復(fù)制修復(fù)與逆轉(zhuǎn)錄

1、復(fù)制修復(fù)與逆轉(zhuǎn)錄 DNADNA的損傷與修復(fù)的損傷與修復(fù)一、一、DNADNA損傷損傷或理化因素作用下或理化因素作用下DNADNA的結(jié)構(gòu)與功能遭破壞。的結(jié)構(gòu)與功能遭破壞。 生物因素：生物因素：DNADNA重組、病毒基因組的整合等重組、病毒基因組的整合等 理化因素：紫外線、電離輻射、化學(xué)誘變劑等理化因素：紫外線、電離輻射、化學(xué)誘變劑等DNADNA損傷損傷 突變突變突變是進化、分化的分子基礎(chǔ)；也是某些疾病的發(fā)病突變是進化、分化的分子基礎(chǔ)；也是某些疾病的發(fā)病基礎(chǔ)；還有致死性的突變?；A(chǔ)；還有致死性的突變。DNA損傷類型損傷類型二、損傷的修復(fù) 光修復(fù) 切除修復(fù) 錯配修復(fù) 重組修復(fù) SOS修復(fù)1、光修復(fù)光修

2、復(fù)酶光修復(fù)酶(Photolyases)利用吸收光產(chǎn)生的能量使嘧啶二聚體轉(zhuǎn)為單體。大多生物有光修復(fù)酶，但高等動物無此酶高等動物無此酶，被其它修復(fù)系統(tǒng)取代。2 2、切除修復(fù)、切除修復(fù)在一系列酶的作用下，將在一系列酶的作用下，將DNADNA分子中受損傷部分切除，分子中受損傷部分切除，并以完整的那一條鏈為模板，合成出切去部分，并以完整的那一條鏈為模板，合成出切去部分，DNADNA恢復(fù)正常結(jié)構(gòu)?；謴?fù)正常結(jié)構(gòu)。 參與的酶有參與的酶有( (細菌細菌) )核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶，DNADNApolpol, ,DNADNA連接酶連接酶 人類著色性干皮?。簩ψ贤饩€照射敏感，易發(fā)生皮人類著色性干皮?。簩ψ贤饩€照射敏感

3、，易發(fā)生皮膚癌，由于切除修復(fù)系統(tǒng)障礙，缺乏特異核酸內(nèi)切膚癌，由于切除修復(fù)系統(tǒng)障礙，缺乏特異核酸內(nèi)切酶。酶。3 3、錯配修復(fù)、錯配修復(fù)DNADNA在復(fù)制過程中發(fā)生錯配，新鏈被校正，則信息恢復(fù)。在復(fù)制過程中發(fā)生錯配，新鏈被校正，則信息恢復(fù)。大腸桿菌中參與錯配修復(fù)的蛋白至少大腸桿菌中參與錯配修復(fù)的蛋白至少1212種種如何區(qū)分新鏈和舊鏈？如何區(qū)分新鏈和舊鏈？甲基化酶甲基化酶使使DNADNA鏈某些部位甲基化鏈某些部位甲基化剛合成的新鏈短期內(nèi)未甲基化，區(qū)分于舊鏈，切除新鏈剛合成的新鏈短期內(nèi)未甲基化，區(qū)分于舊鏈，切除新鏈部分，以舊鏈為標準重新補缺。部分，以舊鏈為標準重新補缺。4、重組修復(fù)復(fù)制后修復(fù)復(fù)制后修復(fù)

4、重組蛋白重組蛋白RecARecA，RecBCDRecBCD，DNApolDNApol，連接酶連接酶5、SOS修復(fù)能誘導(dǎo)修復(fù)的應(yīng)急反應(yīng)，引起DNA損傷修復(fù)、誘變效應(yīng)、細胞分裂的抑制、細胞的癌變等。Weigle效應(yīng)（19世紀50年代）修復(fù)系統(tǒng)抑制了細胞的分裂作用機理 基因 recA lexA 蛋白 RecA LexA避免差錯的修復(fù)（誘導(dǎo)前幾種修復(fù)有關(guān)的酶和蛋白的產(chǎn)生）傾向差錯的修復(fù)（誘導(dǎo)產(chǎn)生缺乏校對功能的聚合酶）LexA為阻遏蛋白，阻遏SOS有關(guān)基因及recA基因，但仍有少量RecA存在，當誘導(dǎo)條件產(chǎn)生（DNA損傷），則：誘導(dǎo)信號 RecA激活 水解LexA 各種基因表達當條件消失，RecA失活，

5、基因關(guān)閉 SOS的誘導(dǎo)信號：并非所有DNA損傷都能誘導(dǎo)SOS反應(yīng)，能在細菌中誘導(dǎo)SOS反應(yīng)的作用劑對高等動物往往是致癌的，如X-射線，紫外線，烷化劑，黃曲霉素等。細胞修復(fù)系統(tǒng)缺損與癌癥有一定關(guān)系細胞修復(fù)系統(tǒng)缺損與癌癥有一定關(guān)系 切除修復(fù)缺損 著色性干皮病(Xeroderma Pigmentosum Xp) 錯配修復(fù)缺損 遺傳性非息肉結(jié)腸癌(Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer HPCC)Retrovirus）reverse transcriptase, RT）DNA病毒RNA病毒DNA RNA 蛋白質(zhì) 復(fù)制復(fù)制1、逆轉(zhuǎn)錄酶：模板(RNA)、引物(宿

6、主tRNA)、底物(dNTP)、二價陽離子延長方向（5 3）需要還原劑（保護酶的-SH）2、逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組兩條相同的（+）RNA鏈組成具帽子和尾部結(jié)構(gòu)3、逆轉(zhuǎn)錄酶不僅普遍存在于RNA病毒中，哺乳動物的胚胎細胞和正在分裂的淋巴細胞中也有反轉(zhuǎn)錄酶。+RNA+RNA+DNA-DNA-RNA+RNA+DNA-DNA-DNA+DNA+、逆轉(zhuǎn)錄過程、逆轉(zhuǎn)錄過程 （以前病毒形式引起整合到宿主細胞（以前病毒形式引起整合到宿主細胞DNADNA中而中而使細胞惡性轉(zhuǎn)化）使細胞惡性轉(zhuǎn)化） 單鏈病毒單鏈病毒RNARNA RNA-DNARNA-DNA雜交分子雜交分子 雙鏈雙鏈DNADNA（前病毒）（前病毒） 逆轉(zhuǎn)錄酶逆

7、轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄酶、逆轉(zhuǎn)錄酶是多功能酶，兼有逆轉(zhuǎn)錄酶是多功能酶，兼有3 3種酶的活性：種酶的活性： RNARNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的DNADNA聚合酶活性聚合酶活性 DNADNA指導(dǎo)的指導(dǎo)的DNADNA聚合酶活性聚合酶活性 核糖核酸酶核糖核酸酶H H的活性，專一水解的活性，專一水解RNA-DNARNA-DNA雜交分子中的雜交分子中的RNARNA，可沿可沿5533和和3 3 55兩個方向起核酸外切酶的兩個方向起核酸外切酶的作用。作用。v逆轉(zhuǎn)錄酶也和逆轉(zhuǎn)錄酶也和DNADNA聚合酶一樣，沿聚合酶一樣，沿5533方向方向合成合成DNADNA，并要求短鏈，并要求短鏈RNARNA作引物。作引物。、逆轉(zhuǎn)錄酶的應(yīng)

8、用、逆轉(zhuǎn)錄酶的應(yīng)用遺傳工程技術(shù)中一種重要的工具酶。遺傳工程技術(shù)中一種重要的工具酶。人工合成的聚核苷酸或真核生物的人工合成的聚核苷酸或真核生物的mRNAmRNA可作為此酶的可作為此酶的模板模板幾乎所有真核生物幾乎所有真核生物mRNAmRNA分子的分子的33末端都有一段末端都有一段polyA,polyA,當加入寡聚當加入寡聚dTdT作為引物時，作為引物時，mRNAmRNA就可作為模板，在就可作為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶催化下在體外合成與其互補的逆轉(zhuǎn)錄酶催化下在體外合成與其互補的DNADNA，稱為，稱為cDNAcDNA。由此可構(gòu)建出。由此可構(gòu)建出cDNAcDNA文庫，從中篩選特異的目文庫，從中篩選特異的目的基因的基因逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期逆轉(zhuǎn)錄病毒的生活周期 Human Immunedeficiency Virus1988年正式命名年正式命名傳染源傳染源 ：病人或無癥狀攜帶者：病人或無癥狀攜帶者傳播途徑：性感染、血源性感染、垂直感染傳播途徑：性感染、血源性感染、垂直感染感染感染T淋巴細胞后即殺死細胞，造成宿主機體淋巴細胞后即殺死細胞，造成宿主機體免疫系統(tǒng)損傷，引起艾滋?。庖呦到y(tǒng)損傷，引起艾滋?。?acquired immunodefi