1、第二章第二章 染色體與染色體與DNADNAo染色體染色體oDNADNA的結(jié)構(gòu)與復(fù)制的結(jié)構(gòu)與復(fù)制o原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)oDNADNA的修復(fù)與轉(zhuǎn)座的修復(fù)與轉(zhuǎn)座主主 要要 內(nèi)內(nèi) 容容第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體一、染色體概述一、染色體概述3 3、染色體的功能、染色體的功能遺傳物質(zhì)的主要載體遺傳物質(zhì)的主要載體2 2、染色體的組成、染色體的組成DNADNA和蛋白質(zhì)和蛋白質(zhì)1 1、染色體的發(fā)現(xiàn)、染色體的發(fā)現(xiàn)1919世紀(jì)中葉世紀(jì)中葉在有絲分裂中發(fā)現(xiàn)的一種易被堿在有絲分裂中發(fā)現(xiàn)的一種易被堿性染料染成深色的物質(zhì)；性染料染成深色的物質(zhì)；第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體 4

2、4、染色體的重要特征、染色體的重要特征o分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定; ;o能夠自我復(fù)制能夠自我復(fù)制; ;o能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制整個(gè)生命過(guò)程控制整個(gè)生命過(guò)程; ;o能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。能夠產(chǎn)生可遺傳的變異。第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體（一）、原核細(xì)胞的染色體（一）、原核細(xì)胞的染色體1 1、位于一個(gè)類似、位于一個(gè)類似“核核”的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)“類核體類核體”上，由上，由DNADNA和外裹的稀疏蛋白質(zhì)組成，其中一部分蛋白與和外裹的稀疏蛋白質(zhì)組成，其中一部分蛋白與DNADNA的折疊有關(guān)，另一些則參與的折疊有關(guān)，另一些則參與DNADNA復(fù)制、重組及轉(zhuǎn)錄。復(fù)制、重組及轉(zhuǎn)

3、錄。2 2、原核生物中一般只有一條染色體，且大都帶有單拷、原核生物中一般只有一條染色體，且大都帶有單拷貝基因；只有很少數(shù)基因（如貝基因；只有很少數(shù)基因（如rRNArRNA基因）是以多拷貝基因）是以多拷貝形式存在；整個(gè)染色體形式存在；整個(gè)染色體DNADNA幾乎全部由功能基因與調(diào)控幾乎全部由功能基因與調(diào)控序列所組成；幾乎每個(gè)基因序列都與它所編碼的蛋白序列所組成；幾乎每個(gè)基因序列都與它所編碼的蛋白質(zhì)序列呈線性對(duì)應(yīng)狀態(tài)。（無(wú)內(nèi)含子）質(zhì)序列呈線性對(duì)應(yīng)狀態(tài)。（無(wú)內(nèi)含子）第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體（二）真核細(xì)胞的染色體（二）真核細(xì)胞的染色體o真核細(xì)胞的染色體位于核仁內(nèi)，真核細(xì)胞的染色體位于核仁內(nèi)，DNADN

4、A與蛋白質(zhì)完全融合在一起，其與蛋白質(zhì)完全融合在一起，其蛋白質(zhì)與相應(yīng)蛋白質(zhì)與相應(yīng)DNADNA的質(zhì)量比約為的質(zhì)量比約為2 2：1 1；其中蛋白質(zhì)包括組蛋白和非；其中蛋白質(zhì)包括組蛋白和非組蛋白，組蛋白，o真核生物染色體的組成：由真核生物染色體的組成：由DNADNA、組蛋白、非組蛋白及部分、組蛋白、非組蛋白及部分RNARNA（主要是尚未完成轉(zhuǎn)錄而仍與模板（主要是尚未完成轉(zhuǎn)錄而仍與模板DNADNA相連接的那些相連接的那些RNARNA，其含量，其含量不到不到DNADNA的的10%10%）組成。）組成。o除了性細(xì)胞以外，真核細(xì)胞的染色體都是二倍體，而性細(xì)胞的染除了性細(xì)胞以外，真核細(xì)胞的染色體都是二倍體，而性

5、細(xì)胞的染色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半，稱為單倍體。色體數(shù)目是體細(xì)胞的一半，稱為單倍體。o染色體被大量蛋白質(zhì)及核膜包圍，染色體被大量蛋白質(zhì)及核膜包圍，DNADNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯在不同的空間的轉(zhuǎn)錄和翻譯在不同的空間和時(shí)間上進(jìn)行，其基因表達(dá)調(diào)控與和時(shí)間上進(jìn)行，其基因表達(dá)調(diào)控與DNADNA的序列和染色體的結(jié)構(gòu)有關(guān)。的序列和染色體的結(jié)構(gòu)有關(guān)。第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體（二）真核細(xì)胞的染色體（二）真核細(xì)胞的染色體o染色體上的蛋白質(zhì)主要包括組蛋白和非組蛋白。組蛋白染色體上的蛋白質(zhì)主要包括組蛋白和非組蛋白。組蛋白是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，它與是染色體的結(jié)構(gòu)蛋白，它與DNADNA組成核小體。組蛋白分組成核小體。組蛋白分別為別

6、為HlHl、H2AH2A、H2BH2B、H3H3及及H4H4。它們含有大量的賴氨酸。它們含有大量的賴氨酸和精氨酸。和精氨酸。o非組蛋白包括酶類，收縮蛋白、骨架蛋白、肌動(dòng)蛋白、非組蛋白包括酶類，收縮蛋白、骨架蛋白、肌動(dòng)蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等。肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白等。第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體（三）原核生物基因組（三）原核生物基因組o原核生物的原核生物的基因組很小基因組很小，大多只有一條染色體，且，大多只有一條染色體，且DNADNA含量少。（注意染色體外遺傳基因的概念：即細(xì)菌的質(zhì)含量少。（注意染色體外遺傳基因的概念：即細(xì)菌的質(zhì)粒、真核生物的線粒體、高等植物的葉綠體等所含有的粒

7、、真核生物的線粒體、高等植物的葉綠體等所含有的DNADNA和功能基因）。和功能基因）。o結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)練：原核：原核DNADNA分子的絕大部分是用來(lái)編碼蛋白質(zhì)分子的絕大部分是用來(lái)編碼蛋白質(zhì)的，只有非常小的一部分不轉(zhuǎn)錄。而且，這些不轉(zhuǎn)錄的，只有非常小的一部分不轉(zhuǎn)錄。而且，這些不轉(zhuǎn)錄DNADNA序列通常是控制基因表達(dá)的序列。序列通常是控制基因表達(dá)的序列。 第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體（三）原核生物基因組三）原核生物基因組o存在轉(zhuǎn)錄單元：存在轉(zhuǎn)錄單元：原核原核DNADNA序列中功能相關(guān)的基因叢集在基因組的特序列中功能相關(guān)的基因叢集在基因組的特定部位，形成轉(zhuǎn)錄單元，它們可被一起轉(zhuǎn)錄為可翻譯多個(gè)蛋白質(zhì)定部

8、位，形成轉(zhuǎn)錄單元，它們可被一起轉(zhuǎn)錄為可翻譯多個(gè)蛋白質(zhì)的的mRNAmRNA分子，這種分子，這種mRNAmRNA叫多順?lè)醋咏卸囗樂(lè)醋觤RNAmRNA。o有重疊基因：有重疊基因：在一些細(xì)菌和動(dòng)物病毒中同一段在一些細(xì)菌和動(dòng)物病毒中同一段DNADNA能攜帶兩種不同能攜帶兩種不同蛋白質(zhì)的信息。重疊基因主要有以下幾種情況蛋白質(zhì)的信息。重疊基因主要有以下幾種情況:(1):(1)一個(gè)基因完全一個(gè)基因完全在另一個(gè)基因里面；在另一個(gè)基因里面；(2)(2)部分重疊；部分重疊；(3)(3)兩個(gè)基因只有一個(gè)堿基對(duì)兩個(gè)基因只有一個(gè)堿基對(duì)的重疊。的重疊。o有的重疊基因的重疊部分翻譯相同序列的肽段；有的翻譯不同的有的重疊基因的

9、重疊部分翻譯相同序列的肽段；有的翻譯不同的肽段，這是因?yàn)榉g起點(diǎn)錯(cuò)位引起的。肽段，這是因?yàn)榉g起點(diǎn)錯(cuò)位引起的。第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體重疊基因重疊基因第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體（四）真核生物基因組（四）真核生物基因組 真核細(xì)胞基因組含有大量的重復(fù)序列，功能真核細(xì)胞基因組含有大量的重復(fù)序列，功能DNADNA序序列大多被非功能列大多被非功能DNADNA所隔開(kāi)。許多所隔開(kāi)。許多DNADNA序列不編碼蛋白序列不編碼蛋白質(zhì)。真核細(xì)胞質(zhì)。真核細(xì)胞DNADNA序列可被分為序列可被分為3 3類類: :o不重復(fù)序列不重復(fù)序列 占占DNADNA總量的總量的40408080，長(zhǎng)約，長(zhǎng)約7507502000bP20

10、00bP。結(jié)構(gòu)基因?qū)儆诓恢貜?fù)序列。結(jié)構(gòu)基因?qū)儆诓恢貜?fù)序列。第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體（四）真核生物基因組（四）真核生物基因組o中度重復(fù)序列中度重復(fù)序列 占總占總DNADNA的的10104040，各種，各種rRNArRNA、tRNAtRNA以及某些結(jié)構(gòu)基因?qū)儆谶@一類。中度重復(fù)序列往往以及某些結(jié)構(gòu)基因?qū)儆谶@一類。中度重復(fù)序列往往分散在不重復(fù)序列之間。分散在不重復(fù)序列之間。o高度重復(fù)序列高度重復(fù)序列衛(wèi)星衛(wèi)星DNA DNA 占總占總DNADNA的的10106060，由由6 6100100個(gè)堿基組成，在個(gè)堿基組成，在DNADNA鏈上串聯(lián)重復(fù)高達(dá)數(shù)百萬(wàn)鏈上串聯(lián)重復(fù)高達(dá)數(shù)百萬(wàn)次。不轉(zhuǎn)錄。次。不轉(zhuǎn)錄。第一節(jié)第

11、一節(jié) 染色體染色體（四）真核生物基因組特點(diǎn)（四）真核生物基因組特點(diǎn)o基因組龐大，基因組龐大，一般都遠(yuǎn)大于原核生物的基因組；一般都遠(yuǎn)大于原核生物的基因組；o存在大量的存在大量的重復(fù)序列；重復(fù)序列；o真核基因組的大部分序列為真核基因組的大部分序列為非編碼序列，非編碼序列，占整個(gè)基因組序列的占整個(gè)基因組序列的90%90%以上；以上；o真核基因組的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為真核基因組的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為單順?lè)醋樱粏雾樂(lè)醋?；o真核基因是真核基因是斷裂基因，斷裂基因，有內(nèi)含子結(jié)構(gòu)；有內(nèi)含子結(jié)構(gòu)；o真核基因組存在大量的真核基因組存在大量的順式作用原件，順式作用原件，包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、包括啟動(dòng)子、增強(qiáng)子、沉默子等；沉默子等；第一節(jié)

12、第一節(jié) 染色體染色體 （四）真核生物基因組特點(diǎn)（四）真核生物基因組特點(diǎn)o真核基因組中存在大量的真核基因組中存在大量的DNADNA多態(tài)性。多態(tài)性。DNADNA多態(tài)性是指多態(tài)性是指DNADNA序列中發(fā)序列中發(fā)生變異而導(dǎo)致的個(gè)體間核苷酸序列的差異，主要包括單核苷酸多生變異而導(dǎo)致的個(gè)體間核苷酸序列的差異，主要包括單核苷酸多態(tài)性（態(tài)性（single nucleotide polymorphism,SNP)single nucleotide polymorphism,SNP)和串聯(lián)重復(fù)序列多和串聯(lián)重復(fù)序列多態(tài)性態(tài)性(tandem repeats polymorphism(tandem repeats po

13、lymorphism）兩類。）兩類。o真核生物基因組具有端粒（真核生物基因組具有端粒（telomere)telomere)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。端粒是真核生物線性端粒是真核生物線性基因組基因組DNADNA末端的一種特殊結(jié)構(gòu)，它是一段末端的一種特殊結(jié)構(gòu)，它是一段DNADNA序列和蛋白質(zhì)形成序列和蛋白質(zhì)形成的復(fù)合體。其的復(fù)合體。其DNADNA序列相當(dāng)保守，一般由多個(gè)短寡核苷酸串聯(lián)在一序列相當(dāng)保守，一般由多個(gè)短寡核苷酸串聯(lián)在一起構(gòu)成，它具有保護(hù)線性起構(gòu)成，它具有保護(hù)線性DNADNA的完整復(fù)制、保護(hù)染色體末端和決定的完整復(fù)制、保護(hù)染色體末端和決定細(xì)胞壽命的功能。細(xì)胞壽命的功能。第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體（五）染

14、色質(zhì)和核小體（五）染色質(zhì)和核小體 由由DNADNA和組蛋白組成的染色質(zhì)纖維細(xì)絲是許多核小體連成的念珠和組蛋白組成的染色質(zhì)纖維細(xì)絲是許多核小體連成的念珠狀結(jié)構(gòu)。核小體是由狀結(jié)構(gòu)。核小體是由H2AH2A、H2BH2B、H3H3、H4H4各兩個(gè)分子生成的各兩個(gè)分子生成的8 8聚體和由聚體和由大約大約200bpDNA200bpDNA組成的。八聚體在中間，組成的。八聚體在中間，DNADNA分子盤繞在外，而分子盤繞在外，而HlHl則在則在核小體的外面。每個(gè)核小體只有一個(gè)核小體的外面。每個(gè)核小體只有一個(gè)HlHl。用核酸酶水解核小體后產(chǎn)生。用核酸酶水解核小體后產(chǎn)生的核心顆粒含的核心顆粒含146bpDNA146

15、bpDNA和組蛋白八聚體，和組蛋白八聚體，146bpDNA146bpDNA繞在核心外面形成繞在核心外面形成175175圈，每圈圈，每圈約約8Obp8Obp。許多核小體構(gòu)成了連續(xù)的染色質(zhì)。許多核小體構(gòu)成了連續(xù)的染色質(zhì)DNADNA細(xì)絲。細(xì)絲。第一節(jié)第一節(jié) 染色體染色體（五）染色質(zhì)和核小體（五）染色質(zhì)和核小體第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) DNA DNA是高分子化合物，其基本單位是脫氧核苷酸。在所有的是高分子化合物，其基本單位是脫氧核苷酸。在所有的DNADNA分子中，磷酸和脫氧核糖是不變的，而含氮堿基是可變的，分子中，磷酸和脫氧核糖是不變的，而含氮堿基是可變的，主要有主要有4 4種：腺嘌呤種

16、：腺嘌呤(A)(A)、鳥(niǎo)嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤(G)(G)、胞嘧啶、胞嘧啶(C)(C)和胸腺嘧啶和胸腺嘧啶(T)(T)。許許多多個(gè)脫氧核苷酸經(jīng)許許多多個(gè)脫氧核苷酸經(jīng)33的羥基與的羥基與55的核苷三磷酸反應(yīng)形成的核苷三磷酸反應(yīng)形成磷酸二酯鍵聚合而成為磷酸二酯鍵聚合而成為DNADNA鏈。鏈。 DNA DNA通常以線性或環(huán)狀形式存在，絕大多數(shù)通常以線性或環(huán)狀形式存在，絕大多數(shù)DNADNA分子都由堿基互分子都由堿基互補(bǔ)的雙鏈構(gòu)成，有少數(shù)生物以單鏈形式存在，如某些噬菌體和病毒。補(bǔ)的雙鏈構(gòu)成，有少數(shù)生物以單鏈形式存在，如某些噬菌體和病毒。第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 一、一、DNADNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)的一級(jí)結(jié)

17、構(gòu) DNADNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)就是指的一級(jí)結(jié)構(gòu)就是指4 4種核苷酸的連接及其種核苷酸的連接及其排列順序。排列順序。第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) DNADNA具有嚴(yán)格的化學(xué)組成，還具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，它主要以具有嚴(yán)格的化學(xué)組成，還具有特殊的空間結(jié)構(gòu)，它主要以有規(guī)則的雙螺旋形式存在，其基本特點(diǎn)是有規(guī)則的雙螺旋形式存在，其基本特點(diǎn)是: :o(l)DNA(l)DNA分子是由兩條互相平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤繞而成的分子是由兩條互相平行的脫氧核苷酸長(zhǎng)鏈盤繞而成的; ;o(2)DNA(2)DNA分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排在外側(cè)，構(gòu)成基本分子中的脫氧核糖和磷酸交替連接，排在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，堿基

18、排列在內(nèi)側(cè)。骨架，堿基排列在內(nèi)側(cè)。o兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵結(jié)合形成堿基對(duì)，它的組成規(guī)律是嘌呤兩條鏈上的堿基通過(guò)氫鍵結(jié)合形成堿基對(duì)，它的組成規(guī)律是嘌呤與嘧啶配對(duì)。即與嘧啶配對(duì)。即A A與與T, GT, G與與C C。o組成組成DNADNA分子的堿基雖然只有分子的堿基雖然只有4 4種，但堿基可以任何順序排列，構(gòu)種，但堿基可以任何順序排列，構(gòu)成了成了DNADNA分子的多樣性。分子的多樣性。DNADNA的的ATGCATGC的排列方式幾乎是無(wú)限的。每的排列方式幾乎是無(wú)限的。每個(gè)個(gè)DNADNA分子所具有的特定的堿基排列順序構(gòu)成了分子所具有的特定的堿基排列順序構(gòu)成了DNADNA分子的特異性，分子的特異性，不

19、同的不同的DNADNA鏈可以編碼出完全不同的多肽。鏈可以編碼出完全不同的多肽。第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)二、二、DNADNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) A-DNA B-DNA Z-DNA第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 二、二、DNADNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)的二級(jí)結(jié)構(gòu)oDNADNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生的二級(jí)結(jié)構(gòu)是指兩條多核苷酸鏈反向平行盤繞所生成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。在生物活體中，通常情況下，成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。在生物活體中，通常情況下，DNADNA的的二級(jí)結(jié)構(gòu)以兩大類存在二級(jí)結(jié)構(gòu)以兩大類存在: : 右

20、手螺旋（右手螺旋（A ADNADNA、B BDNADNA）和左手螺旋（和左手螺旋（Z ZDNADNA）。）。o通常情況下通常情況下DNADNA的構(gòu)象為的構(gòu)象為B-DNAB-DNA。第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)o當(dāng)當(dāng)DNADNA處于轉(zhuǎn)錄狀態(tài)時(shí)，處于轉(zhuǎn)錄狀態(tài)時(shí)，DNADNA模板鏈與由它轉(zhuǎn)錄模板鏈與由它轉(zhuǎn)錄所得的所得的RNARNA鏈間形成的雙鏈就是鏈間形成的雙鏈就是A-DNAA-DNA。oZ ZDNADNA構(gòu)象在轉(zhuǎn)錄區(qū)上游離轉(zhuǎn)錄區(qū)近時(shí)，抑制構(gòu)象在轉(zhuǎn)錄區(qū)上游離轉(zhuǎn)錄區(qū)近時(shí)，抑制轉(zhuǎn)錄；若離轉(zhuǎn)錄區(qū)遠(yuǎn)，可以增加轉(zhuǎn)錄區(qū)的負(fù)超轉(zhuǎn)錄；若離轉(zhuǎn)錄區(qū)遠(yuǎn)，可以增加轉(zhuǎn)錄區(qū)的負(fù)超螺旋程度促使轉(zhuǎn)錄。螺旋程度促使轉(zhuǎn)錄。Z

21、 ZDNADNA構(gòu)象有轉(zhuǎn)錄起始的構(gòu)象有轉(zhuǎn)錄起始的調(diào)節(jié)活性。調(diào)節(jié)活性。第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)oDNADNA的兩條反向平行的多核苷酸鏈圍繞同一中心軸構(gòu)成螺旋結(jié)構(gòu)。的兩條反向平行的多核苷酸鏈圍繞同一中心軸構(gòu)成螺旋結(jié)構(gòu)。o多核苷酸的方向由核苷酸間的磷酸二酯鍵的走向決定，一條從多核苷酸的方向由核苷酸間的磷酸二酯鍵的走向決定，一條從5353，另一條從，另一條從3535。鏈間有螺旋型的凹槽，一條小溝。鏈間有螺旋型的凹槽，一條小溝; ;一條大溝。一條大溝。o兩條鏈上的堿基以氫鍵相連，兩條鏈上的堿基以氫鍵相連，G G與與C C配對(duì)，配對(duì)，A A與與T T配對(duì)。堿基對(duì)層疊配對(duì)。堿基對(duì)層疊于雙螺旋的

22、內(nèi)側(cè)。相鄰堿基對(duì)平面之間的距離為于雙螺旋的內(nèi)側(cè)。相鄰堿基對(duì)平面之間的距離為034nm034nm，以，以34nm34nm為一個(gè)結(jié)構(gòu)重復(fù)周期。為一個(gè)結(jié)構(gòu)重復(fù)周期。o核苷酸的磷酸基團(tuán)與脫氧核糖在外側(cè)，通過(guò)磷酸二酯鍵相連接而核苷酸的磷酸基團(tuán)與脫氧核糖在外側(cè)，通過(guò)磷酸二酯鍵相連接而構(gòu)成構(gòu)成DNADNA分子骨架。分子骨架。o脫氧核糖環(huán)平面與縱軸大致平行。脫氧核糖環(huán)平面與縱軸大致平行。o雙螺旋的直徑為雙螺旋的直徑為2.0nm2.0nm。第二節(jié)第二節(jié) DNADNA的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)三、三、DNADNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)的高級(jí)結(jié)構(gòu) DNA DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)是指的高級(jí)結(jié)構(gòu)是指DNADNA雙螺雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤繞所形成的特定旋進(jìn)

23、一步扭曲盤繞所形成的特定空間結(jié)構(gòu)。超螺旋結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)。超螺旋結(jié)構(gòu)是DNADNA高高級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式，可分為正超級(jí)結(jié)構(gòu)的主要形式，可分為正超螺旋與負(fù)超螺旋兩大類。螺旋與負(fù)超螺旋兩大類。第三節(jié)第三節(jié) DNADNA的復(fù)制的復(fù)制 一、一、DNADNA半保留復(fù)制半保留復(fù)制(semiconservartive replication)(semiconservartive replication)機(jī)理：機(jī)理： 由于由于DNADNA分子由兩條多核苷酸鏈組成，一條鏈上的堿基分子由兩條多核苷酸鏈組成，一條鏈上的堿基GG只能與另一條鏈上的只能與另一條鏈上的C C相配對(duì)，相配對(duì)，A A只能與只能與T T相配對(duì)，所以

24、，兩條鏈?zhǔn)窍嗯鋵?duì)，所以，兩條鏈?zhǔn)腔パa(bǔ)的，一條鏈上的核苷酸排列順序決定了另一條鏈上的核甘酸互補(bǔ)的，一條鏈上的核苷酸排列順序決定了另一條鏈上的核甘酸排列順序。就是說(shuō)，排列順序。就是說(shuō)，DNADNA分子的每一條鏈都含有合成它的互補(bǔ)鏈所分子的每一條鏈都含有合成它的互補(bǔ)鏈所需的全部信息。需的全部信息。DNADNA在復(fù)制過(guò)程中堿基間的氫鍵首先斷裂，雙螺旋在復(fù)制過(guò)程中堿基間的氫鍵首先斷裂，雙螺旋解旋并被分開(kāi)，每條鏈分別作為模板合成新鏈，產(chǎn)生互補(bǔ)的兩條解旋并被分開(kāi)，每條鏈分別作為模板合成新鏈，產(chǎn)生互補(bǔ)的兩條鏈。這樣新形成的兩個(gè)鏈。這樣新形成的兩個(gè)DNADNA分子與原來(lái)分子與原來(lái)DNADNA分子的堿基順序完全一

25、分子的堿基順序完全一樣。因此，每個(gè)子代分子的一條鏈來(lái)自親代樣。因此，每個(gè)子代分子的一條鏈來(lái)自親代DNADNA，另一條鏈則是新，另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式被稱為合成的，這種復(fù)制方式被稱為DNADNA的半保留復(fù)制。的半保留復(fù)制。第三節(jié)第三節(jié) DNADNA的復(fù)制的復(fù)制DNADNA的的半半保保留留復(fù)復(fù)制制第三節(jié)第三節(jié) DNADNA的復(fù)制的復(fù)制 DNA DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)依據(jù)：半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)依據(jù)：1515N N標(biāo)記培養(yǎng)基，標(biāo)記培養(yǎng)基，CsClCsCl離心密離心密度標(biāo)記（度標(biāo)記（0 0）；）；1414N N培養(yǎng)基培養(yǎng)培養(yǎng)基培養(yǎng)3 3代。代。第三節(jié)第三節(jié) DNADNA的復(fù)制的復(fù)制DNADNA的

26、半保留復(fù)制的半保留復(fù)制第三節(jié)第三節(jié) DNADNA的復(fù)制的復(fù)制(a)DNA(a)DNA改變雙螺旋構(gòu)象，解鏈酶改變雙螺旋構(gòu)象，解鏈酶解開(kāi)雙鏈，在單鏈解開(kāi)雙鏈，在單鏈DNADNA結(jié)合蛋白結(jié)合蛋白(SSB)(SSB)和和DNADNA聚合酶聚合酶IIIIII的共同作的共同作用下合成先導(dǎo)鏈，方向與復(fù)制叉用下合成先導(dǎo)鏈，方向與復(fù)制叉推進(jìn)的方向一致。在滯后鏈上，推進(jìn)的方向一致。在滯后鏈上，當(dāng)復(fù)制叉進(jìn)一步打開(kāi)時(shí)，當(dāng)復(fù)制叉進(jìn)一步打開(kāi)時(shí)，RNARNA引引物才能與物才能與DNADNA單鏈相結(jié)合；單鏈相結(jié)合；b)b)滯滯后鏈合成時(shí)，產(chǎn)生岡崎片段；后鏈合成時(shí)，產(chǎn)生岡崎片段；(c)(c)復(fù)制叉繼續(xù)前進(jìn)，復(fù)制叉繼續(xù)前進(jìn)，DN

27、ADNA引物酶合引物酶合成新的成新的RNARNA引物，與引物，與DNADNA單鏈相結(jié)單鏈相結(jié)合準(zhǔn)備引發(fā)合成新的岡崎片段。合準(zhǔn)備引發(fā)合成新的岡崎片段。第三節(jié)第三節(jié) DNADNA的復(fù)制的復(fù)制 DNADNA的復(fù)制是由固定的起始點(diǎn)開(kāi)始的。一般把生物體的的復(fù)制是由固定的起始點(diǎn)開(kāi)始的。一般把生物體的復(fù)制單位稱為復(fù)制單位稱為復(fù)制子復(fù)制子(replicon)(replicon)。一個(gè)復(fù)制子只含一個(gè)復(fù)。一個(gè)復(fù)制子只含一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。通常，細(xì)菌、病毒和線粒體的制起點(diǎn)。通常，細(xì)菌、病毒和線粒體的DNADNA分子都是由單分子都是由單個(gè)復(fù)制子完成復(fù)制的，而真核生物基因組則同時(shí)在多個(gè)復(fù)個(gè)復(fù)制子完成復(fù)制的，而真核生物基因組則

28、同時(shí)在多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)上進(jìn)行復(fù)制，它們的基因組包含有多個(gè)復(fù)制子。制起點(diǎn)上進(jìn)行復(fù)制，它們的基因組包含有多個(gè)復(fù)制子。 無(wú)論是原核生物還是真核生物，無(wú)論是原核生物還是真核生物，DNADNA的復(fù)制主要是從的復(fù)制主要是從固固定的起始點(diǎn)以雙向等速?gòu)?fù)制方式定的起始點(diǎn)以雙向等速?gòu)?fù)制方式進(jìn)行的。復(fù)制叉以進(jìn)行的。復(fù)制叉以DNADNA分子分子上某一特定順序?yàn)槠瘘c(diǎn)，向兩個(gè)方向等速生長(zhǎng)前進(jìn)。上某一特定順序?yàn)槠瘘c(diǎn)，向兩個(gè)方向等速生長(zhǎng)前進(jìn)。第三節(jié)第三節(jié) DNADNA的復(fù)制的復(fù)制 無(wú)論是原核生無(wú)論是原核生物還是真核生物，物還是真核生物，DNADNA的復(fù)制主要是從的復(fù)制主要是從固定的起始點(diǎn)以雙固定的起始點(diǎn)以雙向等速?gòu)?fù)制方式進(jìn)向等速

29、復(fù)制方式進(jìn)行的。復(fù)制叉以行的。復(fù)制叉以DNADNA分子上某一特定順?lè)肿由夏骋惶囟樞驗(yàn)槠瘘c(diǎn)，向兩個(gè)序?yàn)槠瘘c(diǎn)，向兩個(gè)方向等速生長(zhǎng)前進(jìn)。方向等速生長(zhǎng)前進(jìn)。第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)o原核生物原核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)o真核生物真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)oDNADNA復(fù)制的調(diào)控復(fù)制的調(diào)控第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) 一、原核生物一、原核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) 大腸桿菌基因組以雙鏈環(huán)狀大腸桿菌基因組以雙鏈環(huán)狀DNADNA分子的形式存在，其分子的形式存在

30、，其DNADNA復(fù)制的中間產(chǎn)物復(fù)制的中間產(chǎn)物可形成一個(gè)可形成一個(gè),復(fù)制從定點(diǎn)開(kāi)始雙向等速進(jìn)行，復(fù)制起始區(qū)位于其遺傳圖。復(fù)制從定點(diǎn)開(kāi)始雙向等速進(jìn)行，復(fù)制起始區(qū)位于其遺傳圖。復(fù)制起始后，兩個(gè)復(fù)制叉在距起始點(diǎn)復(fù)制起始后，兩個(gè)復(fù)制叉在距起始點(diǎn)1801800 0處會(huì)合。處會(huì)合。第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) 一、原核生物一、原核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) 1 1、起始：首先起始復(fù)合體（、起始：首先起始復(fù)合體（DnaA-ATPDnaA-ATP）與）與4 4乘乘9bp9bp結(jié)合，結(jié)合，3 3乘乘13bp(13bp(富含富含AT)AT)在在型拓?fù)洚?/p>

31、構(gòu)酶的作用下，使型拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用下，使3 3乘乘13bp13bp區(qū)域松弛，在再區(qū)域松弛，在再DNADNA解旋酶的作用下，解旋酶的作用下，3 3乘乘13bp13bp區(qū)域區(qū)域發(fā)生解鏈；復(fù)制泡被單鏈結(jié)合蛋白發(fā)生解鏈；復(fù)制泡被單鏈結(jié)合蛋白(SSB(SSB蛋白蛋白) )覆蓋，以免覆蓋，以免斷裂和再?gòu)?fù)性；斷裂和再?gòu)?fù)性；DNADNA誘發(fā)酶結(jié)合到模板誘發(fā)酶結(jié)合到模板DNADNA上并合成一段上并合成一段短的短的RNARNA，作為合成，作為合成DNADNA的引物，引發(fā)第一個(gè)復(fù)制叉的先的引物，引發(fā)第一個(gè)復(fù)制叉的先導(dǎo)鏈的復(fù)制，接下來(lái)是雙向復(fù)制。導(dǎo)鏈的復(fù)制，接下來(lái)是雙向復(fù)制。第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和

32、真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)一、原核生物一、原核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) 2 2、延伸：先導(dǎo)鏈在、延伸：先導(dǎo)鏈在DNADNA合成酶合成酶的作用下跟著延伸；包含的作用下跟著延伸；包含DnaBDnaB解旋酶和解旋酶和DNADNA引引物酶的移動(dòng)復(fù)合體在后隨鏈上隔物酶的移動(dòng)復(fù)合體在后隨鏈上隔1000100020002000核苷酸合成一個(gè)核苷酸合成一個(gè)RNARNA引物。延伸均引物。延伸均由由DNADNA合成酶合成酶來(lái)完成。后隨鏈一旦被來(lái)完成。后隨鏈一旦被DNADNA合成酶合成酶延伸時(shí)，岡崎片段上的延

33、伸時(shí)，岡崎片段上的RNARNA引物就被引物就被DNADNA合成酶合成酶切掉，所留下的缺口被緊接著的后隨鏈延伸來(lái)填補(bǔ)。切掉，所留下的缺口被緊接著的后隨鏈延伸來(lái)填補(bǔ)。一、原核生物一、原核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)一、原核生物一、原核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)3 3、終止：兩個(gè)復(fù)制叉在、終止：兩個(gè)復(fù)制叉在oriCoriC約約1801800 0的對(duì)面相遇，在這的對(duì)面相遇，在這個(gè)區(qū)域有幾個(gè)個(gè)區(qū)域有幾個(gè)Ter(20bpTer(20bp左右左右) )的位點(diǎn)，它們與的位點(diǎn)，它們與Tus(DnaBTus(Dna

34、B解旋酶抑制劑解旋酶抑制劑) )結(jié)合成結(jié)合成Ter-TusTer-Tus復(fù)合物，復(fù)合物，Ter-TusTer-Tus復(fù)合物復(fù)合物阻止復(fù)制叉的移動(dòng)，等到相反方向的復(fù)制叉到達(dá)后，阻止復(fù)制叉的移動(dòng)，等到相反方向的復(fù)制叉到達(dá)后，（由于兩條子鏈?zhǔn)窍嗫鄣模┰冢ㄓ捎趦蓷l子鏈?zhǔn)窍嗫鄣模┰贒NADNA拓?fù)洚悩?gòu)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶的作用的作用下使復(fù)制叉解體，釋放子鏈下使復(fù)制叉解體，釋放子鏈DNADNA。第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)二、真核生物二、真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)1 1、真核生物每條染色質(zhì)上可以有多處復(fù)制起始點(diǎn)，而原、真核生物每條染色質(zhì)上可以有多

35、處復(fù)制起始點(diǎn)，而原核生物只有一個(gè)起始點(diǎn)核生物只有一個(gè)起始點(diǎn); ;2 2、真核生物的染色體在全部完成復(fù)制之前，各個(gè)起始點(diǎn)、真核生物的染色體在全部完成復(fù)制之前，各個(gè)起始點(diǎn)上上DNADNA的復(fù)制不能再開(kāi)始，而在快速生長(zhǎng)的原核生物中，的復(fù)制不能再開(kāi)始，而在快速生長(zhǎng)的原核生物中，復(fù)制起始點(diǎn)上可以連續(xù)開(kāi)始新的復(fù)制起始點(diǎn)上可以連續(xù)開(kāi)始新的DNADNA復(fù)制，表現(xiàn)為雖只有復(fù)制，表現(xiàn)為雖只有一個(gè)復(fù)制單元，但可有多個(gè)復(fù)制叉。一個(gè)復(fù)制單元，但可有多個(gè)復(fù)制叉。第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)二、真核生物二、真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) 3 3、 真核生物真核

36、生物DNADNA的復(fù)制子被稱為的復(fù)制子被稱為ARS(autonomously ARS(autonomously replicating sequencesreplicating sequences自主復(fù)制序列自主復(fù)制序列 ) )，長(zhǎng)約，長(zhǎng)約15Obp15Obp左左右，包括數(shù)個(gè)復(fù)制起始必需的保守區(qū)。真核生物右，包括數(shù)個(gè)復(fù)制起始必需的保守區(qū)。真核生物DNADNA復(fù)制復(fù)制的起始需要起始原點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物的起始需要起始原點(diǎn)識(shí)別復(fù)合物(ORC)(ORC)參與。真核生物參與。真核生物DNADNA復(fù)制叉的移動(dòng)速度比原核生物慢得多（大約只有復(fù)制叉的移動(dòng)速度比原核生物慢得多（大約只有5Obp/s5Obp/s，還不到

37、大腸桿菌的，還不到大腸桿菌的1/201/20）。）。第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)二、真核生物二、真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) 由于真核生物復(fù)制速度慢以及染色體在全部完成復(fù)制由于真核生物復(fù)制速度慢以及染色體在全部完成復(fù)制之前，各個(gè)起始點(diǎn)上之前，各個(gè)起始點(diǎn)上DNADNA的復(fù)制不能再開(kāi)始這兩點(diǎn)，若其的復(fù)制不能再開(kāi)始這兩點(diǎn)，若其染色體上只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，要完成一代復(fù)制的時(shí)間太長(zhǎng)染色體上只有一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，要完成一代復(fù)制的時(shí)間太長(zhǎng)（如人染色體每條按（如人染色體每條按1 1億計(jì)算，完成一代復(fù)制的時(shí)間為億計(jì)算，完成一代復(fù)制的時(shí)間為2 21010

38、6 6S S）。真核生物以每條染色質(zhì)上有多處復(fù)制起始點(diǎn)）。真核生物以每條染色質(zhì)上有多處復(fù)制起始點(diǎn)來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題。人類來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題。人類DNADNA中每隔中每隔30000bp30000bp300000bp300000bp就有就有一個(gè)復(fù)制起始位點(diǎn)。一個(gè)復(fù)制起始位點(diǎn)。第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)二、真核生物二、真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn) 在真核細(xì)胞中主要有在真核細(xì)胞中主要有5 5種種DNADNA聚合酶，分別稱為聚合酶，分別稱為DNADNA聚合聚合酶酶、和和。真核細(xì)胞的。真核細(xì)胞的DNADNA聚合酶均以聚合酶均以dNTPdNTP為為

39、底物，需底物，需MgMg2 2激活，聚合時(shí)必須有模板鏈和具有激活，聚合時(shí)必須有模板鏈和具有3-OH3-OH末末端的引物鏈，鏈的延伸方向?yàn)槎说囊镦?，鏈的延伸方向?yàn)?353。DNADNA聚合酶聚合酶的功的功能是引物合成。能是引物合成。DNADNA聚合酶聚合酶在在DNADNA損傷的修復(fù)中起作用。損傷的修復(fù)中起作用。DNADNA聚合酶聚合酶是負(fù)責(zé)是負(fù)責(zé)DNADNA復(fù)制的主要酶，參與先導(dǎo)鏈和滯后復(fù)制的主要酶，參與先導(dǎo)鏈和滯后鏈的合成。而鏈的合成。而DNADNA聚合酶聚合酶的功能是補(bǔ)全去掉的功能是補(bǔ)全去掉RNARNA引物后的引物后的缺口。缺口。第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADN

40、A復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)一、原核生物一、原核生物DNADNA聚合酶聚合酶原核生物大腸桿菌原核生物大腸桿菌DNADNA聚合酶有五類：聚合酶有五類：1 1、DNADNA聚合酶聚合酶：第一個(gè)被鑒定出來(lái)的：第一個(gè)被鑒定出來(lái)的DNADNA聚合酶，修復(fù)、切聚合酶，修復(fù)、切除除RNARNA引物等作用；引物等作用；2 2、DNADNA聚合酶聚合酶：DNADNA的修復(fù)；的修復(fù)；3 3、DNADNA聚合酶聚合酶：DNADNA復(fù)制中鏈延長(zhǎng)反應(yīng)的主要聚合酶；復(fù)制中鏈延長(zhǎng)反應(yīng)的主要聚合酶；4 4、DNADNA聚合酶聚合酶：主要在：主要在SOSSOS修復(fù)過(guò)程中起作用；修復(fù)過(guò)程中起作用；5 5、DNADNA聚合酶聚合酶：主要

41、在：主要在SOSSOS修復(fù)過(guò)程中起作用。修復(fù)過(guò)程中起作用。第四節(jié)第四節(jié) 原核生物和真核生物原核生物和真核生物DNADNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制的特點(diǎn)一、真核生物一、真核生物DNADNA聚合酶聚合酶1 1、 DNA DNA聚合酶聚合酶：引物合成，起始前導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成；：引物合成，起始前導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成；2 2、 DNA DNA聚合酶聚合酶：負(fù)責(zé)：負(fù)責(zé)DNA DNA 的損傷修復(fù)，屬于高忠實(shí)性修復(fù)酶；的損傷修復(fù)，屬于高忠實(shí)性修復(fù)酶；3 3、 DNA DNA聚合酶聚合酶：在線粒體在線粒體DNADNA的復(fù)制中起作用；的復(fù)制中起作用；4 4、 DNA DNA聚合酶聚合酶：主要負(fù)責(zé)主要負(fù)責(zé)DNADNA復(fù)制，參

42、與前導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成；復(fù)制，參與前導(dǎo)鏈和后隨鏈的合成；5 5、 DNA DNA聚合酶聚合酶：與后隨鏈合成有關(guān)，在：與后隨鏈合成有關(guān)，在DNA DNA 合成過(guò)程中核苷切除合成過(guò)程中核苷切除及堿基的切除修復(fù)中起作用；及堿基的切除修復(fù)中起作用；第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)o錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)配修復(fù)o堿基切除修復(fù)堿基切除修復(fù)o核苷酸切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù)oDNADNA的直接修復(fù)的直接修復(fù)oSOSSOS反應(yīng)反應(yīng)第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)一、錯(cuò)配修復(fù)一、錯(cuò)配修復(fù) 錯(cuò)配修復(fù)錯(cuò)配修復(fù)(mismatch repair)(mismatch repair)可以將可以將DNADNA子鏈中的錯(cuò)配幾乎完全

43、子鏈中的錯(cuò)配幾乎完全修復(fù)，充分反映了母鏈的重要性。該系統(tǒng)識(shí)別母鏈的依據(jù)來(lái)自修復(fù)，充分反映了母鏈的重要性。該系統(tǒng)識(shí)別母鏈的依據(jù)來(lái)自DamDam甲甲基化酶，它能使位于基化酶，它能使位于5GATC5GATC序列中腺苷酸的序列中腺苷酸的N6N6位甲基化。一旦復(fù)制位甲基化。一旦復(fù)制叉通過(guò)復(fù)制起始位點(diǎn)，母鏈就會(huì)在開(kāi)始叉通過(guò)復(fù)制起始位點(diǎn)，母鏈就會(huì)在開(kāi)始DNADNA合成前的幾秒鐘至幾分鐘合成前的幾秒鐘至幾分鐘內(nèi)被甲基化。此后，只要兩條內(nèi)被甲基化。此后，只要兩條DNADNA鏈上堿基配對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，錯(cuò)配修復(fù)鏈上堿基配對(duì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)系統(tǒng)就會(huì)根據(jù) 保存母鏈，修正子鏈保存母鏈，修正子鏈 的原則，找出錯(cuò)誤

44、堿基所在的的原則，找出錯(cuò)誤堿基所在的DNADNA鏈，并在對(duì)應(yīng)于母鏈甲基化腺苷酸上游鳥(niǎo)苷酸的鏈，并在對(duì)應(yīng)于母鏈甲基化腺苷酸上游鳥(niǎo)苷酸的55位置切開(kāi)子鏈。位置切開(kāi)子鏈。第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)一、錯(cuò)配修復(fù)一、錯(cuò)配修復(fù)第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)一、錯(cuò)配修復(fù)一、錯(cuò)配修復(fù)第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)二、堿基切除修復(fù)二、堿基切除修復(fù) 所有細(xì)胞中都帶有不同類型、能識(shí)別受損核酸位點(diǎn)的糖苷水解所有細(xì)胞中都帶有不同類型、能識(shí)別受損核酸位點(diǎn)的糖苷水解酶，它能特異性切除受損核苷酸上的酶，它能特異性切除受損核苷酸上的N-N-糖苷鍵，在糖苷鍵，在DNADNA鏈上形鏈上形成去嘌呤或去嘧啶

45、位點(diǎn)（成去嘌呤或去嘧啶位點(diǎn)（APAP位點(diǎn)）。位點(diǎn)）。DNADNA分子中一旦產(chǎn)生了分子中一旦產(chǎn)生了APAP位點(diǎn)，位點(diǎn)，APAP核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶就會(huì)把受損核苷酸的糖苷就會(huì)把受損核苷酸的糖苷- -磷酸鍵切開(kāi)，并移去包括磷酸鍵切開(kāi)，并移去包括APAP位點(diǎn)核苷酸在內(nèi)的小片段位點(diǎn)核苷酸在內(nèi)的小片段DNADNA，由，由DNADNA聚合酶聚合酶合成新的片段，最合成新的片段，最終由終由DNADNA連接酶把兩者連成新的被修復(fù)的連接酶把兩者連成新的被修復(fù)的DNADNA鏈，這一過(guò)程即為堿基鏈，這一過(guò)程即為堿基切除修復(fù)切除修復(fù)(base-excision repair)(base-excision repair)。

46、第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)三、三、核苷酸切除修復(fù)核苷酸切除修復(fù) 當(dāng)當(dāng)DNADNA鏈上相應(yīng)位置的核甘酸發(fā)生損傷，導(dǎo)致雙鏈之間無(wú)法形鏈上相應(yīng)位置的核甘酸發(fā)生損傷，導(dǎo)致雙鏈之間無(wú)法形成氫鍵，則由核苷酸切除修復(fù)成氫鍵，則由核苷酸切除修復(fù)(nucleotide-excision repair)(nucleotide-excision repair)系系統(tǒng)負(fù)責(zé)修復(fù)。損傷發(fā)生后，首先由統(tǒng)負(fù)責(zé)修復(fù)。損傷發(fā)生后，首先由DNADNA切割酶切割酶(excinuclease)(excinuclease)在己在己損傷的核甘酸損傷的核甘酸55和和33位分別切開(kāi)磷酸糖苷鍵，產(chǎn)生一個(gè)由位分別切開(kāi)磷酸糖苷鍵，產(chǎn)生一

47、個(gè)由12121313個(gè)核甘酸個(gè)核甘酸( (原核生物原核生物) )或或27272929個(gè)核苷酸個(gè)核苷酸( (人類或其他高等真核生人類或其他高等真核生物物) )的小片段，移去小片段后由的小片段，移去小片段后由DNADNA聚合酶聚合酶(原核原核) )或或（真核（真核) )合合成新的片段，并由成新的片段，并由DNADNA連接酶完成修復(fù)中的最后一道工序。連接酶完成修復(fù)中的最后一道工序。第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)三、三、核核苷苷酸酸切切除除修修復(fù)復(fù)第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)四、四、DNADNA的直接修復(fù)的直接修復(fù) 生物體內(nèi)還存在多種生物體內(nèi)還存在多種DNADNA損傷以后直接修復(fù)損傷

48、以后直接修復(fù)(direct repair)(direct repair)，不需要切除堿基或核苷酸的機(jī)制。下面兩個(gè)例子：不需要切除堿基或核苷酸的機(jī)制。下面兩個(gè)例子：1 1、在、在DNADNA光解酶光解酶(Photolyase)(Photolyase)的作用下把在光下或經(jīng)紫外光照射形成的環(huán)丁烷胸腺嘧的作用下把在光下或經(jīng)紫外光照射形成的環(huán)丁烷胸腺嘧啶二體及啶二體及6-46-4光化物光化物(6-4photoproduct)(6-4photoproduct)還原成為單體的過(guò)程。還原成為單體的過(guò)程。2 2、生、生物體內(nèi)還廣泛存在著使物體內(nèi)還廣泛存在著使06-06-甲基鳥(niǎo)嘌呤脫甲基化的甲基轉(zhuǎn)移酶，以防甲基鳥(niǎo)

49、嘌呤脫甲基化的甲基轉(zhuǎn)移酶，以防止形成止形成G-TG-T配對(duì)。配對(duì)。第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)四、四、DNADNA的直接修復(fù)的直接修復(fù)著色性干皮病病因著色性干皮病病因o著色性干皮病（著色性干皮?。╔PXP）是第一個(gè)與）是第一個(gè)與DNADNA損傷修復(fù)損傷修復(fù)缺陷有關(guān)的人類疾病，可累及各種族人群?；既毕萦嘘P(guān)的人類疾病，可累及各種族人群。患者細(xì)胞存在者細(xì)胞存在UVUV照射后照射后DNADNA損傷修復(fù)功能缺陷，損傷修復(fù)功能缺陷，患者的皮膚部位缺乏核酸內(nèi)切酶，不能修復(fù)被患者的皮膚部位缺乏核酸內(nèi)切酶，不能修復(fù)被紫外線損傷的皮膚的紫外線損傷的皮膚的DNADNA，因此在日光照射后，因此在日光照射后皮

50、膚容易被紫外線損傷，先是出現(xiàn)皮膚炎癥，皮膚容易被紫外線損傷，先是出現(xiàn)皮膚炎癥，繼而可發(fā)生皮膚癌。患者發(fā)生皮膚癌的可能性繼而可發(fā)生皮膚癌。患者發(fā)生皮膚癌的可能性幾乎是幾乎是100%100%。XPXP是常染色體隱性遺傳病，具有是常染色體隱性遺傳病，具有遺傳異質(zhì)性。在某些家族中，顯示性聯(lián)遺傳。遺傳異質(zhì)性。在某些家族中，顯示性聯(lián)遺傳。 著色性干皮病癥狀著色性干皮病癥狀o早期病理變化為非特異性，可有角化過(guò)度，馬早期病理變化為非特異性，可有角化過(guò)度，馬爾匹基層變薄伴某些皮突萎縮和伸長(zhǎng)相互交叉。爾匹基層變薄伴某些皮突萎縮和伸長(zhǎng)相互交叉。中期表皮部分區(qū)域表現(xiàn)萎縮，間以棘層肥厚。中期表皮部分區(qū)域表現(xiàn)萎縮，間以棘

51、層肥厚。表皮細(xì)胞核排列紊亂，有些區(qū)內(nèi)表皮呈不典型表皮細(xì)胞核排列紊亂，有些區(qū)內(nèi)表皮呈不典型性生長(zhǎng)而使其組織像有如日光性角化病。到晚性生長(zhǎng)而使其組織像有如日光性角化病。到晚期腫瘤期可見(jiàn)各種腫瘤的組織學(xué)改變。期腫瘤期可見(jiàn)各種腫瘤的組織學(xué)改變。 著色性干皮病圖片著色性干皮病圖片第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)四、四、DNADNA的直接修復(fù)的直接修復(fù)第五節(jié)第五節(jié) DNADNA的修復(fù)的修復(fù)五、五、SOSSOS反應(yīng)（反應(yīng)（SOSresponseSOSresponse） SOS SOS反應(yīng)是細(xì)胞反應(yīng)是細(xì)胞DNADNA受到損傷或復(fù)制系統(tǒng)受到抑制的緊受到損傷或復(fù)制系統(tǒng)受到抑制的緊急情況下，細(xì)胞為求生存而產(chǎn)生

52、的一種應(yīng)急措施。急情況下，細(xì)胞為求生存而產(chǎn)生的一種應(yīng)急措施。SOSSOS反反應(yīng)包括誘導(dǎo)應(yīng)包括誘導(dǎo)DNADNA損傷修復(fù)、誘變反應(yīng)、細(xì)胞分裂的抑制以損傷修復(fù)、誘變反應(yīng)、細(xì)胞分裂的抑制以及溶原性細(xì)菌釋放噬菌體等。及溶原性細(xì)菌釋放噬菌體等。SOSSOS反應(yīng)主要包括兩個(gè)方面：反應(yīng)主要包括兩個(gè)方面：1 1）DNADNA的修復(fù)的修復(fù) 2 2）產(chǎn)生變異。）產(chǎn)生變異。前者有利于細(xì)胞的存活；后者可能產(chǎn)生不利的后果，如導(dǎo)前者有利于細(xì)胞的存活；后者可能產(chǎn)生不利的后果，如導(dǎo)致細(xì)胞癌變。致細(xì)胞癌變。第六節(jié)第六節(jié) DNADNA的轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座 1 1、 DNADNA的轉(zhuǎn)座：也稱移位（的轉(zhuǎn)座：也稱移位（transposition

53、)transposition)，是由可移，是由可移位因子位因子(transposable element)(transposable element)介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。一、一、DNADNA的轉(zhuǎn)座與轉(zhuǎn)座子的轉(zhuǎn)座與轉(zhuǎn)座子2 2、轉(zhuǎn)座子、轉(zhuǎn)座子 (transposon(transposon，Tn)Tn)：是存在于染色體：是存在于染色體DNADNA上可上可自主復(fù)制和移位的基本單位。自主復(fù)制和移位的基本單位。 第六節(jié)第六節(jié) DNADNA的轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座 轉(zhuǎn)座可被分為轉(zhuǎn)座可被分為復(fù)制型復(fù)制型和和非復(fù)制型非復(fù)制型兩大類。在復(fù)制型轉(zhuǎn)兩大類。在復(fù)制型轉(zhuǎn)座中，整個(gè)轉(zhuǎn)座子被復(fù)制，所移動(dòng)和轉(zhuǎn)

54、位的是原轉(zhuǎn)座子的座中，整個(gè)轉(zhuǎn)座子被復(fù)制，所移動(dòng)和轉(zhuǎn)位的是原轉(zhuǎn)座子的拷貝。轉(zhuǎn)座酶和解離酶分別作用于原始轉(zhuǎn)座子和復(fù)制轉(zhuǎn)座拷貝。轉(zhuǎn)座酶和解離酶分別作用于原始轉(zhuǎn)座子和復(fù)制轉(zhuǎn)座子。在非復(fù)制型轉(zhuǎn)座中，原始轉(zhuǎn)座子作為一個(gè)可移動(dòng)的實(shí)子。在非復(fù)制型轉(zhuǎn)座中，原始轉(zhuǎn)座子作為一個(gè)可移動(dòng)的實(shí)體直接被移位。體直接被移位。二、轉(zhuǎn)座子的分類和結(jié)構(gòu)特征二、轉(zhuǎn)座子的分類和結(jié)構(gòu)特征（一）轉(zhuǎn)座子的分類（一）轉(zhuǎn)座子的分類第六節(jié)第六節(jié) DNADNA的轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座o轉(zhuǎn)座子是一些較短的轉(zhuǎn)座子是一些較短的DNADNA序列，可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞基因組的任何位置；序列，可以轉(zhuǎn)移到細(xì)胞基因組的任何位置；它不需要序列間具有同源性，也不是位點(diǎn)特異性的，所以轉(zhuǎn)座

55、作它不需要序列間具有同源性，也不是位點(diǎn)特異性的，所以轉(zhuǎn)座作用又被稱為用又被稱為異常重組異常重組。o與與DNADNA的同源重組相比，轉(zhuǎn)座作用發(fā)生的的同源重組相比，轉(zhuǎn)座作用發(fā)生的頻率要低得多頻率要低得多。o轉(zhuǎn)座作用能說(shuō)明在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的許多基因缺失或倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，而且轉(zhuǎn)座作用能說(shuō)明在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)的許多基因缺失或倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，而且它常被用于構(gòu)建新的突變體。它常被用于構(gòu)建新的突變體。o在轉(zhuǎn)座過(guò)程中，可移位因子的一個(gè)拷貝常常留在原來(lái)位置上，在在轉(zhuǎn)座過(guò)程中，可移位因子的一個(gè)拷貝常常留在原來(lái)位置上，在新位點(diǎn)上出現(xiàn)的僅僅是它的拷貝，新位點(diǎn)上出現(xiàn)的僅僅是它的拷貝，轉(zhuǎn)座依賴于轉(zhuǎn)座依賴于DNADNA的復(fù)制的復(fù)制。（二）轉(zhuǎn)座子的

56、結(jié)構(gòu)特征（二）轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)特征第六節(jié)第六節(jié) DNADNA的轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座o轉(zhuǎn)座子轉(zhuǎn)座子(transposon(transposon，Tn)Tn)是存在于染色體是存在于染色體DNADNA上可自主上可自主位移（非復(fù)制性）和復(fù)制位移（復(fù)制性）的基本單位。位移（非復(fù)制性）和復(fù)制位移（復(fù)制性）的基本單位。o最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子不含有任何宿主基因而常被稱為插入序最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子不含有任何宿主基因而常被稱為插入序列列(insertional sequence(insertional sequence，IS) IS) 。o轉(zhuǎn)座子常常被定位到特定的基因中，造成該基因突變。轉(zhuǎn)座子常常被定位到特定的基因中，造成該基因突變?？茖W(xué)

57、上用標(biāo)準(zhǔn)命名法對(duì)這些突變進(jìn)行編號(hào)，如科學(xué)上用標(biāo)準(zhǔn)命名法對(duì)這些突變進(jìn)行編號(hào)，如:IS1:IS1表示有一個(gè)表示有一個(gè)IS1IS1的序列插入到噬菌體的序列插入到噬菌體基因組內(nèi)。基因組內(nèi)。（二）轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)特征（二）轉(zhuǎn)座子的結(jié)構(gòu)特征第六節(jié)第六節(jié) DNADNA的轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座（三）兩大類轉(zhuǎn)座子（三）兩大類轉(zhuǎn)座子插入序列和復(fù)合型轉(zhuǎn)座子插入序列和復(fù)合型轉(zhuǎn)座子1 1、插入序列、插入序列(insertional sequence(insertional sequence，IS)IS)： ISIS序列是最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子，它不含有任何宿主基因，它們是細(xì)序列是最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子，它不含有任何宿主基因，它們是細(xì)菌染色體或質(zhì)粒菌染

58、色體或質(zhì)粒DNADNA的正常組成部分。一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞常帶有少于的正常組成部分。一個(gè)細(xì)菌細(xì)胞常帶有少于1010個(gè)個(gè)ISIS序列。序列。 ISIS序列都是可以獨(dú)立存在的單元，帶有介導(dǎo)自身移動(dòng)的蛋序列都是可以獨(dú)立存在的單元，帶有介導(dǎo)自身移動(dòng)的蛋白。它們都是很小的白。它們都是很小的DNADNA片段片段( (約約lkb)lkb)，末端具有倒置重復(fù)序列，轉(zhuǎn)座，末端具有倒置重復(fù)序列，轉(zhuǎn)座時(shí)往往復(fù)制宿主靶位點(diǎn)一小段時(shí)往往復(fù)制宿主靶位點(diǎn)一小段(4(415bp) DNA15bp) DNA，形成位于，形成位于ISIS序列兩端序列兩端的正向重復(fù)區(qū)。的正向重復(fù)區(qū)。第六節(jié)第六節(jié) DNADNA的轉(zhuǎn)座的轉(zhuǎn)座1 1、插入序列、插入序列(insertional sequence(insertional se