和动物病毒中有重叠基因，重叠基因：原核生物中的一些细菌和动物病毒中有重叠基因，即同一段即同一段DNADNA能携带两种不同的蛋白质信息。能携带两种不同的蛋白质信息。如：如：X 174X 174是一种单链是一种单链DNADNA病毒，含有病毒，含有9 9个重叠基因，有几种情况：个重叠基因，有几种情况：一个基因完全在另一个基因里，一个基因完全在另一个基因里，部分重叠，两个基因只有一个碱基部分重叠，两个基因只有一个碱基重叠。重叠。原核生物基因组具有单个复制起点原核生物基因组具有单个复制起点分子生物学第三次染色体染色体DNA蛋白质蛋白质组蛋白组蛋白非组蛋白非组蛋白分子生物学第三次蛋白质蛋白质组蛋白组蛋白 H1H1、H2AH2A、H2BH2B、H3H3、H4H4非组蛋白非组蛋白组蛋白的特征：组蛋白的特征：进化上极端保守，尤其是进化上极端保守，尤其是H3H3、H4H4，没有组织特异性，仅发现鸟类两栖类红细胞染色体不含没有组织特异性，仅发现鸟类两栖类红细胞染色体不含H1H1而带而带有有H5,H5,精细胞染色体的组蛋白是鱼精蛋白。精细胞染色体的组蛋白是鱼精蛋白。肽链上氨基酸分布不对称，碱性氨基酸分布在肽链上氨基酸分布不对称，碱性氨基酸分布在N N端，疏水基团端，疏水基团在在C C段。段。组蛋白的修饰作用，包括甲基化，乙酰化、磷酸化、及糖基化组蛋白的修饰作用，包括甲基化，乙酰化、磷酸化、及糖基化 修饰作用发生在细胞周期的特定时期和组蛋白的特定位点上。修饰作用发生在细胞周期的特定时期和组蛋白的特定位点上。MG1G2S分子生物学第三次组蛋白修饰的生物学意义：组蛋白修饰的生物学意义：乙酰化、甲基化修饰能为相关调控蛋乙酰化、甲基化修饰能为相关调控蛋白提供附着位点，一般的乙酰化能选白提供附着位点，一般的乙酰化能选择性使某些染色质区域的结构从紧密择性使某些染色质区域的结构从紧密变得松散，开放某些基因转录，甲基变得松散，开放某些基因转录，甲基化和可逆磷酸化的调节在信号转导过化和可逆磷酸化的调节在信号转导过程中有重要的作用，是细胞生命活动程中有重要的作用，是细胞生命活动的调控中心的调控中心分子生物学第三次真核生物基因组比较大，包括核基因组真核生物基因组比较大，包括核基因组和细胞器基因组和细胞器基因组含有大量的重复序列，含有大量的重复序列，功能功能DNADNA序列大多数被不编码非功能序列大多数被不编码非功能DNADNA隔开使基因组不连续隔开使基因组不连续真核生物的基因为单顺反子真核生物的基因为单顺反子真核生物基因组有多个复制起点真核生物基因组有多个复制起点分子生物学第三次5.5.核小体的结构：核小体的结构：核小体由核小体由H2AH2A、H2BH2B、H3H3、H4H4各两分子组成的八聚各两分子组成的八聚体和大约体和大约200bp DNA200bp DNA组成，八聚体在中间，组成，八聚体在中间，DNA DNA 分子分子盘绕在外，盘绕在外，H1H1在核小体的外面。在核小体的外面。一个核小体中组一个核小体中组蛋白和蛋白和DNADNA比例是比例是200bp DNA,H2A200bp DNA,H2A、H2BH2B、H3 H3、H4 H4 各两个，各两个，H1 H1 一个。一个。分子生物学第三次DNA-核小体-螺线管-超螺旋-染色体 11nm 30nm 300nm 1400nm7倍6倍40倍5倍200bp 约约为为68nm分子生物学第三次染色质和核小体染色质和核小体DNA DNA 和组蛋白有怎样的关系？和组蛋白有怎样的关系？几个有趣的发现：几个有趣的发现：染色质染色质DNADNA的的TmTm值比纯值比纯DNA DNA 高，说明染色质中高，说明染色质中的的DNADNA可能与蛋白质分子相互作用可能与蛋白质分子相互作用染色质状态下染色质状态下DNADNA聚合酶和聚合酶和RNARNA聚合酶催化聚合酶催化DNADNA的复制和转录低于自由的复制和转录低于自由DNADNA的反应的反应DNADNA酶酶1 1对染色质对染色质DNADNA的消化慢于对纯的消化慢于对纯DNA DNA 的消的消化染色质在电子显微镜下为核小体组成的念化染色质在电子显微镜下为核小体组成的念珠状结构珠状结构核酸酶处理染色质得到片段的长度均为核酸酶处理染色质得到片段的长度均为200bp200bp的倍数的倍数分子生物学第三次染色体上的非组蛋白：染色体上的非组蛋白：非组蛋白约占组蛋白的非组蛋白约占组蛋白的60%-70%60%-70%，种类约有，种类约有20-10020-100种之种之间，非组蛋白包括酶类间，非组蛋白包括酶类RNA RNA 聚合酶及与细胞分裂有关聚合酶及与细胞分裂有关的酶，核孔复合体蛋白、肌动蛋白等。的酶，核孔复合体蛋白、肌动蛋白等。特性：特性：具有多样性和异质性，不同组织的细胞其种类和数量具有多样性和异质性，不同组织的细胞其种类和数量都不相同都不相同对对DNADNA具有识别特异性，能识别特异具有识别特异性，能识别特异DNADNA序列，识别信序列，识别信息来源于息来源于DNA DNA 序列本身，识别信息促在于双螺旋的大序列本身，识别信息促在于双螺旋的大沟内沟内具有多种动能，参与表达调控，染色质高级结构的形具有多种动能，参与表达调控，染色质高级结构的形成成分子生物学第三次 物种 基因组大小/Mb 单倍体染色体数目 人 3300 23 豌豆 4800 7 线虫 155 11 鼠 2600 21 玉米 2500 10 水稻 430 24 果蝇 278 4 部分动植物及细菌染色体数部分动植物及细菌染色体数分子生物学第三次C C值矛盾值矛盾C C值指的是生物单倍体基因组所含的值指的是生物单倍体基因组所含的DNADNA总量总量C C值矛盾是指基因数量与生物体进化程度不成正比值矛盾是指基因数量与生物体进化程度不成正比是人类基因组的是人类基因组的200倍倍 是人类基因组的是人类基因组的12倍倍 分子生物学第三次 生命的特征是什么？生命的特征是什么？生命的特征就是生命的特征就是“活的活的”。生命现象最本质的内容。生命现象最本质的内容就是自复制（自我繁殖和自我组织）。一个受精卵就是自复制（自我繁殖和自我组织）。一个受精卵为什么变成一朵鲜花或一头大象？生物的性状是由为什么变成一朵鲜花或一头大象？生物的性状是由什么决定的？又是怎样代代相传的呢？人也是从受什么决定的？又是怎样代代相传的呢？人也是从受精卵逐渐发育成完整的个体的，而决定一个人将来精卵逐渐发育成完整的个体的，而决定一个人将来长成什么样子的生命蓝图就储存在受精卵的长成什么样子的生命蓝图就储存在受精卵的DNADNA中。中。DNADNA（或（或RNARNA）携带着决定蛋白质结构的遗传信息而）携带着决定蛋白质结构的遗传信息而且代代相传，这就我们遗传信息的传递（即复制、且代代相传，这就我们遗传信息的传递（即复制、转录和翻译）要讨论的内容。转录和翻译）要讨论的内容。为什么要讲复制？就是要了解：为什么要讲复制？就是要了解：子代子代DNADNA为什么能真实获得亲代为什么能真实获得亲代DNADNA的遗传信息；的遗传信息；复制是怎样进行的？复制是怎样进行的？分子生物学第三次 第三节第三节 DNA的复制的复制 DNA复制可能的几种方式复制可能的几种方式 全保留式全保留式 半保留式半保留式 混合式混合式 分子生物学第三次密度梯度实验密度梯度实验 实验结果支持半保留复制的设想实验结果支持半保留复制的设想含重氮含重氮-DNA-DNA的细菌的细菌培养于普培养于普通培养液通培养液 第一第一 代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分子生物学第三次A AG GA AA AC CT TT TT TC CT TT TG GA AA AA AG GA AA AC CT TT TT TC CT TT TG GA AA AT TC CT TT TG GA AA AA AG GA AA AC CT TT T母代母代DNADNA子代子代DNADNA分子生物学第三次 按半保留复制方式，子代按半保留复制方式，子代DNADNA与亲代与亲代DNA DNA 的碱基的碱基 序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，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体现了遗传的保守性,是物种稳定性的分子基础。是物种稳定性的分子基础。当当DNADNA进行复制时，双螺旋结构解开成进行复制时，双螺旋结构解开成两条单链，各自作为模板合成与之互补两条单链，各自作为模板合成与之互补的新链。在子代的新链。在子代DNADNA双链中，一条是来自双链中，一条是来自于亲代，另一条完全重新合成于亲代，另一条完全重新合成 。分子生物学第三次生物的复制单位称为复制子。生物的复制单位称为复制子。DNA DNA 复制由固定起始点开始，复制由固定起始点开始，从一个从一个DNA复制起点开始最终由这个起点复制起点开始最终由这个起点起始的起始的复制叉复制叉完成的片段。完成的片段。一个复一个复制子有一个起点，细菌、病毒、制子有一个起点，细菌、病毒、线粒体线粒体DNADNA分子都为单个复制子，分子都为单个复制子，而真核生物可以同时有多个复而真核生物可以同时有多个复制起点以既是说真核生物包含制起点以既是说真核生物包含多个复制子多个复制子分子生物学第三次3x13bp直接重复序列直接重复序列保守序列保守序列GATCTNTTNTTTTDnaA结合位点，结合位点，4x9bp保守序列保守序列 TTATCCACA大肠杆菌大肠杆菌DNADNA复制起始点保守序列分布图复制起始点保守序列分布图1 1、2020个个DnaADnaA蛋白在蛋白在ATPATP的作用下与的作用下与oriCoriC的的4 4 个个9bp9bp保守序列结合保守序列结合2 2、在复制起始复合物的作用下使、在复制起始复合物的作用下使3x13bp3x13bp重复重复 序列变形，形成开链序列变形，形成开链（1）起始位点的序列特征：）起始位点的序列特征：分子生物学第三次分子生物学第三次复制的起始复制的起始需要解决两个问题：需要解决两个问题：DNADNA解开成单链，提供模板解开成单链，提供模板生成引物，提供生成引物，提供 3 3-OH 末端末端分子生物学第三次复制时复制时DNADNA双链解开分成二股单链双链解开分成二股单链新链沿着张开的新链沿着张开的二股单链生成，复制中形成的这种二股单链生成，复制中形成的这种 Y Y 字形的结构称字形的结构称为为复制叉复制叉 双向等速复制为主双向等速复制为主（2 2）复制叉）复制叉（replication forkreplication fork)3 5 5 3 新链新链3 5 3 5 亲代亲代DNADNA复制方向复制方向分子生物学第三次(3)(3)引物合成引物合成Dna An,n,n,Dna B、C和IDNADNA拓扑异构酶拓扑异构酶引物酶引物酶OHSSB3 5 3 5 分子生物学第三次真核生物的染色体庞大、复杂，有多个复真核生物的染色体庞大、复杂，有多个复制起始点，同时进行多个制起始点，同时进行多个DNADNA片段的复制。片段的复制。两个起始点之间的两个起始点之间的DNADNA片段，称为一个复制片段，称为一个复制子子（repliconreplicon）。）。真核生物也是双向等速复制为主。真核生物也是双向等速复制为主。分子生物学第三次DNADNA聚合酶催化游离的脱氧核苷酸结合到新聚合酶催化游离的脱氧核苷酸结合到新链链33末端，使其不断延长末端，使其不断延长 5 5 3 35 5DNA-polDNA-pol DNA-polDNA-pol(4)(4)复制延长的过程复制延长的过程dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTP分子生物学第三次聚合反应的特点：聚合反应的特点：聚合反应具有方向性聚合反应具有方向性:5 5 3 3 DNA DNA 聚合酶不能催化两个游离聚合酶不能催化两个游离的脱氧核苷酸聚合，只能在一段寡核苷的脱氧核苷酸聚合，只能在一段寡核苷酸的酸的 3 3 -OH-OH 逐个添加脱氧核苷酸，使核逐个添加脱氧核苷酸，使核苷酸链不断延长。苷酸链不断延长。分子生物学第三次DNA DNA 聚合酶聚合酶 DNADNA聚合酶催化的反应聚合酶催化的反应 dTTP3(dNMP)n +dNTP (dNMP)n+1+ppi3 A T G C A A T T G C 5|5 T A C G ppi T 全称：依赖全称：依赖DNADNA的的DNADNA聚合酶聚合酶 （DNA-dependent DNADNA-dependent DNA polymerase,DDDP polymerase,DDDP）分子生物学第三次大肠杆菌大肠杆菌DNADNA聚合酶聚合酶I I、IIII和和IIIIII的性质比较的性质比较性质性质聚合酶聚合酶I I聚合酶聚合酶II II 聚合酶聚合酶IIIIII3-53-5外切外切5-35-3外切外切新生链合成相新生链合成相对分子量对分子量/10/103 3细胞内分子数细胞内分子数生物学活性生物学活性+-1031034004001 1+-9090？0.050.05+-90090010-2010-201515分子生物学第三次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 3 5 5 外切酶活性外切酶活性 5 5 3 3 外切酶活性外切酶活性?DNADNA损伤修复，冈崎片段引物去除损伤修复，冈崎片段引物去除能辨认错配的碱基对，校对作用能辨认错配的碱基对，校对作用核酸外切酶活性核酸外切酶活性 分子生物学第三次前导链前导链(leading strandleading strand)顺着解链方向生成的子链，其复制是连续进顺着解链方向生成的子链，其复制是连续进行的，所得到一条连续片段的子链。行的，所得到一条连续片段的子链。5 53 33 3 5 5 3 3 5 5 解链方向解链方向 复制的半不连续性复制的半不连续性分子生物学第三次3 3 5 5 3 3 5 5 解链方向解链方向复制方向与解链方向相反，须等待解开足够长复制方向与解链方向相反，须等待解开足够长度的模板链才能继续复制度的模板链才能继续复制 ，所得到一条由不连，所得到一条由不连续片段组成的子链续片段组成的子链 。随从链随从链(lagging strandlagging strand)冈崎片段冈崎片段（Okazaki fragment Okazaki fragment）3 35 53 33 35 5分子生物学第三次555RNase HRNase HOHP5DNADNA聚合酶聚合酶dNTP55PATPADP+Pi55DNADNA连接酶连接酶 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分子生物学第三次（5）复制的终止 到达终止子序列（Ter）时，Ter-Tue复合物使DnaB不再将DNA解链，阻止复制叉迁移。相反方向的复制叉到达后停止复制 其间少量未复制序列由修复方式填补 拓扑异构酶IV作用下复制叉解体，释放子链。分子生物学第三次真核生物复制的特点真核生物复制的特点真核生物的每条染色体上有多个复制起始点，如真核生物的每条染色体上有多个复制起始点，如酵母酵母1717号染色体有号染色体有400400多个起始点，多个起始点，真核生物的染色体在完成复制之前各个起始点的真核生物的染色体在完成复制之前各个起始点的复制不能再开始复制不能再开始真核生物复制的起始需要起始原点识别复合物真核生物复制的起始需要起始原点识别复合物分子生物学第三次真核生物的真核生物的DNADNA聚合酶聚合酶DNA -pol 引发和延伸链的功能在复制延长中起主要作用DNA损伤修复中起作用在后随链复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用在线粒体线粒体 DNA复制中起催化作用DNA -pol DNA -pol DNA -pol DNA -pol 分子生物学第三次DNA DNA 的半不连续复制的半不连续复制 拓扑异构酶拓扑异构酶DNA 解链酶解链酶单链单链DNA结合酶结合酶引发酶引发酶DNA聚合酶聚合酶Rnase H 降解酶降解酶DNA连接酶连接酶分子生物学第三次DAN DAN 复制为半保留复制复制为半保留复制DAN DAN 复制为半不连续复制复制为半不连续复制DAN DAN 复制在特定的起始位点起始，多为双向等速进行复制复制在特定的起始位点起始，多为双向等速进行复制5.DNA5.DNA聚合酶合成新链，一条链为前导链，另一条链形聚合酶合成新链，一条链为前导链，另一条链形 成冈崎片段成冈崎片段6.RNA6.RNA酶将酶将RNARNA引物水解，引物水解，DNADNA聚合酶将却空缺按互补配对原聚合酶将却空缺按互补配对原则合成则合成DNA,DNADNA,DNA连接酶将连接酶将DNADNA连接，形成连续的新链连接，形成连续的新链分子生物学第三次解解 链、链、解解 旋旋 酶酶 类类 解链酶解链酶 （helicase )利用利用 ATP ATP 供能，作用于氢键，供能，作用于氢键，使使DNADNA双链解开成为两条单链。双链解开成为两条单链。单链DNA结合蛋白（SSB）SSBSSBDna BDna C解链方向解链方向分子生物学第三次DNADNA拓扑异构酶拓扑异构酶（DNA topoiSOmerase）1010 8 8局部解链后局部解链后分子生物学第三次引物酶和引发体引物酶和引发体引物酶引物酶 (primaseprimase )在模板的复制起始部位催化在模板的复制起始部位催化NTP的聚合的聚合,形成短片段的形成短片段的RNA,RNA,这一小段这一小段RNA作为复制作为复制 的引物（的引物（primerprimer），提供），提供3 3-OHOH末端末端,使使DNA-polDNA-pol能够催化能够催化dNTPdNTP聚合聚合。依赖依赖DNADNA的的RNARNA聚合酶聚合酶引物酶与其他和复制有关的蛋白质形引物酶与其他和复制有关的蛋白质形成的复合物。成的复合物。引发体引发体（primosomeprimosome）分子生物学第三次DNADNA复制的特点复制的特点：1.DNA 半保留复制半保留复制分子生物学第三次与与DNADNA复制有关的物质复制有关的物质1.四种脱氧核苷三磷酸四种脱氧核苷三磷酸 2.模板模板 亲代亲代DNA 解链后分别作为模板进行复制解链后分别作为模板进行复制分子生物学第三次(1).线性线性DNA复制的方式复制的方式多数为双向复制，多个起始位点，复制叉处有眼状结构，称为复制眼。分子生物学第三次(2).环状环状DNA复制方式复制方式A.复制分子生物学第三次B.D-环复制环复制 单向复制单向复制 线粒体，叶绿体线粒体，叶绿体分子生物学第三次C.滚环复制也叫复制 分子生物学第三次DNA DNA 复制的调控复制的调控原核生物的调控，原核生物的调控，DNADNA链的延伸速度恒定，链的延伸速度恒定，复制叉的数量决定细胞生长和增值速度。复制叉的数量决定细胞生长和增值速度。ColEI ColEI 质粒质粒DNA DNA 的复制调控的复制调控DNADNA编码两个负调控因子，编码两个负调控因子，Rop Rop 蛋白和反义蛋白和反义RNARNADNADNA复制方向复制方向起始点起始点RNARNA前体前体100 200 300 400 500 600-500 -400 -300 -200 -100RNA1Rop基因基因Rop蛋白蛋白63个个aaRnaseH分子生物学第三次真核细胞真核细胞DNA DNA 的复制调控的复制调控真核细胞的生活周期分为真核细胞的生活周期分为4 4个时期个时期G G1 1复制预备期复制预备期S S、复、复制期制期G G2 2、有丝分裂准备期、有丝分裂准备期、M M有丝分裂期有丝分裂期真核生物复制有真核生物复制有3 3个水平的调控个水平的调控细胞生活周期水平调控，决定细胞停留在细胞生活周期水平调控，决定细胞停留在G G1 1期还是期还是进入进入S S期期染色体水平，决定不同染色体或同一染色体不同部染色体水平，决定不同染色体或同一染色体不同部位的复制子按一定顺序起始复制位的复制子按一定顺序起始复制复制子水平调控，决定复制的起始与否复制子水平调控，决定复制的起始与否分子生物学第三次真核细胞真核细胞DNA DNA 的复制调控的复制调控真核细胞的生活周期分为真核细胞的生活周期分为4 4个时期个时期G G1 1复复制预备期、制预备期、S S复制期、复制期、G G2 2有丝分裂准备有丝分裂准备期、期、M M有丝分裂期有丝分裂期真核生物复制有真核生物复制有3 3个水平的调控个水平的调控细胞生活周期水平调控，决定细胞停留在G1期还是进入S S期染色体水平，决定不同染色体或同一染色体不同部位的复制子按一定顺序起始复制复制子水平调控，决定复制的起始与否MG1G2S分子生物学第三次聚合酶链式反应聚合酶链式反应PCRPCR聚合酶链式反应（聚合酶链式反应（Polymerase Chain ReactionPolymerase Chain Reaction，PCRPCR）是体外酶促）是体外酶促合成特异合成特异DNADNA片段的一种方法，为最常用的分子生物学技术片段的一种方法，为最常用的分子生物学技术典型的典型的PCRPCR由（由（1 1）高温变性）高温变性 （2 2）引物与模板退火；）引物与模板退火；（3 3）引物沿模板延伸三步反应组成一个循环，通过多）引物沿模板延伸三步反应组成一个循环，通过多次循环反应，使目的次循环反应，使目的DNADNA得以迅速扩增。其主要步骤是：将待扩增得以迅速扩增。其主要步骤是：将待扩增的模板的模板DNADNA置高温下（通常为置高温下（通常为93-9493-94）使其变性解成单链；人工）使其变性解成单链；人工合成的两个寡核苷酸引物在其合适的复性温度下分别与目的基因两合成的两个寡核苷酸引物在其合适的复性温度下分别与目的基因两侧的两条单链互补结合，两个引物在模板上结合的位置决定了扩增侧的两条单链互补结合，两个引物在模板上结合的位置决定了扩增片段的长短；耐热的片段的长短；耐热的DNADNA聚合酶（聚合酶（TaqTaq酶）在酶）在7272将单核苷酸从引物将单核苷酸从引物的的33端开始掺入，以目的基因为模板从端开始掺入，以目的基因为模板从5353方向延伸方向延伸 PCRPCR能在（能在（pgpg）水平起始）水平起始DNADNA混合物中的目的基因扩增达到纳克、微混合物中的目的基因扩增达到纳克、微克、毫克级的特异性克、毫克级的特异性DNADNA片段。因此，片段。因此，PCRPCR技术一经问世就被迅速而技术一经问世就被迅速而广泛地用于分子生物学的各个领域。它不仅可以用于基因的分离广泛地用于分子生物学的各个领域。它不仅可以用于基因的分离克隆和核苷酸序列分析，还可以用于突变体和重组体的构建。克隆和核苷酸序列分析，还可以用于突变体和重组体的构建。分子生物学第三次课后复习题：课后复习题：DNADNA半保留复制半保留复制DNA DNA 的半不连续复制的半不连续复制复制子复制子复制叉复制叉如果细菌环状染色体的复制是双向的，并且从固定的复如果细菌环状染色体的复制是双向的，并且从固定的复制起点开始，每个复制差以制起点开始，每个复制差以16um/min16um/min的速度移动，细菌的速度移动，细菌染色体长染色体长1280um,1280um,完成整个染色体复制需要多少时间？当完成整个染色体复制需要多少时间？当细菌在营养丰富的培养基每细菌在营养丰富的培养基每20min 20min 分裂一次，也就是说分裂一次，也就是说第一轮复制尚未完成就开始第二轮复制，此时染色体有第一轮复制尚未完成就开始第二轮复制，此时染色体有几个复制叉？几个复制叉？分子生物学第三次课后复习题：课后复习题：DNADNA半保留复制半保留复制DNA DNA 的半不连续复制的半不连续复制复制子复制子复制叉复制叉如果细菌环状染色体的复制是双向的，并且从固定的复如果细菌环状染色体的复制是双向的，并且从固定的复制起点开始，每个复制叉以制起点开始，每个复制叉以16um/min16um/min的速度移动，细菌的速度移动，细菌染色体长染色体长1280um,1280um,完成整个染色体复制需要多少时间？当完成整个染色体复制需要多少时间？当细菌在营养丰富的培养基每细菌在营养丰富的培养基每20min 20min 分裂一次，也就是说分裂一次，也就是说第一轮复制尚未完成就开始第二轮复制，此时染色体有第一轮复制尚未完成就开始第二轮复制，此时染色体有几个复制叉？几个复制叉？分子生物学第三次 DNA DNA损伤的原因及后果损伤的原因及后果电离辐射电离辐射可可见见光光氧自氧自由基由基H+烷化剂烷化剂8-oxoGP/P复制错误复制错误核苷类似物核苷类似物mCU分子生物学第三次DNADNA损伤的后果损伤的后果信号传导异常信号传导异常老化老化肿瘤肿瘤疾病疾病异常增生和代谢异常增生和代谢生理功能紊乱生理功能紊乱细胞死亡细胞死亡细胞增殖减少细胞增殖减少基因表达异常基因表达异常基因组不稳定基因组不稳定分子生物学第三次一、一、DNA DNA 的修复的修复DNA 修复系统修复系统功能功能错配修复错配修复恢复错配恢复错配碱基切出修复碱基切出修复切除突变的碱基切除突变的碱基核苷酸切除修复核苷酸切除修复修复被破坏的修复被破坏的DNADNA 直接修复直接修复修复嘧啶二体或甲基化修复嘧啶二体或甲基化DNA大肠杆菌中大肠杆菌中DNADNA的修复系统的修复系统分子生物学第三次常见的常见的DNADNA损伤及其修复机制损伤及其修复机制 DNADNA损伤因素损伤因素 DNA DNA损伤类型损伤类型修复机制修复机制X射线、氧自由基、烷化剂 自发脱碱基单链断裂、无碱基位点、氧化性碱基（如8-氧鸟嘌呤）脲嘧啶碱基切除修复紫外线和多环芳烃 环丁烷嘧啶二聚体等大的紫外线光产物和稳定的多环芳烃化合物等大分子DNA加合物核苷酸切除修复复制错误和烷化剂 碱基错配和缺失（插入）错配修复分子生物学第三次大肠杆菌DNA 甲基化位点新合成的DNAMis-paired bases分子生物学第三次错配修复分子生物学第三次紫外线可引起紫外线可引起DNADNA的交联的交联,DNA,DNA与蛋白质的交联与蛋白质的交联。分子生物学第三次 DNADNA紫外线损伤的光复合酶直接修复紫外线损伤的光复合酶直接修复分子生物学第三次 3.碱基切除修复碱基切除修复指切除和替换由内源性化学物作用产生 的DNA碱基损伤,是切除修复的一种。受损碱基移除是由多个酶来完成的。主要针对DNA单链断裂和小的碱基改变 及氧化性损伤。分子生物学第三次缺失碱基位点缺失碱基位点分子生物学第三次(4)Base Excision Repair分子生物学第三次 4.核苷酸切除修复核苷酸切除修复 体内识别体内识别 DNA DNA 损伤最多的修复通路损伤最多的修复通路 主要修复扭曲双螺旋结构的主要修复扭曲双螺旋结构的 DNA DNA 损伤损伤 修复时切除含有损伤碱基的那一段修复时切除含有损伤碱基的那一段 DNA DNA。分子生物学第三次分子生物学第三次分子生物学第三次核苷酸切除修复核苷酸切除修复 (基因组修复基因组修复人人)