（生物化学教学ppt课件）第12章 dna的生物合成.ppt

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1、第12章,DNA的生物合成,DNA Biosynthesis,生物化学与分子生物学 江黎明,2023年3月26日3时31分,1,DNA,RNA,Protein,中心法则The Central Dogma1958 F.Crick,中心法则的补充：1965年发现RNA复制1970年发现逆转录酶,2023年3月26日3时31分,2,中心法则的提出和发展,DNA复制的概念:,2023年3月26日3时31分,3,DNA复制是一个由多种酶催化，多种蛋白因子参与，并且受到精密调控的复杂过程。E.coli 染色质的复制涉及约30种蛋白质。,指遗传物质的传代，是以母链DNA为模板，按碱基配对的原则,合成两个完全

2、相同的子链DNA分子的过程。,复制的基本规律,第一节,Basic Rules of DNA Replication,2023年3月26日3时31分,4,学习要求：,掌握复制及其基本规律、半保留复制、双向复制、半不连续性复制、复制叉、复制子、领头链、随从链、冈崎片段的概念。熟悉半保留复制的实验依据。,复制的基本规律,半保留复制(semi-conservative replication),双向复制(bidirectional replication),半不连续复制(semi-discontinuous replication),2023年3月26日3时31分,5,一、半保留复制,DNA复制时，母

3、链DNA解开成两股单链作为模板，按碱基配对规律合成与模板互补的子链；形成的2个子代DNA中，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成；2个子代DNA碱基序列都和亲代DNA的一致。,Watson and Crick,1953.,荣获1962年诺贝尔医学与生理学奖。,图12-1 DNA复制理论上有三种可能形式,2023年3月26日3时31分,7,1958,M.Mmlson&F.W.Stahl设计的实验,2023年3月26日3时31分,8,1.细菌在N15培养基上培养,2.细菌在N14培养基上培养,3.在N14培养基上培养不同时间后提取出DNA,4.将DNA悬浮于氯化铯密度梯度介质,5

4、.离心,N14对照组DNA,N15 亲代DNA,N14 第1代DNA,N14第2代DNA,按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。,半保留复制的意义,遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的。,2023年3月26日3时31分,9,二、双向复制,DNA复制从固定的复制起始点(origin，ori)开始，分别向两个方向进行解链、复制，称为双向复制。,复制叉,复制叉,5,3,5,5,3,3,5,3,3,5,原核DNA：单点双向复制,2023年3月26日3时31分,10,ori是指DNA复制起始时必需的一段特殊DNA序列。共

5、同特征：,这些短重复序列能被多亚基的复制起始因子(DnaA；ORC:origin recognition complex)所识别并结合；,一般富含AT，利于双螺旋DNA解旋解链产生单链 DNA。,由多个独特的短重复序列组成；,E.Coli的称ori C，由245 bp的保守序列和控制元件组成；酵母的称自主复制序列(autonomously replicating sequence,ARS),含含11 bp富含AT的核心序列。,2023年3月26日3时31分,11,A.环状双链DNA及复制起始点B.复制中的两个复制叉C.复制接近终止点(termination,ter),原核DNA：单点双向复制,

6、真核DNA：多点双向复制,两个相邻复制起始点之间的距离定为一个复制子长度。,2023年3月26日3时31分,13,复制子(replicon)：独立完成复制的功能单位。,三、复制的半不连续性,领头链(leading strand),随从链(lagging strand),2023年3月26日3时31分,14,半不连续性 复制过程中，领头链连续复制，而随从链不连续复制的现象。冈崎片段(okazaki fragment)指不连续复制的片段 原核:10002000 个核苷酸（nt）(相当于1个顺反子，即基因的大小)真核:100200个核苷酸（nt）(相当于1个核小体DNA的大小),2023年3月26日

7、3时31分,15,DNA复制的酶学和拓扑学变化,第二节,The Enzymology of DNA Replication,2023年3月26日3时31分,16,学习要求：,掌握参与DNA复制的主要物质种类，原核和真核生物DNA聚合酶作用、种类及特点，拓补异构酶、引物酶、单链DNA结合蛋白和DNA连接酶的作用和特点。熟悉DNA复制的化学反应、保真性的酶学依据。了解DNA聚合酶的分子结构特点，复制中DNA分子的拓补学变化。,底物(substrate):dATP,dGTP,dCTP,dTTP；(dNTP)聚合酶(polymerase):依赖DNA的DNA聚合酶，简写为 DNA-pol；模板(tem

8、plate):解开成单链的DNA母链；引物(primer):提供3-OH末端使dNTP可以依次聚合；其他的酶和蛋白质因子。,参与DNA复制的物质:,2023年3月26日3时31分,17,一、复制的化学反应,(dNMP)n,+dNTP,(dNMP)n+1,+PPi,DNA pol,活性：1.53 聚合酶活性，需要引物；2.35核酸外切酶活性。,二、DNA聚合酶,是指以DNA作为模板，催化底物dNTP合成DNA的一类酶。,全称：依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-dependent DNA polymerase)简称：DNA-pol,2023年3月26日3时31分,19,DNA-pol 的53聚合作

9、用,2023年3月26日3时31分,20,35外切酶,5 3外切酶,5,3,内切酶,35外切酶,5 3外切酶,外切酶与内切酶作用图解,2023年3月26日3时31分,21,（一）原核生物的DNA聚合酶,共同点：1.53 的聚合活性，需要引物；2.35 外切酶活性。,DNA-pol,DNA-pol,DNA-pol,不同点：DNA-pol还有53外切酶活性。,2023年3月26日3时31分,22,大肠杆菌三种DNA聚合酶性质与功能,2023年3月26日3时31分,23,功能：对复制中的错误进行校读，对复制 和修复中出现的空隙进行填补。,DNA-pol(109kD),2023年3月26日3时31分,

10、24,1959年诺贝尔生理学医学奖得主,(1)53 的聚合活性的功能:,(2)DNA-pol I 35外切酶活性的功能,校读（proofread）功能,将错配的核苷酸从引物链的3端除去,2023年3月26日3时31分,26,(3)DNA-pol I 53外切酶活性的功能,切除引物，切除突变片段,2023年3月26日3时31分,27,323个氨基酸,小片段,5 核酸外切酶活性,大片段/Klenow 片段,604个氨基酸,5核酸外切酶活性；DNA聚合酶活性,N 端,C 端,DNA-pol酶切片段,Klenow片段是实验室合成DNA，进行分子生物学研究中常用的工具酶。,2023年3月26日3时31分

11、,28,DNA-pol（120kD）,DNA-pol II基因发生突变，细菌依然能存活；对模板的特异性不高；它参与DNA损伤的应急状态修复。,2023年3月26日3时31分,29,*由A.Kornberg的二儿子Tom B.Kornberg发现的。,DNA-pol(含10多个亚基的异二聚体),核心酶:由、构成。,2023年3月26日3时31分,30,功能:,原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。,DNA-pol 同时合成领头链和随从链,2023年3月26日3时31分,31,（二）真核生物的DNA聚合酶,2023年3月26日3时31分,32,三、复制的保真性(fidelity),（1）严格按照碱

12、基配对规律进行复制，突变率约为1/103；,（2）DNA聚合酶对模板的依赖性和对碱基的选择，是子链与母链能准确配对(突变率1/1045)，使遗传信息延续和传代的保证；,（4）DNA修复系统和复制起始必须利用引物等机制，使突变率由1/1068降低到1/10910。,（3）DNA聚合酶 35外切酶功能和53聚合酶活性实现的即时校读(proofread)，可使突变率由1/1045降低到1/1068；,2023年3月26日3时31分,33,四、复制中的解链和DNA分子拓扑学变化,DNA分子的碱基埋在双螺旋内部，只有把DNA解开成单链，它才能起模板作用；因此，DNA复制涉及DNA双螺旋构象变化及解链过程

13、。,2023年3月26日3时31分,34,解螺旋酶和单链DNA结合蛋白,引物酶,DNA拓扑异构酶,种类：解旋酶、和rep蛋白,解旋酶、：沿着随从链的模板，从5 3方向，促使复制叉向前延伸；,rep蛋白(六聚体)：沿着领头链的模板，从3 5方向向前移动，促使双链不断解开；,（一）解螺旋酶和单链DNA结合蛋白,解螺旋酶(helicase),又称解链酶，利用ATP供能，作用于氢键，使双螺旋DNA解旋和解链成为两条单链。,2023年3月26日3时31分,35,解螺旋酶和单链DNA结合蛋白协同作用,单链DNA结合蛋白(single stranded DNA binding protein,SSB),在复

14、制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整。,2023年3月26日3时31分,36,（二）引物酶(primase),所有细胞和多数病毒的DNA复制，都须首先利用DNA模板合成一段被称之为引物的，长度从几个到几十个核苷酸的，短链RNA序列，为DNA聚合酶提供游离3-OH端合成DNA链。,原核细胞的引物酶是一种仅用于DNA复制所需引 物合成的RNA聚合酶；,真核细胞的引物酶是DNA聚合酶的两个小亚基。,2023年3月26日3时31分,37,是一种可逆的核酸酶，它既能水解DNA分子中的磷酸二酯键，又能将其重新连接；可快速消除DNA解链过程中所产生的正超螺旋累积，使复制叉能够顺利前进。,（三）DNA拓扑

15、异构酶(DNA topoisomerase,Topo),2023年3月26日3时31分,38,原核和真核生物都发现了三类拓扑异构酶：,Topo、Topo和近期发现的Topo；Topo 只消除负超螺旋，而且活性较弱。,原核生物：Topo将前方的正超螺旋转变为负超螺旋；Topo使DNA变为松弛状态，与转录有关。,真核生物：Topo和Topo都能清除前方的正超螺旋。,作用：通过切断、旋转和再连接，理顺DNA链。,2023年3月26日3时31分,39,DNA正超螺旋与负超螺旋,负超螺旋,DNA双螺旋,正超螺旋,原核Topo,原核Topo,真核Topo、,DNA聚合酶,2023年3月26日3时31分,4

16、0,切割DNA双链，此时不需ATP；尔后由ATP供能，使DNA分子成负超螺旋再连接切口。,不需ATP，切割双链DNA中的一条链，使DNA松弛后,连接切口。,Topo:,Topo：,临床上使用的某些抗肿瘤药(如喜树碱、鬼臼乙叉甙等)可通过抑制Topo酶活性而杀死肿瘤细胞。,作用机制,2023年3月26日3时31分,41,五、DNA连接酶(DNA ligase),由RNase H与DNA-pol外切酶活性除去冈崎片段中的RNA引物，间隙由DNA-pol填补成DNA，缺口由DNA连接酶催化相邻冈崎片段间的3-OH和5-P形成磷酸二酯键而连成完整的DNA链。,注意：只能连接碱基互补基础上双链中的单链缺

17、口；而对单独存在的DNA单链或RNA单链没有连接的作用。,AMP+PPi,2023年3月26日3时31分,42,在复制中起最后接合缺口(双链中的单链 缺口)的作用；在DNA修复、重组及剪接过程中起缝合缺 口的作用；基因工程的重要工具酶之一。,DNA连接酶功能,2023年3月26日3时31分,43,参与DNA复制的主要因子和酶,DNA生物合成过程,第三节,The Process of DNA Replication,2023年3月26日3时31分,45,学习要求：,掌握原核生物DNA复制过程和各阶段的特点；掌握端粒和端粒酶概念；熟悉真核生物DNA复制过程和各阶段的特点；熟悉复制起始、引发体、负超

18、螺旋等概念。了解端粒延长机制。,（一）复制的起始(initiation),一、原核生物的DNA生物合成,复制是一个连续的过程，根据复制的特点，人为分成起始、延长和终止三个阶段。,引物合成,DNA解链,引发体生成,1.DNA复制起始点的辨认结合与解链,原核生物DNA的复制有一个特定的复制起始点；E.coli的复制起始点称为oriC，由245 bp的保守序列和控制元件组成。,2023年3月26日3时31分,46,上游有3组13 bp串连重复序列，为DnaB(解螺旋酶)和DnaC识别结合的DNA解链元件。,下游有2对9 bp反向重复序列,为DnaA蛋白(起始因子)识别结合位点,复制起始辨认oriC并

19、解链主要需要6种蛋白因子：,DnaA(起始因子)；DnaB(解螺旋酶)、DnaC、HU(类组蛋白)、SSB、拓扑酶,2023年3月26日3时31分,47,引物,3,5,3,5,引物酶,引物酶,SSB,引物,SSB,HO3,(DnaG),(DnaG),引发体：含有解螺旋酶(DnaB)、DnaC蛋白、引物酶(DnaG)和DNA复制起始区域的复合结构。,引 物：是由引物酶催化合成的短链 RNA分子,能提 供3-OH。,2.引发体的形成和引物,2023年3月26日3时31分,48,解螺旋酶(Dna B),Dna C,（二）复制的延长(elongation),复制延长指在DNA-pol 催化下，dNTP

20、以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。,2023年3月26日3时31分,49,领头链：合成一段RNA引物（比冈崎片段的引物 略长），开始合成后通常一直继续下去。,2023年3月26日3时31分,50,随从链：分段进行，需要不断合成RNA引物和冈崎 片段。,2023年3月26日3时31分,51,在营养丰富培养基，E.Coli 每20分钟即可分裂一次；其基因组碱基数为4.6106 bp,DNA为单点双向复制，可推算出复制速度约115 kb/min(1,900 bp/s)；,真核染色体DNA为多点双向复制，复制叉移动速度约13 kb/min(1650 bp/

21、s)；复制子长度为100200 kb，约3060分钟内完成复制(25110 bp/s)；完成染色体复制时间通常要用68小时。,2023年3月26日3时31分,52,1.原核生物基因是环状DNA，双向复制的汇合 点就是复制的终止点。,（三）复制的终止,2023年3月26日3时31分,53,2.终止区含有多个约22 bp的终止子(terminator,ter),Tus(terminus utilization substance)蛋白可识别结合ter序列并具有反解旋酶活性，Tus-ter复合物可以抑制DnaB蛋白的解旋作用，阻止复制叉前进。,Tus蛋白还可能造成复制体解体；解体后大约仍有10100

22、 bp未被复制，这时通过修复方式填补空缺。,2023年3月26日3时31分,54,3.随从链上不连续性片段的连接,2023年3月26日3时31分,55,When DNA replicated,its strands are separated by the enzyme helicase.Single strand DNA binding protein keeps the strand from re-annealing.One DNA strand we called the leading strand,which form from 5 prime to 3 prime end,usi

23、ng DNA polymerase III,no problem here.But the lagging strand presents problem.It has formed from 5 prime to 3 prime too.It forms pieces called Okazaki fragments.First a RNA primase lays down the RNA primer,then DNA polymerase III lays down new DNA.the process repeats again and again.DNA polymerase I

24、 replaces the RNA primer in the DNA,finally DNA ligase links the Okazaki fragments.,原核生物的DNA生物合成,2023年3月26日3时31分,56,2023年3月26日3时31分,57,半保留复制,双向复制,半不连续复制,第2节 DNA复制的酶学和拓扑学变化,第1节 DNA复制的基本规律,第3节 DNA复制的基本过程,参与DNA复制的物质:,一、复制的化学反应,二、DNA聚合酶,三、复制的保真性(fidelity),四、复制中的解链和DNA分子拓扑学变化,五、DNA连接酶,一、原核生物的DNA生物合成:起始、延

25、长和终止,二、真核生物的DNA生物合成,复制起始点多、冈畸片段短、复制叉前进速度慢等特点，最重要的是参与复制的酶种类、数量更多更复杂。,细胞完成一轮分裂的过程称为细胞周期(cell cycle)，分为4期；在良好营养条件下培养细胞，历时约24小时。复制仅发生在细胞分裂的合成期(S期)，而且只复制一次。,2023年3月26日3时31分,58,（一）复制的起始（与原核生物比较）,1、过程同原核生物：解链 引发体形成 生成引物,2、特点：起始点称自主复制序列(autonomous replication sequence,ARS),结构较ori C短(酵母：为150 bp 含有 11 bp富含AT的

26、 核心序列的片段;可被ORC(origin recognition complex)识别结合。多起点（多复制子）时序性（分组激活，非同步进行）,2023年3月26日3时31分,59,3、参与酶和蛋白因子：DNA-pol（引物酶活性）DNA-pol（解螺旋酶活性）拓扑异构酶 复制因子(RF，如：RFA、RFC)增殖细胞核抗原(proliferation cell nuclear antigen，PCNA),4、通过细胞周期实现对DNA复制的调节：蛋白激酶磷酸化激活各种RF而调控细胞周期进入S期，相关cyclin和CDK相互作用，实现对DNA复制的多样化和精确的调节。,2023年3月26日3时31

27、分,60,领头链,5,3,3,5,随从链,（二）复制的延长,DNA-pol：在PCNA和RF-C协同下，替代DNA-pol继续催化领头链和随从链合成。,DNA-pol：催化10个碱基引物和头2030个碱基组成的DNA合成；,2023年3月26日3时31分,61,35,35,53,注：当随从链延长了大致相当于一个或若干个核小 体的长度(135 bp，或135 bp的若干倍)就要重 新合成引物长度。,2023年3月26日3时31分,62,5P,HO3,P5,3 OH,P5,HO3,5P,3 OH,真核生物染色体DNA是线性结构，染色体两端新链的引物被去除后，分别留下一段空隙和一段单链DNA母链。,

28、（三）复制终止和端粒酶,引物水解（RNA酶）补缺（DNA-pol）连接（连接酶）,1、复制终止基本过程,2023年3月26日3时31分,63,两端单链DNA母链不填补成双链，就会被核内DNase酶解，造成子代染色体末端缩短。,某些低等生物出现少数特例，经多次复制后的染色体越来越短，造成末端相邻的一些重要基因丢失、遗传信息完整性破坏。,2023年3月26日3时31分,64,端粒(telomere),是指真核生物染色体末端DNA 与它的结合蛋白紧密结合而形成的特殊结构。,端粒的功能：,稳定染色体末端结构；防止染色体间末端连接；补偿DNA 5末端在清除RNA引物后造成的空缺。,2023年3月26日3

29、时31分,65,端粒的结构特点,端粒的共同结构是富含(TmGn)x重复序列，重复的次数由几十到数千不等，并能反折成二级结构。,水解引物后每个染色体的3末端比5末端长,伸出约1216个单核苷酸链，这一特殊结构可募集一种称为端粒酶(telomerase)的特殊酶。,P5,HO3,5P,3 OH,2023年3月26日3时31分,66,端粒酶(telomerase),人端粒酶组成(1997,成功克隆),功能特点,由RNA和蛋白质组成，是一种特殊的反转录酶。,能以自己的RNA组分作为模板，以染色体3端的ssDNA作引物,延伸其底物DNA的3端。,2023年3月26日3时31分,67,端粒酶催化作用的爬行

30、模型,G-C配对回折,2023年3月26日3时31分,68,-OH,-OH,-OH,细胞年轻化,抗衰老,端粒、端粒酶与细胞衰老,2023年3月26日3时31分,69,端粒、端粒酶与肿瘤,但有某些肿瘤形成时可产生端粒缺失、融合、或缩短等现象。,癌细胞可通过某些机制启动端粒酶基因的表达，使染色体端粒稳定地维持一定的长度，使癌细胞得以持续增殖、转移并获得永生。,大多数增殖活跃的肿瘤细胞（约85%）端粒酶活性增高。,端粒酶可作为为病变组织良恶性鉴别指标，及抗癌治疗的靶位点。,2023年3月26日3时31分,70,2023年3月26日3时31分,71,真核与原核生物复制的主要区别,2023年3月26日3

31、时31分,72,反转录和其他的复制方式,第四节,Reverse Transcription and Other DNA Replication Ways,2023年3月26日3时31分,73,学习要求：,掌握反转录概念、作用特点、作用过程及生物学意义。了解滚环复制和D环复制。,逆转录酶(reverse transcriptase),RNA病毒逆转录(reverse transcription)现象,又称反转录酶，为依赖RNA的DNA聚合酶(RNA dependent DNA polymerase,RDDP)。,一、反转录酶和反转录,1.逆转录酶活性：以RNA为模板(tRNA为引物)合成cDNA

32、,2.RNase H活性：水解RNA-DNA杂合分子中的RNA,3.DNA-pol活性：以DNA为模板合成cDNA(第二条链),逆转录酶没有35外切酶活性,无校对功能。,2023年3月26日3时31分,74,复制引物：病毒自身的tRNA的3-OH。,图12-18 反转录酶催化RNA转变为双链cDNA的途径,AAnA,TTnT 5,5,mRNA,反转录酶,mRNA,cDNA,3,TTnT,AAnA,Rnase H,TTnT,3,DNA poly I,cDNA,核酸酶S1,双链cDNA,3,5,3,5,5,B试管内合成cDNA,2023年3月26日3时31分,76,反转录病毒细胞内的逆转录过程：,

33、受体:CD4,辅受体：CCR5/RANTES 或 CXCR4/SDF-1,gp120,二、逆转录研究的意义,（1）扩展了中心法则；表明RNA可同时兼有遗传信 息传代与表达的功能。,（2）对反转录病毒的研究，有助于肿瘤和艾滋等疾 病发病机制和诊治的研究。,（3）cDNA 法、反转录病毒载体已成为基因工程和 基因治疗的重要工具。,19641970,Baltimore、Temin和Dulbecco在RSV和MLV研究，发现反转录酶、肿瘤病毒和细胞遗传物质间的相互作用，获1975诺贝尔生理/医学奖。,2023年3月26日3时31分,77,AZT(3叠氮-2,3双脱氧胸腺核苷)是已用于艾滋病临床治疗的抑

34、制反转录酶的药物,AZT经T淋巴细胞吸收后转变为AZT三磷酸酯。,2023年3月26日3时31分,78,PPP-,一方面AZT三磷酸酯与HIV反转录酶有高亲和力，竞争性抑制了酶对dNTP的结合；另一方面AZT可被加接到合成中的DNA链3端，但AZT没有3-OH，故病毒DNA合成被迅速终止。,三、滚动复制和 D环复制,某些低等生物中存在一种单向复制的特殊方式滚环复制（rolling circle replication）。如174和M13噬菌体，爪蟾卵rDNA。,2023年3月26日3时31分,79,线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）采用另一种单向复制的特殊方式，称为

35、D-环或取代环式（displacement loop）复制。,2023年3月26日3时31分,80,第五节,DNA Damage(Mutation)and Repair,DNA损伤(突变)与修复,2023年3月26日3时31分,81,学习要求：,掌握DNA损伤(突变)的概念、突变的类型，切除修复的基本原理。熟悉突变的意义、引发因素，光修复、SOS修复及重组修复的概念。了解光修复、SOS修复及重组修复的机制。,基因组DNA分子序列的异常变化，称为DNA突变(mutation)，或DNA损伤(DNA damage)。,一、突变的意义,（1）突变是进化、分化的分子基础（2）突变导致基因多态性产生（3

36、）突变是某些疾病的发病基础（4）突变可导致死亡,2023年3月26日3时31分,82,物理因素:紫外线(ultraviolet,UV)、各种辐射。,化学因素：化学诱变剂，大多数是致癌物。,生物诱变剂：*如可移动遗传因子，即能在基因组中移 动的DNA序列。如：病毒(如逆转录病毒),二、引发突变的因素,2023年3月26日3时31分,83,DNA分子上的碱基错配又称点突变(point mutation),1.错配(mismatch),三、突变的分子改变类型,2023年3月26日3时31分,84,2023年3月26日3时31分,85,2.缺失、插入和框移突变,缺失：一个碱基或一段核苷酸链从 DNA大

37、分子上消失。,插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链 插入到DNA大分子中间。,缺失或插入都可导致框移(frame shift)突变或称移码突变：,是指读码框三联体密码的阅读方式改变,造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。,2023年3月26日3时31分,86,缺失引起框移突变,2023年3月26日3时31分,87,由基因重排引起两种地中海贫血基因型,3.重排(rearrangement),DNA分子内较大片段的交换，又称为重组或重排。,2023年3月26日3时31分,88,四、DNA损伤的修复,DNA修复(DNA repair),直接修复(direct repair)切除修复(excision

38、repair)重组修复(recombination repair)SOS 修复(SOS repair),修复的主要类型,是对已发生分子改变的补偿措施，使其回复为原有的天然状态,2023年3月26日3时31分,89,1.光修复(light repair),（一）直接修复,2.断裂处直接修复,可见光(300600 nm)能激活细胞内的光修复酶(photolyase)。,由电离辐射等引起DNA损伤断裂，断裂处两侧的3和5端保持完整，可进行直接修复。,2023年3月26日3时31分,90,（二）切除修复,在一系列酶的作用下，将 DNA分子中受损伤部分切除，同时以另一条完整的链为模板，合成出被切除部分的

39、空隙，使DNA恢复正常结构的过程。,碱基切除修复(base excision repair,BER)：单个碱基突变以BER方式进行修复。,核苷酸切除修复(nucleotide excision repair,NER):,4种蛋白质：UvrA(损伤识别)、UvrB(DNA变性)、UvrC(内切酶)和UvrD(解旋酶),2023年3月26日3时31分,91,图12-23 切除修复方式：碱基切除修复和核苷酸切除修复,*人类XP相关基因(XPA、XPB、XPC、XPD、XPF、XPG),（三）重组修复,（recombination repair）是先复制后修复。,2023年3月26日3时31分,93,（四）SOS修复(SOS repair),是指DNA损伤严重，细胞处在复制难以继续进行的危急状态下，诱发产生的一种应急修复方式。,能诱导切除修复和重组修复中某些关键酶和蛋白质产生，如uvr，rec基因产物，调节蛋白Lex A等，构成一个网络式调控系统。,能诱导产生缺乏校对功能的DNA聚合酶，故在DNA损伤部位进行复制而避免了死亡，可是却带来了高变异率。,2023年3月26日3时31分,94,原核生物和真核生物DNA复制的比较,