DNA復(fù)制是半保留式的

會計學(xué)1DNA復(fù)制是半保留式的遺傳中心法則DNA復(fù)制RNA復(fù)制轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄翻譯蛋白質(zhì)第1頁/共63頁

Meselson-Stahl實驗：1、使E.coli在含有唯一氮源15N

（15NH4Cl）的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，合成的所有核苷酸都含有15N，具有較高的密度，都整合到親代DNA中。2、將生長在15NH4Cl培養(yǎng)基的E.coli轉(zhuǎn)移到含有唯一氮源，但密度較低的14N

（14NH4Cl）培養(yǎng)基中培養(yǎng)。培養(yǎng)兩代，并分別取每一代的DNA進(jìn)行密度梯度離心。12.1DNA復(fù)制方式是半保留式第2頁/共63頁首先在15NH4Cl培養(yǎng)基中培養(yǎng)然后轉(zhuǎn)到14NH4Cl培養(yǎng)基中培養(yǎng)

只在15NH4Cl中培養(yǎng)

只在14NH4Cl中培養(yǎng)14N對照系統(tǒng)15N對照系統(tǒng)第一代第二代

提取DNA，進(jìn)行密度梯度超離心E.coli細(xì)胞第3頁/共63頁用15N標(biāo)記的親本DNA14N中第一次復(fù)制14N中第二次復(fù)制實驗結(jié)果表明DNA復(fù)制是半保留復(fù)制第4頁/共63頁（a）密度梯度離心的DNA帶（b）對應(yīng)于左側(cè)DNA帶的解釋Meselson-stahl實驗第5頁/共63頁

從前面圖可以看出，在含有14N氮源介質(zhì)中培養(yǎng)一代的DNA經(jīng)密度梯度離心后，DNA帶位于在15N培養(yǎng)基中的DNA帶的上面。在含有14N氮源介質(zhì)中培養(yǎng)兩代后的DNA經(jīng)密度梯度離心后，出現(xiàn)兩條帶，第一條帶位置與培養(yǎng)一帶的DNA帶相同，另一條DNA帶位于第一條帶上面，說明第二條帶密度更輕。

實驗結(jié)果充分說明DNA復(fù)制是半保留復(fù)制。第6頁/共63頁

兩種復(fù)制模式（a）單向復(fù)制模式（b）雙向復(fù)制模式12.2DNA復(fù)制是雙向進(jìn)行的第7頁/共63頁

大腸桿菌染色體DNA雙向復(fù)制模式復(fù)制起點復(fù)制叉復(fù)制叉第8頁/共63頁真核生物DNA復(fù)制有多個復(fù)制起點，同時雙向復(fù)制第9頁/共63頁

DNA合成時，核苷酸是通過酶催化加到一個正在延伸的DNA鏈上，這種酶要求一條完整的DNA鏈作為模板，去合成一條互補(bǔ)鏈，所以這樣的酶叫做DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶。

ArthurKornberg（斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院教授）等人從1955年開始尋找合成DNA的酶。于1956年在大腸桿菌的提取液中發(fā)現(xiàn)了DNA聚合酶。

Kornberg發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶就是現(xiàn)在的DNA聚合酶I，是分子量為109,000的一條多肽鏈，具有聚合活性及3ˊ-5ˊ外切酶活性，還有5ˊ-3ˊ核酸酶活性。以后又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了功能不同的另外幾種DNA聚合酶，下表歸納了到目前為止從大腸桿菌和哺乳動物中發(fā)現(xiàn)的DNA聚合酶的基本特征。12.3DNA聚合酶III催化復(fù)制叉處的聚合反應(yīng)第10頁/共63頁見P414；其中；Klenow片段：PolIII的結(jié)構(gòu)和功能，見P416第11頁/共63頁

聚合反應(yīng)的基本過程都是通過新合成的鏈的3ˊ-OH對進(jìn)入的新的核苷三磷酸（用dNTP）的磷進(jìn)行親核攻擊，導(dǎo)致磷酯鍵斷裂，結(jié)果在鏈的3ˊ末端加上了一個新的核苷酸，即延長了一個核苷酸。釋放出的焦磷酸經(jīng)焦磷酸酶水解有利于聚合反應(yīng)的進(jìn)行第12頁/共63頁雙重核對功能：①DNA聚合酶的選擇作用；②

3’-5’外切酶的校對作用。右圖為“酶對底物的專一性的校正反應(yīng)”。[詳見P414—415]

第13頁/共63頁

由于DNA的兩條模板鏈?zhǔn)欠雌叫械模忠驗镈NA總是沿5ˊ→3ˊ方向合成，即兩條新鏈?zhǔn)茄刂喾捶较蚝铣伞Q句話說，就是一條子鏈的合成方向與復(fù)制叉移動的方向一致，該子鏈稱為前導(dǎo)鏈；而另一條子鏈與復(fù)制叉移動的方向相反，這條鏈稱之為滯后鏈，但也是通過通過5ˊ→3ˊ方向聚合形成的。12.4.1在滯后鏈中DNA的合成是不連續(xù)的

根據(jù)崗崎實驗，可以確定復(fù)制叉的一個“杈”（前導(dǎo)鏈）是沿5ˊ-3ˊ方向連續(xù)合成的，而另一條鏈（滯后鏈）是通過崗崎片段方式不連續(xù)合成的。連續(xù)和不連續(xù)合成的結(jié)合使得復(fù)制叉整體向一個方向延伸。12.4DNA聚合酶III同時催化兩條鏈的合成第14頁/共63頁崗崎片段

復(fù)制叉移動方向先導(dǎo)鏈滯后鏈DNA聚合酶III同時催化兩條鏈的合成第15頁/共63頁前導(dǎo)鏈和滯后鏈的合成第16頁/共63頁12.4.2每個崗崎片段的合成開始于一個RNA引物

不連續(xù)合成解釋了滯后鏈?zhǔn)窃鯓雍铣傻?，但不能解釋每個崗崎片段是怎樣開始合成的。DNA聚合酶III不能從頭開始進(jìn)行聚合反應(yīng)，它只能將核苷酸加到已有的多核苷酸鏈上。所以為了合成滯后鏈，需要在復(fù)制叉處合成一系列的短的RNA引物。每個RNA引物都是與滯后鏈模板部分互補(bǔ)的，而且在DNA聚合酶III催化下從引物3ˊ端延伸形成崗崎片段。

RNA引物是通過引發(fā)酶合成的，引發(fā)酶是一個稱為引發(fā)體的大的復(fù)合物中的成分，引發(fā)體還包括使DNA解旋的解旋酶和其它的一些輔助蛋白。引發(fā)酶每秒鐘催化一個大約長10個核苷酸的RNA引物的合成。由于復(fù)制叉移動的速度大約為每秒1000個核苷酸，所以大約每1000個核苷酸就要合成一個RNA引物。

第17頁/共63頁12.4.3DNApolI切去RNA引物，并使崗崎片段延伸DNApolI

識別并結(jié)合于新DNA鏈的3ˊ端和下一個RNA引物之間的切口。然后5ˊ→3ˊ外切酶活性催化第1個RNA核苷酸水解，而5ˊ→3ˊ聚合酶活性將一個脫氧核苷酸加到新DNA鏈的3ˊ端，這種同時降解和合成的過程稱為切口平移。通過這種方式，使得切口沿滯后鏈移動。在完成切去RNA引物和填充RNA引物切去后的空缺后，DNApolI脫離DNA，留下了被一個切口（一個磷酸二酯鍵的空）分開的雙鏈DNA。

最后在DNA連接酶催化下，一個崗崎片段的3ˊ末端和另一個崗崎片段的5ˊ磷酸基團(tuán)之間形成一個磷酸二酯鍵，完成了兩個崗崎片段的合成。第18頁/共63頁引發(fā)體引物酶DNA聚合酶IIIDNA聚合酶IDNA連接酶滯后鏈前導(dǎo)鏈單鏈結(jié)合蛋白解旋酶第19頁/共63頁12.5復(fù)制叉移動需要多蛋白復(fù)合體

復(fù)制叉的移動除了需要用于聚合反應(yīng)的DNApolIII以外，至少還需要四種其它蛋白質(zhì)。其中主要的蛋白是解旋酶、拓?fù)洚悩?gòu)酶、單鏈結(jié)合蛋白和DNA引發(fā)酶（也稱為引物合成酶）。第20頁/共63頁解旋酶：是個需要ATP的酶，該酶剛好在移動的復(fù)制叉的前面沿著單鏈DNA滑動。E.coli中最重要的解旋酶是DnaB，它是一個與引發(fā)體中的引發(fā)酶緊密聚合的蛋白質(zhì)。DnaB使復(fù)制叉前面的雙螺旋DNA解旋，解旋過程是與核苷三磷酸水解過程相偶聯(lián)的。拓?fù)洚悩?gòu)酶I和II：是用來將解旋酶作用后產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)張力釋放掉。DNA快速解旋在復(fù)制叉處形成超螺旋頭部。拓?fù)洚悩?gòu)酶I是切斷DNA中的一條鏈，使DNA旋轉(zhuǎn)，而拓?fù)洚悩?gòu)酶II可以切斷DNA的兩條鏈。

第21頁/共63頁單鏈結(jié)合蛋白（SSB）：其作用是當(dāng)解旋酶作用后，它可以防止解開的螺旋恢復(fù)原來狀態(tài)。它對單鏈DNA有非常高的親和性，在滯后鏈合成的開始需要單鏈結(jié)合蛋白，螺旋解旋后，前導(dǎo)鏈可以連續(xù)合成時就不需要這種蛋白了。DNA引發(fā)酶：這個酶沿著滯后鏈在有規(guī)則的間隔內(nèi)合成短的RNA引物。然后通過DNApolIII在引物的3ˊ-OH端沿著5ˊ-3ˊ方向合成崗崎片段。RNA引物可以被DNApolI除去，然后用互補(bǔ)的脫氧核苷酸填上。在復(fù)制起點處前導(dǎo)鏈合成開始時也需要引發(fā)酶。第22頁/共63頁

DNA連接酶（1967年發(fā)現(xiàn)）：若雙鏈DNA中一條鏈有切口，一端是3’-OH，另一端是5‘-磷酸基，連接酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連接。但是它不能將兩條游離的DNA單鏈連接起來。

大腸桿菌和其它細(xì)菌的DNA連接酶要求NAD+提供能量，在高等生物和噬菌體中，則要求ATP提供能量。T4噬菌體的DNA連接酶不僅能在模板鏈上連接DNA和DNA鏈之間的切口，而且能連接無單鏈粘性末端的平頭雙鏈DNA。3‘5‘3‘5‘OHP第23頁/共63頁連接酶的反應(yīng)機(jī)制：

酶+NAD+(ATP)

酶-AMP+煙酰胺單核苷酸（PPi）酶-AMP+P-5‘-DNA酶+AMP-P-5’-DNADNA-3’-OH+AMP-P-5’-DNADNA-3’-O-P-5’-DNA+AMPDNA連接酶在DNA復(fù)制、損傷修復(fù)、重組等過程中起重要作用作用第24頁/共63頁DNA復(fù)制示意圖第25頁/共63頁復(fù)制體(replicon)在DNA復(fù)制過程中，由眾多的酶和蛋白質(zhì)參與DNA的復(fù)制作用。復(fù)制體的基本活動包括：1）雙鏈的解開；2）RNA引物的合成；3）DNA鏈的延長；4）切除RNA引物，填補(bǔ)缺口，連接DNA片段；5）切除和修復(fù)錯配堿基。第26頁/共63頁

E.coli中，是位于稱為oriC遺傳位點的單一一個起點。oriC區(qū)含有兩種重復(fù)類型的多個拷貝，DnaA結(jié)合部位含有一個特殊的9堿基對重復(fù)序列（4個拷貝），另一部位是富含A-T13堿基對的重復(fù)區(qū)（3個拷貝）（圖a）。圖b給出了在oriC處復(fù)制起始模式。大約有20個DnaA蛋白與9堿基對重復(fù)區(qū)結(jié)合，并引起DNA結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致富含13個A-T堿基對重復(fù)區(qū)內(nèi)雙螺旋變性。(見P422表34-4)

富含A-T重復(fù)區(qū)的部位起著使復(fù)制泡中心定位的作用。一旦這個區(qū)接近其它DNA復(fù)制蛋白，在解旋酶和SSB作用下復(fù)制泡沿雙向延伸形成兩個復(fù)制叉。然后引發(fā)酶合成RNA引物，而DNApolIII開始前導(dǎo)鏈和滯后鏈的合成。12.6細(xì)菌中的DNA復(fù)制起始于染色體上唯一的一個部位第27頁/共63頁E.coli的oriC結(jié)構(gòu)模式：a.OriC內(nèi)富含A-T序列和4個9堿基對重復(fù)序列的分布；b.在oriC處復(fù)制起始模式第28頁/共63頁

在ter區(qū)內(nèi)存在5個DNA序列（terA到terE）。ter序列排列在染色體上制造了一個復(fù)制叉“陷井”區(qū)，復(fù)制叉可以進(jìn)入但不能出來。順時針陷井由terB和terC構(gòu)成，反時針陷井由terA、terD和terE構(gòu)成。陷井區(qū)是終止子利用物質(zhì)（Tus）的結(jié)合部位。Tus可以和每一個ter結(jié)合。一旦形成Tus-ter復(fù)合物，就可以通過阻止解旋酶解旋DNA來封閉復(fù)制叉的通路。Tus-ter復(fù)合物只捕獲來自一個方向（順時針或反時針）的復(fù)制叉，而對來自另一個方向（反時針或順時針）的復(fù)制叉不起作用。

終止區(qū)這樣安排可確保兩個從相反方向進(jìn)入ter區(qū)的復(fù)制叉總能相遇，當(dāng)一個復(fù)制叉遇到另一個復(fù)制叉時，DNA復(fù)制就完成了。12.7DNA復(fù)制終止于ter區(qū)第29頁/共63頁E.Coli中的ter區(qū)組織600kbter區(qū)含有5個非對稱的ter部位，每個都可與Tus結(jié)合。箭頭表示為每個復(fù)制體設(shè)置的可能的終止部位第30頁/共63頁

真核生物染色體一般都比細(xì)菌染色體大得多，如E,coli基因組是由4.6×103kb組成的單一染色體，而真核生物通常含有一個以上的染色體，一般在20至30對染色體之間。雖然染色體數(shù)目的增加使得基因組更復(fù)雜，但所有生物中的DNA復(fù)制的生物化學(xué)機(jī)制基本上是類似的。真核生物DNA復(fù)制還有以下一些特點:

真核生物所含的DNA聚合酶種類更多些。真核生物復(fù)制叉處需要的輔助蛋白不同。真核生物也象E.coli那樣，復(fù)制是雙向的。但E.coli染色體含有唯一的復(fù)制起點，而真核生物染色體存在許多復(fù)制起點。12.8真核生物DNA復(fù)制類似于原核生物DNA復(fù)制第31頁/共63頁真核生物中DNA的復(fù)制特點1、真核生物染色體有多個復(fù)制起點，多復(fù)制眼，呈雙向復(fù)制，多復(fù)制子。2、岡崎片段長約200bp.3、真核生物DNA復(fù)制速度比原核慢。4、真核生物染色體在全部復(fù)制完之前起點不再重新開始復(fù)制；而在快速生長的原核中，起點可以連續(xù)發(fā)動復(fù)制。真核生物快速生長時，往往采用更多的復(fù)制起點。5、真核生物有多種DNA聚合酶。6、真核生物線性染色體兩端有端粒結(jié)構(gòu)，防止染色體間的末端連接。由端粒酶負(fù)責(zé)新合成鏈5RNA引物切除后的填補(bǔ)，亦保持端粒的一定長度。第32頁/共63頁滾環(huán)復(fù)制首先一個引發(fā)體組裝在模板鏈（＋鏈）上，開始合成RNA引物，然后在DNApolIII作用下，引物延伸生成一個互補(bǔ)鏈（－鏈）。生成的雙鏈DNA分子通過一個噬菌體編碼的內(nèi)切酶在＋鏈上的特定部位制造一個缺口。最后在DNApolIII作用下，＋鏈從暴露出的3ˊ羥基延伸，取代原來的＋鏈。

12.9DNA復(fù)制的其它方式第33頁/共63頁第34頁/共63頁線粒體DNA的復(fù)制采取的是一種特殊的D-環(huán)復(fù)制方式：環(huán)狀雙螺旋DNA在某一點解旋，開始復(fù)制。但前導(dǎo)鏈和滯后鏈的起點不在同一位點。首先合成前導(dǎo)鏈，結(jié)果一條鏈（滯后鏈模板）仍維持單鏈。形成一個D字型的環(huán)。當(dāng)前導(dǎo)鏈合成到某一點時，露出滯后鏈的起點，滯后鏈開始復(fù)制。D-環(huán)復(fù)制第35頁/共63頁

逆轉(zhuǎn)錄病毒的基因組是RNA分子，在感染期間，RNA分子可以逆轉(zhuǎn)錄為DNA分子。DNA再轉(zhuǎn)錄生產(chǎn)病毒RNA，或者與宿主DNA分子整合，使病毒潛伏于宿主后代中。將逆轉(zhuǎn)錄病毒RNA轉(zhuǎn)換成DNA的最關(guān)鍵酶是逆轉(zhuǎn)錄酶。該酶具有RNaseH活性（降解RNA活性）和DNA聚合酶活性。12.10利用RNA作為模板，逆轉(zhuǎn)錄酶可以催化DNA合成第36頁/共63頁mRNARNA-DNA雜化體單鏈DNA雙鏈DNAmRNA的cDNA拷貝第37頁/共63頁逆轉(zhuǎn)錄病毒生活循環(huán)中的7個主要過程第38頁/共63頁①逆轉(zhuǎn)錄病毒進(jìn)入宿主細(xì)胞；②在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化下，以病毒的RNA為模板合成互補(bǔ)DNA（cDNA），形成RNA-DNA雜化體，逆轉(zhuǎn)錄酶將雜化體中的RNA降解，同時以剩下的DNA鏈為模板合成另一條互補(bǔ)的DNA鏈，結(jié)果形成雙鏈DNA；③雙鏈DNA整合到宿主DNA中；④利用宿主復(fù)制和轉(zhuǎn)錄機(jī)器生產(chǎn)大量的病毒RNA；⑤轉(zhuǎn)錄出的mRNA翻譯成病毒的包膜蛋白，逆轉(zhuǎn)錄酶和殼體蛋白；第39頁/共63頁⑥將病毒RNA、逆轉(zhuǎn)錄酶和殼體蛋白組裝成病毒的核殼體；⑦核殼體結(jié)合包膜蛋白形成完整的逆轉(zhuǎn)錄病毒。

逆轉(zhuǎn)錄酶沒有3ˊ5ˊ外切酶活性或校正活性，所以它的錯誤率比任何DNA聚合酶都高，例如人免疫缺陷病毒I（HIVI）逆轉(zhuǎn)錄酶每合成2000到4000核苷酸就會摻入一個不正確的堿基，這也部分說明了HIVI的高突變率。第40頁/共63頁12.11損傷的DNA可以修復(fù)1、脫嘌呤、脫氨和形成胸腺嘧啶二聚體都可能造成DNA損傷

DNA損傷常見形式是通過N-糖苷鍵的水解，鳥嘌呤或腺嘌呤的自發(fā)脫嘌呤作用形成脫氧核糖。據(jù)估計人體內(nèi)細(xì)胞中每天每109堿基對就有多達(dá)103堿基對發(fā)生脫嘌呤。另一種類型損傷是胞嘧啶脫氨形成尿嘧啶，如果不能校正，在DNA復(fù)制后，一個C-G堿基對就將變成一個A-T堿基對了。第41頁/共63頁化學(xué)因素：如亞硝酸與亞硝酸鹽，可加速C脫氨基生成U，A脫氨基生成I。

第42頁/共63頁胞嘧啶脫氨如不校正將導(dǎo)致：

G-C突變?yōu)锳-TCUUA第43頁/共63頁

紫外線和離子輻射誘導(dǎo)有可能形成胸腺嘧啶二聚體。一個胸腺嘧啶的C-5、C-6與相鄰胸腺嘧啶上同樣位置的碳之間形成一個環(huán)丁基環(huán)，結(jié)果使得DNA骨架的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，有可能引起與互補(bǔ)鏈上的相應(yīng)的腺嘌呤殘基之間的氫鍵斷裂。胸腺嘧啶形成的示意圖第44頁/共63頁2在E.coli中存在5種基本的修復(fù)系統(tǒng)

E.coli中存在的5種基本類型的DNA修復(fù)系統(tǒng)：直接修復(fù)，(核苷酸與堿基)切除修復(fù)、錯配修復(fù)、重組修復(fù)和SOS修復(fù)。A.直接修復(fù)

某些損傷的核苷酸和錯配的堿基可以被某些蛋白質(zhì)識別和修復(fù)。他們不切斷DNA或切除堿基而是直接實施修復(fù)，這樣的損傷修復(fù)機(jī)制稱為直接修復(fù)。

DNA損傷之一的胸腺嘧啶二聚體可以通過直接修復(fù)機(jī)制修復(fù)。胸腺嘧啶二聚體是紫外線輻射造成的，光激活酶可以結(jié)合胸腺嘧啶二聚體引起的扭曲了的雙螺旋部位。在可見光存在下，光激活酶催化兩個胸腺嘧啶堿基再生，正常的A-T堿基對重新形成，然后光復(fù)活酶從已修復(fù)好的DNA上脫落。第45頁/共63頁

通過光復(fù)活酶修復(fù)胸腺嘧啶二聚體的過程第46頁/共63頁B.核苷酸切除修復(fù)

修復(fù)酶是由基因uvrA、uvrB和uvrC分別編碼的三個亞基組成的，所以該酶又稱為ABC切除核酸酶。首先ABC切除核酸酶從損傷部位的兩側(cè)切去含有損傷的DNA鏈，結(jié)果都出現(xiàn)一個單鏈缺口。然后在DNA聚合酶催化下按照互補(bǔ)鏈填充缺口，切口最后通過DNA連接酶連接。第47頁/共63頁C.堿基切除修復(fù)

DNA糖基化酶是一個能識別DNA中象尿嘧啶、次黃嘌呤和黃嘌呤那樣的不正確堿基的酶，這些堿基都是由胞嘧啶、腺嘌呤和鳥嘌呤分別脫氨形成的。這樣變型的堿基可以通過DNA糖基化酶切斷N-糖苷鍵除去，這樣一來在DNA中制造了脫嘌呤或脫嘧啶的部位，通常將這樣的部位稱之AP位點。每種DNA糖基化酶通常對一種類型的堿基損傷特異。例如尿嘧啶糖基化酶就可以除去由于胞嘧啶脫氨形成的尿嘧啶，形成一個AP位點。然后一個稱為AP內(nèi)切核酸酶切去含有AP位點的脫氧核糖-5-磷酸，出現(xiàn)一個核苷酸空隙。然后在DNA聚合酶作用下重新放置一個正確的核苷酸，最后通過DNA連接酶將切口封閉。第48頁/共63頁尿嘧啶糖基化酶系統(tǒng)的修復(fù)過程第49頁/共63頁D.錯配修復(fù)

偶爾錯誤的DNA復(fù)制會導(dǎo)致新合成的鏈與模板鏈之間的一個錯誤的堿基配對。這樣的錯誤可以通過E.coli中的3個蛋白質(zhì)（MutS、MutH和MutL）校正。該修復(fù)系統(tǒng)只能校正新合成的DNA，其主要依據(jù)是新合成的鏈中GATC序列中的A（腺苷酸殘基）開始未被甲基化。GATC中A甲基化與否常用來區(qū)別新合成的鏈（未甲基化）和模板鏈（甲基化）。這一區(qū)別很重要，因為修復(fù)酶需要識別兩個核苷酸殘基中的哪一個是錯配的，否則如果將正確的核苷酸除去就會導(dǎo)致突變。未甲基化的GATC序列不需要緊靠著錯配堿基，因為錯配堿基與GATC序列之間的間隔的DNA序列可以被外切核酸酶切除，是從3ˊ還是從5ˊ方向切除取決于不正確堿基的相對位置。第50頁/共63頁錯配修復(fù)第51頁/共63頁第52頁/共63頁E.DNA的重組修復(fù)胸腺嘧啶二聚體復(fù)制核酸酶及重組蛋白修復(fù)復(fù)制DNA聚合酶DNA連接酶重組第53頁/共63頁重組修復(fù)(recombinationrepairing)：這是DNA的復(fù)制過程中所采用的一種有差錯的修復(fù)方式。

第54頁/共63頁F.SOS修復(fù)：這是一種在DNA分子受到較大范圍損傷并且使復(fù)制受到抑制時出現(xiàn)的修復(fù)機(jī)制，以SOS借喻細(xì)胞處于危急狀態(tài)。

DNA分子受到長片段高密度損傷，使DNA復(fù)制過程在損傷部位受到抑制。

損傷誘導(dǎo)一種特異性較低的新的DNA聚合酶，以及重組酶等的產(chǎn)生。

由這些特異性較低的酶繼續(xù)催化損傷部位DNA的復(fù)制，復(fù)制完成后，保留許多錯誤的堿基，從而造成突變。

第55頁/共63頁SOS反應(yīng)的機(jī)制未誘導(dǎo)的細(xì)胞靶基因lexA基因被LexA

蛋白質(zhì)部分阻遏recA基因被LexA

蛋白質(zhì)部分阻遏（40個不同的位點被阻遏）LexA(阻遏物)

RecA(輔蛋白酶)靶基因表達(dá)lexA靶基因表達(dá)但產(chǎn)物被分解recA大量表達(dá)RecA促使分解LexA誘導(dǎo)的細(xì)胞單鏈DNAATP第56頁/共63頁

第三節(jié)DNA的突變

DNA分子中的核苷酸序列發(fā)生突然而穩(wěn)定的改變，從而導(dǎo)致DNA的復(fù)制以及后來的轉(zhuǎn)錄和翻譯產(chǎn)物隨之發(fā)生變化，表現(xiàn)出異常的遺傳特性，稱為DNA的突變。它包括由于DNA損傷和錯配得不到修復(fù)而引起的突變，以及由于不同DNA分子之間的交換而引起的遺傳重組。二、誘變劑的作用(自修)堿基類似物(baseanalog)

堿基修飾劑(basemodifier)嵌入染料(intercalationdye)

紫外線(ultraviolet)和電離輻射(ionizingradiation)一、突變的類型

堿基對的置換(substitution)

移碼突變(framesshiftmutation)第57頁/共63頁第58頁/共63頁要點歸納

1.DNA復(fù)制是半保留復(fù)制，半保留復(fù)制已經(jīng)經(jīng)Meselson-Stahl實驗證實。在半保留復(fù)制方式中兩條親代鏈分開，分開后的每一條鏈都可作為模板用于合成互補(bǔ)的、反平行的子鏈。就是說雙螺旋子鏈中有一條鏈來自親代鏈，另一條鏈則是以該親代鏈為模板新合成的互補(bǔ)鏈。

2.DNA合成需要DNA聚合酶，

DNA聚合酶需要一個游離的3′羥基作為引物（可以由RNA或DNA提供），以脫氧核苷三磷酸作為底物，催化3′羥基與脫氧核苷三磷酸的5