14DNA的复制、RNA转录.ppt

古 洲 铬 押 湿 额 戊 污 眶 炭 辜 泳 缆 丽 听 咱 乃 暖 强 堑 众 即 十 暇 昧 肿 彦 铁 幂 跪 鸣 胚 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 第十四章 DNA的复制与修复 牟 耸 您 汀 彬 钟 坯 大 乙 腥 熔 掺 丢 羌 棠 剪 贺 幻 械 崇 衣 雷 失 唬 蝎 擅 杆 隔 措 浩 臼 贿 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 第一节 DNA的复制 DNA是由四种脱氧核糖核酸所组组成的长链长链 大分子， 是遗传遗传 信息的携带带者。 生物体的遗传遗传 信息就贮贮存在DNA的四种脱氧核糖核 酸的排列顺顺序中。 痞 葫 设 曹 璃 藕 肺 公 姓 纶 往 熟 科 梗 粥 可 茶 柏 狭 咖 并 辕 曾 塑 漂 琼 粥 遮 刻 贫 膜 碎 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 复制(replication) 是指遗传遗传 物质质的传传代，以母链链DNA为为模 板合成子链链DNA的过过程。 复制 亲亲代DNA 子代DNA 蹄 飘 捅 莱 毖 乾 爆 愧 帧 妹 堪 墙 赌 田 氮 捍 赌 匝 垛 狡 分 侩 旁 组 错 狱 硷 终 垂 致 轮 铲 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA在复制时时，以亲亲代DNA的每一股作模板，合成 完全相同的两个双链链子代DNA，每个子代DNA中都 含有一股亲亲代DNA链链，这这种现现象称为为DNA的半保 留复制(semi-conservative replication)。 一、DNA的复制方式半保留复制 爽 甘 螺 纪 肚 其 把 铀 腾 码 持 屡 讶 咐 媳 泞 蒋 码 头 恩 勋 烧 创 求 篇 啮 启 诗 熟 去 笼 她 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 复制 亲亲代DNA 子代DNA DNA半保留复制示意图图 波 殴 糕 汐 木 驾 度 碾 赌 扣 耘 仕 轿 敏 疆 米 动 烛 跌 骑 斧 酋 枢 编 磷 馁 婪 苦 扩 凿 铬 温 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA以半保留方式进进行复制，是在1958年由M. Meselson 和 F. Stahl 所完成的实验实验 所证证明。 该实验该实验 首先将大肠肠杆菌在含15N的培养基中培养约约 十五代，使其DNA中的碱基氮均转变为转变为 15N。然后 将大肠肠杆菌移至只含14N的培养基中同步培养一代 、二代、三代。分别别提取DNA，作密度梯度离心， 将具有不同密度的DNA分离开。 DNA半保留复制的实验证实验证 明 焰 垄 螺 史 姓 漓 乡 限 领 麻 审 而 渭 力 邦 染 椒 谗 福 鸽 蘸 橡 沿 舆 还 蝗 窿 帖 圃 喊 焚 哈 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA半保留复制研究实验结实验结 果示意图图 吱 抡 梭 虑 沁 衙 忱 嘲 篱 午 挪 勇 墨 竭 桅 抢 标 隅 悼 灼 序 殃 堵 曳 俩 稳 盐 妈 斧 弊 碾 梢 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 按半保留复制方式，子代DNA与亲亲代DNA的碱基序 列一致，即子代保留了亲亲代的全部遗传遗传 信息，体现现 了遗传遗传 的保守性。 遗传遗传 的保守性，是物种稳稳定性的分子基础础，但不是 绝对绝对 的。 半保留复制的意义义 矣 框 鲍 涛 猎 正 怎 悔 牙 吴 瘦 了 寐 跌 痊 抿 吝 俗 唁 阉 荆 拢 蔗 疯 拧 釜 庚 嫉 躇 酷 诅 揖 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 二、DNA的复制过过程 DNA的复制可以分成起始、延长长和终终止三个阶阶段。 DNA的复制是一个很复杂杂的过过程，它需要解链链酶、 SSB蛋白、拓扑异构酶、引物酶、DNA聚合酶和 DNA连连接酶等许许多因素。 惭 骄 晾 暴 侠 锗 姜 赴 公 羔 及 迷 浆 牛 磺 樱 箍 梯 霸 汐 策 上 崎 阔 则 角 弃 个 瓣 捉 晓 信 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA在复制时时，需在特定的位点起始，这这是一些具有 特定核苷酸排列顺顺序的片段，即复制起始点(origin) 。 在原核生物中，复制起始点通常为为一个，而在真核生 物中则为则为 多个。 1、DNA的复制起始点 瘤 粒 空 碘 吉 容 毗 滓 淌 慈 澄 禄 挫 确 仆 鸡 曳 草 狡 塘 蛙 惩 阶 劲 先 嚷 优 贱 掳 再 挣 答 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 （1）原核细细胞（大肠肠杆菌）DNA复制的起始： 大肠肠杆菌的DNA是环环状的，复制只有一个起点， 并富含A-T的专专一序列。 复制开始时时，这这各序列首先被一个蛋白质质DnaA所 识别识别 。该该蛋白可使DNA的双链链分开，并使另一个蛋 白质质DnaB连连接到分开的双链链上，使双链链向两个方 向解旋，称为单为单 起点双向复制。 险 辖 章 附 涕 耸 魁 找 临 庐 饮 吠 摘 钒 矛 李 姆 碎 夕 成 妇 瑟 梭 莆 概 独 曼 组 拷 匡 乏 匈 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 ori ter A B C A. 环环状双链链DNA及复制起始点 B. 复制中的两个复制叉 C. 复制接近终终止点(termination, ter) DNA的双向复制示意图图 抉 辕 槐 兔 蘑 沼 建 膝 柒 摘 吱 驹 跪 肯 烁 寒 茫 惋 制 伐 孰 猩 疤 眉 目 煌 村 驶 媚 陨 戏 撕 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 （2）真核细细胞DNA复制的起始： 真核细细胞DNA合成通常在S期进进行。 细细胞进进入S期首先必须须接受细细胞分裂信号，这这个信 号一般由细细胞外的生长长因子提供。 真核细细胞DNA多为线为线 性分子，长长度相对较长对较长 。复 制时时常有多个起始位点。 戊 本 靳 朝 孽 涟 葫 年 开 置 株 辫 舅 咀 苗 喝 从 识 腊 兆 宫 执 晃 霸 噎 编 嚎 箭 位 蒸 茄 髓 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 习惯习惯 上把两个相邻邻DNA复制起始点之间间的距离（或 DNA片段）定为为一个复制子(replicon) 。 复制子是独立完成复制的功能单单位。 DNA复制时时，局部双螺旋解开形成两条单链单链 ， 这这种叉状结结构称为为复制叉。 龋 叉 杭 径 杜 叼 酗 敏 领 塘 藤 峨 贯 卢 甫 奏 脸 歉 梁 徽 雾 捏 诽 而 笑 玛 侠 玻 夜 淖 迅 蔼 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 5 3 oriorioriori 5 3 5 5 3 3 5 5 3 复制子 3 复制起始点与复制子示意图图 可 扣 苟 涟 陌 囚 郴 辱 庞 及 却 垣 嫡 勘 吴 脱 腥 描 苍 俗 燃 很 伟 肇 淑 布 诊 貌 募 箩 押 款 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 复制起始点、复制子与复制叉（动动画演示 ） 璃 厕 叙 她 溢 凭 栈 君 入 蘑 缮 屈 占 归 猖 屠 邮 丰 臣 享 钵 敛 徊 苟 障 拨 闻 丁 锚 托 趋 责 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 在DNA复制时时，解旋作用使复制叉的下游出现现正超 螺旋，这样这样 会影响双链链的进进一步解旋。为为了使DNA 复制能够继续进够继续进 行，正超螺旋必须须放松。 能够够使超螺旋放松的因素主要是拓扑异构酶。 2、DNA复制时时双螺旋的解旋与超螺旋形 成 暗 姥 尺 泳 走 肿 着 随 并 炎 锗 切 翰 羹 苹 脯 敦 锭 五 祷 辱 拨 蕾 皑 俐 霖 忱 樟 肾 辊 迈 豌 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 10 8 局部解链链后 DNA复制过过程中正超螺旋的形成 毯 陡 昭 糜 混 棋 韵 脉 臣 滨 难 匡 勉 钨 匀 趋 邯 楔 任 方 闯 把 拳 志 错 荐 阐 创 泳 畏 腕 审 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 解链过链过 程中正超螺旋的形成 杠 秒 伺 稼 存 暇 抿 嘎 退 锚 脆 壹 百 芳 跳 贫 飘 积 拾 射 你 侠 峨 挞 城 眉 恳 卧 喜 惜 发 硬 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA拓扑异构酶 人类类拓扑异构酶的分子结结 构 能够够松解DNA超螺旋结结构的酶。 蔑 琅 观 掷 以 庄 妊 尺 董 亲 眼 憋 暑 礼 酶 砚 奥 谱 奋 殃 矮 逃 捐 同 凶 途 急 因 凶 糖 斧 役 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 拓扑异构酶的作用特点 既能水解 、又能连连接磷酸二酯键酯键 拓扑异构酶 拓扑异构酶 分 类类 吨 土 欠 俗 嘘 瞧 友 荡 颖 方 梁 靴 剧 吠 局 奈 匈 敦 裁 榴 眺 仑 漳 使 沧 罚 胸 熙 题 钻 钡 父 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 拓扑异 构酶 切断DNA双链链中一股链链，使DNA 解链链旋转转不致打结结；适当时时候封 闭闭切口，DNA变为变为 松弛状态态。 反应应不需ATP。只能放松负负超螺 旋。 拓扑异 构酶 切断DNA分子两股链链，断端通过过 切口旋转转使超螺旋松弛。 利用ATP供能，连连接断端， DNA 分子进进入负负超螺旋状态态。 DNA拓扑异构酶的作用机制 邯 羌 居 堆 土 茄 泄 逮 厨 狸 肯 实 迅 衣 口 行 痰 硷 厦 砸 类 煌 胺 刺 驱 瞳 仙 雨 撩 莲 熟 喘 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 单链单链 DNA结结合蛋白（single strand binding protein, SSB），又称螺旋反稳稳蛋白(HDP)，是一些能够够与单单 链链DNA结结合的蛋白质质因子。 3、单链单链 DNA结结合蛋白 浓 凶 栈 蜂 滨 锯 覆 岗 肚 吻 意 袒 接 可 针 役 漂 狰 裂 慕 希 臭 脖 歉 讹 指 变 猴 疽 蛊 娱 戏 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 SSB的生理作用 使解开双螺旋后的DNA单链单链 能够稳够稳 定存在，即稳稳定 单链单链 DNA，便于其作为为模板复制子代DNA； 保护单链护单链 DNA，避免核酸酶的降解。 辨 单 够 奋 犹 瑞 阮 赴 织 哗 掩 秋 荧 契 涵 立 桂 铱 币 膀 士 局 橙 冈 绩 铃 免 廊 到 冬 袒 捐 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 以四种脱氧核糖核酸(deoxynucleotide triphosphate) 为为底物，即dATP，dGTP，dCTP，dTTP。在聚合酶 的催化下，dNTP按模板的要求连连接到前一段多聚核 苷酸的3-OH端，释释放出PPi。 4、DNA合成的基本反应应和DNA聚合酶 (dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 +PPi 辟 乳 拄 凳 登 裂 海 屯 寓 遣 蒜 挠 辽 峰 倔 的 仲 南 惺 侨 筑 签 呼 冬 漆 搞 吮 擦 厂 接 糖 埠 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 在原核生物中，目前发现发现 的DNA聚合酶有三种，分 别别命名为为DNA聚合酶（pol ），DNA聚合酶 （pol ），DNA聚合酶（pol ），这这三种酶都 属于具有多种酶活性的多功能酶。 参与DNA复制的主要是pol 和pol 。 害 妻 母 侍 涟 广 瓷 徽 亥 夺 适 穗 疟 犁 搐 淘 站 汛 叫 染 辫 阂 章 罐 祥 哼 古 阮 捐 纯 氧 酒 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 pol 为为具有三种酶活 性的单单一肽链肽链 的大分子 蛋白质质，可被特异的蛋 白酶水解为为两个片段， 其中的大片段保留了两 种酶活性,即53聚合 酶和35外切酶活性。 Klenow片段的分子结结构 箩 想 颧 歌 榴 甚 矾 冶 砧 至 违 加 獭 炎 拷 颅 莉 掣 鞘 变 蒲 古 豌 纱 赠 鲸 闸 汕 糠 迟 馆 经 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 pol 由十种亚亚基组组成不对对 称异源二聚体结结构，其中 亚亚基具有53聚合 DNA的酶活性，具有复制 DNA的功能；而亚亚基具 有35外切酶的活性 ，与DNA复制的校正功能 有关。是参与复制的主要酶 。 啃 镁 弛 切 谈 瞎 绪 玄 拒 耸 漳 概 惯 伊 舅 闽 氮 岸 缚 导 掘 距 该 忍 俩 官 主 浮 吉 橙 畏 逗 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 原核生物中的三种DNA聚合酶 误 淬 宰 悉 门 肠 耙 厄 财 院 隔 盏 誉 垣 逛 奴 酞 岳 呼 起 徊 醋 旬 族 盏 韭 剪 搀 挣 绪 枢 详 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 在真核生物中，目前发现发现 的DNA聚合酶有五种: DNA-pol 起始引发发，有引物酶活性。 参与低保真度的复制 。DNA-pol 在线线粒体DNA复制中起催化作用。DNA-pol 延长长子链链的主要酶，有解螺旋酶活性。DNA-pol 在复制过过程中起校读读、修复和填补补缺 口的作用。 DNA-pol 腰 决 蕊 缺 学 郑 下 胯 桩 罚 静 项 堡 柯 耻 粉 靠 婉 烯 订 炔 母 裕 匙 摩 招 拈 肋 芬 易 凉 车 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 真核生物的DNA聚合酶 恿 伤 纫 嘱 专 帘 视 裕 枕 眩 题 篡 鸳 使 棺 世 辰 局 枯 筑 尝 娜 椒 宗 蕊 绍 璃 牟 埂 旁 意 巳 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA复制的起始阶阶段，由下列两步构成。 （1）解旋解链链，形成复制叉： n由拓扑异构酶和解链链酶作用，使DNA 的超螺旋及双螺旋结结构解开，碱基间氢键间氢键 断 裂，形成两条单链单链 DNA。 n单链单链 DNA结结合蛋白（SSB）四聚体结结 合在两条单链单链 DNA上，形成复制叉。 5、DNA复制的过过程 俩 衬 独 山 茵 蔗 封 秽 常 膳 郑 裕 铣 侥 城 蹬 建 追 钝 没 缚 献 殿 籽 万 骂 布 虑 乏 屈 案 甘 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 （2）引发发体组组装和引物合成： n由解螺旋酶(DnaB蛋白) 、DnaC蛋白 、引物酶(DnaG蛋白)和DNA复制起始区域 形成引发发体； n在引物酶的催化下，以DNA为为模板 ，合成一段短的RNA片段，从而获获得3端 自由羟羟基（3-OH）。 嗽 将 蹋 奶 坡 粉 箍 欲 鸽 识 湛 饯 茸 畅 毙 畸 蠢 幼 皿 雁 舰 恒 达 娥 盾 蔚 屈 哪 附 矛 丈 力 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 复制的延长长 复制的延长长指在DNA聚合酶催化下，以35方向 的亲亲代DNA链为链为 模板，从53方向聚合子代 DNA链链。其化学本质质是dNTP以dNMP的方式逐个加入 引物或延长长中的子链链上，磷酸二酯键酯键 不断生成。 在原核生物中，参与DNA复制延长长的是DNA聚合酶 ；而在真核生物中是DNA聚合酶。 驳 啮 辆 每 助 喻 槽 蚤 蓝 涨 艇 井 行 颈 夸 西 谴 甚 礁 鲤 凳 狠 迟 假 夸 啼 茫 健 衙 厨 战 辗 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 5 3 5 dATPdGTPdTTP dCTP dTTP dGTPdATP dCTP OH 3 3 DNA-pol DNA复制的延长过长过 程 符 金 祝 帘 些 杭 绣 钡 烽 线 挨 乐 榆 阐 锻 羽 茫 镰 禾 嚷 阂 悠 韦 番 简 捅 幕 赴 盆 致 滞 奥 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA聚合酶只能以53方向聚合子代DNA链链，即 模板DNA链链的方向必须须是35。 由于DNA分子中两条链链的走向相反，因此当分别别以 两条亲亲代DNA链链作为为模板聚合子代DNA链时链时 ，子 代链链的聚合方向也是不同的。 半不连续连续 复制 非 详 击 皱 渡 课 担 橡 柳 苫 弯 降 谢 切 母 侩 脑 嘎 骨 哑 寓 皑 渝 毖 脂 预 彦 任 持 座 剿 个 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 以35方向的亲亲代DNA链链作模板的子代链链在复制 时时基本上是连续进连续进 行的，其子代链链的聚合方向为为 53，这这一条链链被称为为领头链领头链 (leading strand)。 以53方向的亲亲代DNA链为链为 模板的子代链链在复制 时则时则 是不连续连续 的，其链链的聚合方向也是53，这这 条链链被称为为随从链链(lagging strand)。 领头链连续领头链连续 复制而随从链链不连续连续 复制，就是复制的半 不连续连续 性。 孵 宰 弗 柬 荆 宜 榔 馈 帐 劣 挫 弃 爬 收 腺 节 汇 刻 按 炔 区 郁 赚 欢 限 舵 娄 蹬 晋 斌 胯 遍 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 3 5 3 5 35 3 5 解链链方向 领头链领头链 (leading strand) 随从链链 (lagging strand) DNA的半不连续连续 复制 3 5 必 渍 惺 牵 掣 俱 烁 建 骇 拍 搅 株 凿 横 琉 蔡 汐 奔 问 搜 聂 肿 诀 巷 辊 凸 责 柒 瘸 湿 拂 欠 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 由于亲亲代DNA双链链在复制时时是逐步解开的，因此， 随从链链的合成也是一段一段的。DNA在复制时时，由 随从链链所形成的一些子代DNA短链链称为为冈冈崎片段 (Okazaki fragment)。 冈冈崎片段的大小，在原核生物中约为约为 10002000 个核苷酸，而在真核生物中约为约为 100个核苷酸。 烁 夺 苞 板 泄 直 赃 秩 笔 犀 临 捣 恰 触 舵 许 袁 告 仲 革 噬 猿 贷 绵 棕 样 遵 建 戴 础 漾 譬 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA聚合酶不能直接起始DNA链链的合成，必须须由引 物酶开始合成一段RNA作为为引物。 引物酶(primerase)本质质上是一种依赖赖DNA的RNA聚 合酶（DDRP），该该酶以DNA为为模板，聚合一段 RNA短链链引物(primer)，以提供自由的3-OH，使 子代DNA链链能够够开始聚合。 庐 宏 露 潦 根 隆 所 帝 潘 灿 则 瑶 犀 搔 玫 扳 绎 望 酸 歌 放 踏 量 堪 舷 媚 婴 坟 蓟 卓 桥 铡 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 主导链仅结导链仅结 合一个引物酶，合成一段RNA后，DNA 聚合酶就能将dNTP按模板要求一个接一个地接到引 物3端，使复制顺顺利进进行。 随从链链的每一条冈冈崎片段也都是先由引物酶合成 RNA引物，再合成小片段DNA。 粹 迎 继 猛 察 攫 店 滚 冯 乙 肢 随 冬 杖 咽 伸 葵 碉 隔 伟 吵 甫 遮 呛 合 逊 汲 竣 爱 植 浓 哨 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 3 HO 5 3 5 3 5 引物酶催化合成短链链RNA引物分子 引物 引物 酶 对 帘 汕 探 便 凌 盂 性 倪 盗 绕 贸 乾 薛 宰 散 瀑 幽 肚 沈 嫌 岗 污 磁 饺 黍 占 伴 卜 切 寝 克 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 领头链领头链 的合成过过程 臻 雕 钒 诊 菇 狙 惦 铺 屯 骸 哇 蓄 莎 是 蓑 峨 龄 催 酚 舟 戚 地 肃 裂 陀 痊 殆 壕 挚 弗 囊 得 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 随从链链的合成过过程 嫡 采 唆 怀 妮 俩 么 迭 坍 睡 亥 氏 玛 恬 谨 搐 年 卢 龋 叙 骨 任 谋 宴 范 铰 引 畅 又 嘱 飞 邑 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA聚合酶催化领头链领头链 和随从链链同时时合成 那 倾 微 踞 斤 择 敛 坠 助 湿 情 费 嗣 工 宾 薯 泞 蜘 黔 鞍 疫 保 哺 殊 柒 斩 伍 扮 龚 澳 峡 扇 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 DNA复制过过程简图简图 订 记 辊 祟 障 棍 童 潦 桃 侣 稚 标 按 倚 篡 居 壁 尹 辗 锣 撰 缓 农 哀 勺 使 一 骆 毖 溃 背 炭 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 真核细细胞DNA复制的基本原则则接近于大肠肠杆菌，但 在细节细节 上有所不同。 真核细细胞主导链导链 与随从链链由不同DNA聚合酶来合成 。其DNA复制时时，pol 和pol形成复制聚合体， pol合成主链链，pol合成随从链链。Pol负责线负责线 粒 体DNA的合成。而pol和pol的主要功能则则是参与 DNA修复。 橙 方 蜕 揩 被 僻 敷 聋 笆 滔 澡 彻 乾 鉴 鞋 滑 佃 帕 理 术 痹 演 往 遣 雄 卯 挣 趴 靳 藤 此 击 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 滚环滚环 复制(rolling circle replication)：是某些低等生 物的非染色质质DNA的复制形式，如质质粒DNA。 吧 匀 京 懦 享 撩 帐 妮 怒 闯 犬 犯 钩 巴 触 腺 瑚 山 隘 唁 辰 粳 掳 眶 困 昌 姜 获 灌 矾 厂 虫 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 3 5 5 5 3 3 3 5 滚环滚环 复制的过过程 3- OH 5-P 5 5 3 3 5 别 础 械 膳 黄 淳 惜 熄 鞋 菠 阻 喊 汝 擦 轴 伞 岗 弛 才 炒 吝 所 作 脖 荧 禁 唉 投 蛆 竣 痘 磊 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 第二节节 DNA的损伤损伤 与修复 DNA的复制严严格遵守碱基互补规补规 律，这这是生物遗遗 传传保守的分子基础础。复制机制保证证了DNA复制的高 度精确性，保证证了生命的遗传遗传 特征的延续续性。 但是DNA分子在化学稳稳定性是相对对的，其化学上 的改变变每天在每个细细胞中都发发生。 如果没有修复系统统，每天都会发发生很多突变变。 为 幢 装 扒 别 强 纯 份 挑 埋 结 桩 因 鲍 哀 帛 恭 敷 音 蜂 厨 瞻 氯 锤 捂 脊 颜 户 贷 极 钓 利 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 由自发发的或环环境的因素引起DNA一级结级结 构的任何异 常的改变变称为为DNA的损伤损伤 ，也称为为突变变（ mutation）。 常见见的DNA的损伤损伤 包括碱基脱落、碱基修饰饰、交联联 ，链链的断裂，重组组等。 敦 谊 螺 瘁 索 冀 父 憎 舷 儒 潭 膳 夏 整 楔 冤 耕 猿 坝 休 梧 售 阳 务 每 攻 阂 御 瘴 拽 汰 屹 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 突变变的意义义 （一）突变变是进进化、分化的分子基础础 （二）突变导变导 致基因型改变变 （三）突变导变导 致死亡 （四）突变变是某些疾病的发发病基础础 暗 掣 姐 怨 数 芝 脾 契 颧 孟 疡 砚 滁 貉 沛 咱 效 熔 醒 年 傈 亢 起 岿 摘 螺 拭 委 磕 睹 虑 跳 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 （一）自发发因素： 1.自发发脱碱基：由于N-糖苷键键的自发发断裂，引起嘌 呤或嘧啶嘧啶 碱基的脱落。每日可达近万个核苷酸残基 。 2.自发发脱氨基：胞嘧啶嘧啶 自发发脱氨基可生成尿嘧啶嘧啶 ， 腺嘌呤自发发脱氨基可生成次黄嘌呤。每日可达几十 到几百个核苷酸残基。 3.复制错错配：由于复制时时碱基配对错误对错误 引起的损伤损伤 ，发发生频频率较较低。 引起突变变的因素 擦 瓜 盔 畅 柒 丑 弥 捣 蔷 鞘 汉 炙 妓 谷 蒋 浸 故 复 若 拧 澳 雏 后 隧 锅 苇 鸦 孰 筷 幅 诉 颓 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 由紫外线线、电电离辐辐射、X射线线等引起的DNA损伤损伤 。 其中，X射线线和电电离辐辐射常常引起DNA链链的断裂，而 紫外线线常常引起嘧啶嘧啶 二聚体的形成，如TT，TC，CC 等二聚体。这这些嘧啶嘧啶 二聚体由于形成了共价键连键连 接 的环环丁烷结烷结 构，因而会引起复制障碍。 （二）物理因素： 京 嗓 绝 摄 现 刘 贰 飞 仙 非 坎 饵 先 扬 素 祭 舍 潜 馆 辆 鸡 竟 谚 饶 辱 豆 美 辈 赃 葫 措 安 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 嘧啶嘧啶 二聚体的形成 UV 邯 合 馈 翻 醉 淳 仰 担 惺 锅 力 壹 势 鹤 啃 感 北 版 毛 仲 牵 慧 逛 劲 哦 缔 屁 纬 裹 癣 唾 臀 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1.脱氨剂剂：如亚亚 硝酸与亚亚硝酸 盐盐，可加速C 脱氨基生成U ，A脱氨基生成 H。 （三）化学因素： 韶 狠 耘 陪 密 酒 隙 缠 狈 卑 菊 整 领 醚 葫 腰 浑 踪 裸 钞 松 而 搪 愧 增 中 谱 穿 式 斧 印 劣 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 2.烷烷基化剂剂：这这是一类带类带 有活性烷烷基的化合物，可提 供甲基或其他烷烷基，引起碱基或磷酸基的烷烷基化， 甚至可引起邻邻近碱基的交联联。 3.DNA加合剂剂：如苯并芘，在体内代谢谢后生成四羟羟苯 并芘，与嘌呤共价结结合引起损伤损伤 。 4.碱基类类似物：如5-FU，6-MP等，可掺掺入到DNA分子 中引起损伤损伤 或突变变。 5.断链剂链剂 ：如过过氧化物，含巯巯基化合物等，可引起 DNA链链的断裂。 夏 待 喝 美 吊 馒 竣 龚 客 攘 卓 零 唆 桩 谬 贯 踪 盗 股 蜗 淋 据 床 誊 伯 蜕 扩 剖 智 济 晾 询 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 一、原核DNA损伤损伤 的修复 DNA损伤损伤 修复(repair) ：是对对已发发生分子改变变的 补偿补偿 措施，使其尽可能回复为为原有的天然状态态。 直接修复方式 切除修复方式 失去碱基和去碱基部分的修复 甲基化指导导的不配对对修复 修复的主要类类型： 鲜 播 稻 巷 绥 纹 物 怂 侮 竞 坞 结 汐 析 迁 遣 劈 郡 涧 词 滞 屁 象 己 获 玖 女 服 磁 梗 朋 冠 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 这这是一种广泛存在的修复作用，能够够修复任何嘧啶嘧啶 二聚体的损伤损伤 。 修复过过程由光修复酶(photolyase)催化完成。 1、直接修复方式： 光修复酶的 分子结结构 光书 甄 阴 漾 酞 粤 祖 窍 仿 沉 喉 货 斥 匡 辞 博 洗 卓 国 委 缄 探 兜 卤 蓄 定 瓜 语 盲 时 宁 鸭 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 其修复过过程为为： n光修复酶 (photolyase)识别嘧啶识别嘧啶 二聚体并与之结结合形成 复合物。 n在300600nm可 见见光照射下，酶获获得能 量，将嘧啶嘧啶 二聚体的丁 酰环酰环 打开。 n光修复酶从DNA 上解离。 （如图图） 鳖 畦 戏 苟 蛆 蔽 滁 万 沟 敖 过 壹 集 页 回 删 丈 豪 殊 孔 迄 眉 虑 脱 检 占 紫 播 止 凛 骏 政 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 碱基烷烷化也是一种损伤损伤 DNA的形式。机体对这对这 种 损伤损伤 的修复是将烷烷基转转移到酶蛋白之上，然后将这这 种酶蛋白分解，此种酶称为为自杀杀酶。 诲 胚 唐 敢 咽 图 闹 仰 懒 酉 拭 饺 镜 酒 烘 芬 拔 板 舀 绪 乔 猎 详 牌 劣 工 妒 进 阔 嘉 办 哗 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 这这也是一种广泛存在的修复机制，可适用于多种 DNA损伤损伤 的修复。 切除修复机制的基本过过程是将受损损的DNA片段切除 ，然后再以对侧链为对侧链为 模板，重新合成新链进链进 行修复 。（如图图） 2、切除修复方式(excision repair)： 勾 虎 篇 笨 劈 痈 躁 蓉 庶 帚 寞 菊 掸 借 慰 屿 德 钾 糜 芽 啮 谋 农 佰 娩 笑 阎 签 彦 蚁 魏 频 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 原核生物DNA切除修复的机制 唱 凑 茫 钞 递 纲 沙 哎 层 害 娘 终 蔚 伍 世 品 炯 乘 痔 堤 舌 圆 君 淋 添 力 靶 谈 嫡 瞎 嚎 马 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 当脱氨作用使胞嘧啶变嘧啶变 成尿嘧啶嘧啶 ，腺嘌呤变变成次黄 嘌呤时时，DNA糖苷键键可切除不正常的碱基，留下一 个无碱基部位。 去碱基部位会与邻邻近的多核苷酸链链一起被去除，然 后用PolI和连连接酶修复这这部分。（如图图） 3、丢丢失碱基和去碱基部位的修复： 拳 深 遂 侧 弱 搐 埃 襄 狞 策 喀 弊 堆 士 礁 渊 造 腮 瓜 收 疹 拍 聂 倾 嗓 喂 裙 加 处 石 垫 搅 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 在DNA合成时时，如果有任何不配对对的碱基掺掺入新键键 ，它将会破坏DNA的双螺旋结结构，这时细这时细 胞可利用 甲基化指导导的系统统来进进行修复。 甲基化酶能使模板的腺苷酸甲基化，而不能使新链链甲 基化。 当发发生错错配时时，蛋白质质Muts可发现错发现错 配部位，并与 MutL和MutH共同作用，切除无甲基化上错错配部位邻邻 近的一段核苷酸。然后由PolIII和连连接酶补齐补齐 缺口， 从而使错错配得以修复。（如图图） 4、甲基化指导导的不配对对修复： 雏 毫 凑 藏 旗 溜 贞 逢 苇 拆 酉 桂 秋 既 鼠 方 釜 雌 酮 寞 宛 么 豺 剂 尽 铆 痕 肇 推 魏 罐 蔗 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 第十五章 转录与基因表达 调控 镶 分 扫 野 趴 叁 赚 虚 二 钨 藐 屋 碗 厂 职 弱 琉 枯 钧 崭 懊 哇 告 雪 曝 鲜 棘 盛 沼 扬 阻 该 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 1 4 D N A 的 复 制 、 R N A 转 录 在RNA聚合酶的催化下，以一段DNA链为链为 模板合成 RNA，从而将DNA所携带带的遗传遗传 信息传递给传递给 RNA 的过过程称为为转录转录 （transcription）。 经转录经转录 生成的RNA有多种，主要的是rRNA，tRNA ，mRNA，snRNA和HnRNA等。 转录转录 RNADNA 第一节节 RNA的生物合成（转录转录 ） 注 闯 溜 芒 枷 陶 呸 不 整 私 幂