复制修复与逆转录.ppt

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1、DNA复制的真实性 生物体DNA复制具有高度真实性，复制107-1011碱基对,只有一个错误碱基。1、半保留复制2、DNA聚合酶对碱基的选择作用3、3，5，外切活性的校正阅读4、用RNA引物5、DNA修复机制,DNA的损伤与修复一、DNA损伤生物因素或理化因素作用下DNA的结构与功能遭破坏。生物因素：DNA重组、病毒基因组的整合等 理化因素：紫外线、电离辐射、化学诱变剂等DNA损伤 突变突变是进化、分化的分子基础；也是某些疾病的发病基础；还有致死性的突变。,DNA损伤类型,二、损伤的修复 光修复 切除修复 错配修复 重组修复 SOS修复,1、光修复光修复酶(Photolyases)利用吸收光产

2、生的能量使嘧啶二聚体转为单体。大多生物有光修复酶，但高等动物无此酶，被其它修复系统取代。,2、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，并以完整的那一条链为模板，合成出切去部分，DNA恢复正常结构。参与的酶有(细菌)核酸内切酶，DNApol,DNA连接酶人类着色性干皮病：对紫外线照射敏感，易发生皮肤癌，由于切除修复系统障碍，缺乏特异核酸内切酶。,3、错配修复DNA在复制过程中发生错配，新链被校正，则信息恢复。大肠杆菌中参与错配修复的蛋白至少12种如何区分新链和旧链？甲基化酶使DNA链某些部位甲基化刚合成的新链短期内未甲基化，区分于旧链，切除新链部分，以旧链为标准重新补缺。,4、

3、重组修复,复制后修复重组蛋白RecA，RecBCD，DNApol，连接酶,5、SOS修复能诱导修复的应急反应，引起DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制、细胞的癌变等。Weigle效应（19世纪50年代）修复系统抑制了细胞的分裂作用机理 基因 recA lexA 蛋白 RecA LexA,避免差错的修复（诱导前几种修复有关的酶和蛋白的产生）倾向差错的修复（诱导产生缺乏校对功能的聚合酶）,LexA为阻遏蛋白，阻遏SOS有关基因及recA基因，但仍有少量RecA存在，当诱导条件产生（DNA损伤），则：诱导信号 RecA激活 水解LexA 各种基因表达当条件消失，RecA失活，基因关闭,SOS的诱

4、导信号：并非所有DNA损伤都能诱导SOS反应，能在细菌中诱导SOS反应的作用剂对高等动物往往是致癌的，如X-射线，紫外线，烷化剂，黄曲霉素等。,细胞修复系统缺损与癌症有一定关系 切除修复缺损 着色性干皮病(Xeroderma Pigmentosum Xp)错配修复缺损 遗传性非息肉结肠癌(Hereditary Nonpolyposis Colorectal Cancer HPCC),逆转录病毒（Retrovirus）和逆转录酶（reverse transcriptase,RT）逆转录酶的发现 病毒 1958年Crick的中心法则:Temin发现放线菌素D抑制肿瘤病毒RNA复制.提出前病毒假说

5、逆转录酶的发现:Temin、Baltimore等1970年分别于劳氏肉瘤病毒和鼠白血病病毒中找到逆转录酶。逆转录病毒往往是能引起肿瘤的RNA病毒（劳氏肉瘤病毒、鸟类成髓细胞白血病病毒等）,DNA病毒RNA病毒,DNA RNA 蛋白质,复制,1、逆转录酶：模板(RNA)、引物(宿主tRNA)、底物(dNTP)、二价阳离子延长方向（5 3）需要还原剂（保护酶的-SH）,2、逆转录病毒基因组两条相同的（+）RNA链组成具帽子和尾部结构,3、逆转录酶不仅普遍存在于RNA病毒中，哺乳动物的胚胎细胞和正在分裂的淋巴细胞中也有反转录酶。,、逆转录过程（以前病毒形式引起整合到宿主细胞DNA中而使细胞恶性转化）

6、单链病毒RNA RNA-DNA杂交分子 双链DNA（前病毒）,、逆转录酶是多功能酶，兼有3种酶的活性：RNA指导的DNA聚合酶活性 DNA指导的DNA聚合酶活性 核糖核酸酶H的活性，专一水解RNA-DNA杂交分子中的RNA，可沿53和3 5两个方向起核酸外切酶的作用。,逆转录酶也和DNA聚合酶一样，沿53方向合成DNA，并要求短链RNA作引物。,、逆转录酶的应用,遗传工程技术中一种重要的工具酶。人工合成的聚核苷酸或真核生物的mRNA可作为此酶的模板几乎所有真核生物mRNA分子的3末端都有一段polyA,当加入寡聚dT作为引物时，mRNA就可作为模板，在逆转录酶催化下在体外合成与其互补的DNA，

7、称为cDNA。由此可构建出cDNA文库，从中筛选特异的目的基因,逆转录病毒的生活周期,人类免疫缺陷病毒Human Immunedeficiency Virus,1988年正式命名,传染源：病人或无症状携带者,传播途径：性感染、血源性感染、垂直感染,感染T淋巴细胞后即杀死细胞，造成宿主机体免疫系统损伤，引起艾滋病（acquired immunodeficiency syndrome,AIDS）,HIV模型图,脂双层膜,gp120,gp41,包膜糖蛋白,p24衣壳蛋白,p14内膜蛋白,p7核衣壳蛋白,逆转录酶,蛋白酶,整合酶,人类嗜T细胞病毒,共有两种型别 HTLV-I HTLV-II,Human T-cell Lymphotropic Virus,