分子生物學講座(3)省公開課一等獎全國示范課微課金獎課件

三、DNA復制其它方式“θ”型復制滾環(huán)復制D環(huán)復制不需要RNA引物復制第1頁環(huán)狀DNA能夠采取雙向同時進行，形成θ樣中間物，故又稱“θ”型復制，最終兩個復制方向相遇而終止復制。有些環(huán)狀DNA采取另個一個方式，即滾環(huán)復制。比如許多病毒DNA復制、F因子在接合(conufgation)轉(zhuǎn)移時其DNA復制。第2頁第3頁在研究真核細胞內(nèi)線粒體DNA復制時，發(fā)覺了DNAD環(huán)復制。復制過程分為四個階段。D環(huán)復制特點是兩條鏈復制不是同時。第4頁腺病毒DNA，為線狀。從一端開始復制，而且對兩端無選擇性，各占50%機率。全部腺病毒DNA生長鏈上都有一個特異蛋白質(zhì)分子。和dCMP結(jié)合成蛋白-dCMP復合物。DNA聚合酶以此末端蛋白-dCMP復合物為引物連續(xù)合成不需要RNA引物DNA復制第5頁第二節(jié)反轉(zhuǎn)錄作用(reversetranscription)

1960年Temin等在致癌RNA病毒中發(fā)覺了一個特殊DNA聚合酶，該酶以RNA為模板，依據(jù)堿基配對標準，按照RNA核苷酸次序(其中U與A配對)合成DNA。這一過程與普通遺傳信息流轉(zhuǎn)錄方向相反，故稱為反轉(zhuǎn)錄，催化此過程DNA聚合酶叫做反轉(zhuǎn)錄酶(reversetranscriptase)。以后發(fā)覺反轉(zhuǎn)錄酶不但普遍存在于RNA病毒中，哺乳動物胚胎細胞和正在分裂淋巴細胞中也有反轉(zhuǎn)錄酶。

第6頁反轉(zhuǎn)錄酶作用是以dNTP為底物，以RNA為模板，按5′→3′方向，合成一條與RNA模板互補DNA單鏈，這條DNA單鏈叫做互補DNA(complementaryDNA,cDNA)，它與RNA模板形成RNA-DNA雜交分子。隨即又在反轉(zhuǎn)錄酶（RNaseH活性，可降解RNA）或者堿作用下，水解掉RNA鏈，再以cDNA為模板合成第二條DNA鏈，完成由RNA指導DNA合成過程。第7頁第8頁反轉(zhuǎn)錄過程(Klenowfragment)DNApolymeraseI.blunt-endedDNA

第9頁反轉(zhuǎn)錄過程第10頁ds-DNA合成另外方式第11頁第三節(jié)DNA損傷與修復

DNA存放著生物體賴以生存和繁衍遺傳信息，所以維護DNA分子完整性對細胞至關(guān)主要。外界環(huán)境和生物體內(nèi)部原因都經(jīng)常會造成DNA分子損傷或改變，而且與RNA及蛋白質(zhì)能夠在胞內(nèi)大量合成不一樣，普通在一個原核細胞中只有一份DNA，在真核二倍體細胞中相同DNA也只有一對，假如DNA損傷或遺傳信息改變不能更正，對體細胞就可能影響其功效或生存，對生殖細胞則可能影響到后代。所以在進化過程中生物細胞所取得修復DNA損傷能力就顯得十分主要，也是生物能保持遺傳穩(wěn)定性之所在。第12頁在細胞中能進行修復生物大分子也就只有DNA，反應了DNA對生命主要性。另首先，在生物進化中突變又是與遺傳相對立統(tǒng)一而普遍存在現(xiàn)象，DNA分子改變并不是全部都能被修復成原樣，正因為如此生物才會有變異、有進化。第13頁研究人員發(fā)覺，經(jīng)過飲水攝入砷劑能夠降低各種關(guān)鍵DNA修復基因表示，這也是砷劑含有致癌作用原因。來自Dartmouth醫(yī)學院AngelineS.Andrew等人在《國際癌癥雜志》上指出：“砷劑致癌作用準確機制當前尚不清楚，砷劑并不能直接損傷DNA，不過作為一個致癌物質(zhì)，經(jīng)過抑制DNA修復過程，間接增加基因變異?！盇ndrew等人匯報說：“受試者體內(nèi)砷劑水平標志--腳趾甲中砷劑和基因表示有直接關(guān)系。事例第14頁(一)DNA損傷原因

1.DNA分子自發(fā)性損傷(1)DNA復制中錯誤(2)DN