DNA合成与修复-课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,DNA,转录,翻译,复制,逆转录,RNA复制,RNA,蛋白质,为什么子女与父母非常相象？,基因就是指DNA中能编码蛋白质和功能,RNA的特定核苷酸序列。,DNA转录翻译复制逆转录RNA复制RNA蛋白质为什么子女与,1,第五章 DNA的复制和修复,一、DNA复制方式,二、参与DNA复制的因子,三、DNA复制过程,四、逆转录,五、DNA损伤的修复,第五章 DNA的复制和修复一、DNA复制方式,2,一、,DNA的复制方式,半保留复制(semiconservative replication),-,在 DNA复制过程中，双螺旋结构解开而成为单链，分别以DNA双螺旋中的一条链为模板，按碱基互补配对的原则合成两条新的互补链。这样新合成的DNA双链中一股单链是从亲代完整地接受过来的，另一股单链完全重新合成。,一、DNA的复制方式 半保留复制(semiconser,3,DNA,半保留复制的证据,DNA半保留复制的证据,4,二、DNA复制的酶学,1.底物,dNTP(dATP,dGTP,dCTP,dTTP),2.聚合酶,DNA聚合酶I、II、III,3.模板,单链的DNA母链,4.引物,寡核苷酸引物（RNA),5.其他酶和蛋白质因子,解链酶，解旋酶，,单链结合蛋白，连接酶,二、DNA复制的酶学1.底物 dNTP(dATP,dG,5,（一）DNA,聚合酶的活性,5至3的聚合活性,5 3方向,核酸 外切酶活性,5 3外切酶活性,3 5外切酶活性,（一）DNA聚合酶的活性 5至3的聚合活性,6,5至3的聚合活性（5 3）,5至3的聚合活性（5 3）,7,核酸外切酶活性,35外切酶活性,53外切酶活性,核酸外切酶活性,8,（,二）DNA,拓扑异构酶(解旋酶）,既能水解，又能打断碱基互补配对的氢键,拓扑酶 切断DNA双链中的一股,拓扑酶 切断DNA双链,（三）单链DNA结合蛋白（SSB）,维持模板处于单链状态,保护单链的完整,（四）引物酶,是RNA聚合酶，合成一段RNA引物,（二）DNA拓扑异构酶(解旋酶）,9,（五）DNA连接酶（ligase）,催化两段DNA之间的连接,（五）DNA连接酶（ligase）催化两段DNA之间的连接,10,三、DNA的复制过程,（一）复制的起始,（二）复制的延伸,（三）复制的终止,三、DNA的复制过程（一）复制的起始（二）复制的延,11,1.DNA复制的起点,原核生物从一个固定的起始点开始，同时向两个方向进行的，称为,双向复制,复制,原核生物DNA的复制,（一）复制的起始,1.DNA复制的起点 原核生物从一个固定的起始点开,12,2.复制叉的形成,复制叉,-复制开始后由于DNA双链解开，在两股单链上进行复制，形成在显微镜下可看到的叉状结构。,2.复制叉的形成,13,3.起始的过程,打开DNA超螺链,打开双螺旋,防止复螺旋,单链结合蛋白,解链酶,引物复合体,引物酶,拓扑异构酶,合成,3.起始的过程打开DNA超螺链打开双螺旋防止复螺旋单链结合蛋,14,DNA复制起始的过程,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,DNA双链,5,3,5,3,DNA复制起始的过程拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶,15,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,DNA复制起始的过程,拓扑异构酶,与DNA双链,结合，解开,超螺旋。,5,3,5,3,拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶引物酶及引发体DNA,16,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,DNA复制起始的过程,解链酶解开,DNA双螺旋,5,3,5,3,拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶引物酶及引发体DNA,17,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,单链结合蛋白防止复螺旋,5,3,5,3,DNA复制起始的过程,拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶引物酶及引发体DNA,18,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,DNA复制起始的过程,引物酶合成引物,5,3,5,3,拓扑异构酶解链酶单链结合蛋白DNA聚合酶引物酶及引发体DNA,19,(二)DNA复制的延伸,1.DNA聚合酶把新生链的第一个脱氧核苷酸加到引物的3-OH上，开始新生链的合成过程。,A,G,T,A,C,T,A,A,T,DNA,聚合酶,A,C,G,A,C,G,T,T,引物,(二)DNA复制的延伸1.DNA聚合酶把新生链的第一个脱,20,A,G,T,A,C,T,A,A,T,A,G,C,G,A,C,G,G,T,T,T,T,组成,DNA,的脱氧核糖核苷酸一个个连接起来,3,5-磷酸二酯键,引物,AG T AC TA A T AGCGACGGTTTT 组成,21,A,G,T,A,C,T,A,A,T,G,C,G,A,C,G,G,T,T,T,T,A,引物,AG T AC TA A T GCGACGGTTTTA引物,22,A,G,T,A,C,T,A,A,T,G,C,G,A,C,G,T,T,G,T,T,A,引物,AG T AC TA A T GCGACGTTGTTA引物,23,A,G,T,A,C,T,A,A,T,G,C,G,A,C,G,T,G,T,T,A,A,引物,AG T AC TA A T GCGACGTGTTAA引物,24,A,G,T,A,C,T,A,A,T,G,C,G,A,C,G,G,T,T,A,A,T,引物,AG T AC TA A T GCGACGGTTAAT引物,25,A,G,T,A,C,T,A,A,T,G,C,G,A,C,G,G,T,T,A,A,T,A,引物,AG T AC TA A T GCGACGGTTAATA引物,26,A,G,T,A,C,T,A,A,T,G,C,G,C,G,G,T,T,A,A,T,A,T,引物,AG T AC TA A T GCGCGGTTAATAT引物,27,A,G,T,A,C,T,A,A,T,G,G,C,G,G,T,T,A,A,T,A,T,C,引物,AG T AC TA A T GGCGGTTAATATC引物,28,A,G,T,A,C,T,A,A,T,G,G,C,G,G,T,T,A,A,T,A,T,C,DNA模板链,DNA新链,引物,AG T AC TA A T GGCGGTTAATATCDN,29,DNA聚合酶,DNA聚合酶,2.冈崎片段,冈崎片段,冈崎用电子显微镜看到了DNA复制过程中出现一些不连续片段，这些不连续片段只存在与DNA复制叉上其中的一股。后来就把这些不连续的片段称为,冈崎片段,。,DNA聚合酶DNA聚合酶2.冈崎片段冈崎片段 冈崎用电子,30,3.半不连续复制,领头链,随从链,冈崎片段,5,3,5,3,半不连续复制,DNA复制时,一条链是连续的,另一条链是不连续的,称为半,不连续复制,。,3.半不连续复制领头链随从链冈崎片段 5353,31,(三)复制的终止,复制有终止信号,pol 5 3外切酶活性,水解引物,pol聚合活性,填补空隙,DNA,连接酶,连接缺口,。,(三)复制的终止复制有终止信号,32,DNA合成与修复-课件,33,领头链,随从链,冈崎片段,5,3,5,3,拓扑异构酶,解链酶,单链结合蛋白,DNA聚合酶,引物酶及引发体,DNA连接酶,引物,课堂小结,领头链随从链冈崎片段 5353拓扑异构酶解链酶单链结,34,四、逆转录,1.逆转录：是以RNA为模板合成,DNA的过程。,2.逆转录酶：是一种以RNA为模,板的DNA聚合酶。,没有3 5外切酶的活性，,所以没有校对功能，逆转录的,错配率高。,四、逆转录,35,五、DNA的损伤修复,突变,可分为：,自发突变、人工诱变,突变的意义,突变是进化、分化的分子基础,只有基因型改变的突变,致死性的突变,突变是某些疾病的发病基础,1.DNA,的损伤,也称突变,，,是指DNA分子上,碱基的改变。,五、DNA的损伤修复突变可分为：1.DNA 的损伤也称,36,2.引发突变的因素,诱变因素及突变类型,2.引发突变的因素,37,3.突变分子改变的类型,错配,（点突变）,一个碱基改变,缺失、插入和框移突变,片段插入或缺失,重排,较大片段重组或重排,3.突变分子改变的类型,38,4.损伤的修复,损伤,-复制过程中发生的DNA,突变,光修复,切除修复,重组修复,SOS修复,4.损伤的修复损伤-复制过程中发生的DNA突变,39,（一）光修复,紫外光照射可使相邻的两个T 形成二聚体,光修复酶,可使二聚体解聚为单体状态，DNA完全恢,复正常。光修复酶的激活需300-600m波长的光。,（一）光修复,40,（二）切除修复,参与的酶有,核酸内切酶,，,pol,DNA,连接酶,（二）切除修复,41,（三）重组修复,重组蛋白RecA,，,pol，连接酶参与,损伤会保留下去,（三）重组修复,42,（四）SOS修复,DNA,损伤面太大，复制难以继续。,通过,SOS修复，,复制有可能继续，细胞,有可能存活，但,SOS修复机制,的特异性低。,对碱基的识别、选择能力差、错误多。,（四）SOS修复,43,本章重点：,1.DNA半保留半不连续复制的机制,2.DNA复制时保证遗传稳定的内在因素,本章重点：1.DNA半保留半不连续复制的机制,44,