生物化學(xué)第34章第1頁/共91頁一、DNA的復(fù)制（一）DNA的半保留復(fù)制第2頁/共91頁DNA復(fù)制的三種可能模式ConservativeSemiconservativedispersiveAfteronegenerationAftertwogenerations第3頁/共91頁Watson和Crick提出的DNA雙螺旋復(fù)制模型oldnew第4頁/共91頁DNA的半保留復(fù)制原來的親代分子第一代子分子第二代子分子第5頁/共91頁DNA半保留復(fù)制的實驗證明

1958年，Meselson和Stahl利用15N標(biāo)記大腸桿菌DNA的實驗，首先證明了DNA的半保留復(fù)制。他們讓大腸桿菌在以15NH4Cl為唯一氮源的培養(yǎng)基中生長，經(jīng)過連續(xù)培養(yǎng)12代，使所有的DNA分子都標(biāo)記上15N。15N-DNA的密度比普通14N-DNA大，在氯化銫密度梯度離心時可以區(qū)分這兩種DNA。第6頁/共91頁DNA半保留復(fù)制的實驗證明

這時將大腸桿菌轉(zhuǎn)移到普通培養(yǎng)基（含14N）上培養(yǎng)，經(jīng)過一代以后，所有DNA的密度都介于15N-DNA和14N-DNA之間，說明其為14N和15N的雜合分子。兩代后，14N分子和雜合分子等量出現(xiàn)。當(dāng)把雜合分子加熱，使它們分開成單鏈再離心，可見有一半與單鏈15N-DNA的密度相同，另一半與單鏈14N-DNA的密度相同。第7頁/共91頁（二）DNA復(fù)制的起點和方式

DNA上能獨立進行復(fù)制的單位稱為復(fù)制子（replicon），每個復(fù)制子都有復(fù)制起始點，可能還有復(fù)制的終點。DNA復(fù)制起始點一般有特定的序列，DNA在復(fù)制起始點處解開雙鏈，形成一個復(fù)制泡（也叫復(fù)制眼）。有些DNA的復(fù)制從復(fù)制起始點開始向兩邊復(fù)制，也有些DNA的復(fù)制從復(fù)制起始點開始向一邊復(fù)制，它們分別稱為雙向復(fù)制和單向復(fù)制。第8頁/共91頁DNA復(fù)制的方向未復(fù)制DNA單向復(fù)制雙向復(fù)制第9頁/共91頁中國倉鼠卵巢細(xì)胞DNA復(fù)制的電鏡照片大箭頭所指為復(fù)制泡，小箭頭所指為復(fù)制叉處的單鏈部分，注意二者在相反的鏈上。第10頁/共91頁各種生物DNA的結(jié)構(gòu)

DNA有線性雙鏈和環(huán)狀雙鏈，也有環(huán)狀單鏈的。原核生物的染色體DNA和質(zhì)粒，以及真核細(xì)胞中的線粒體和葉綠體DNA都是雙鏈環(huán)狀的，真核生物的染色體DNA是雙鏈線性的。病毒的DNA有單鏈環(huán)狀的，也有雙鏈環(huán)狀的，還有雙鏈線性的。第11頁/共91頁DNA上復(fù)制子的數(shù)目

原核生物染色體DNA和質(zhì)粒DNA就是一個復(fù)制子，從一個復(fù)制起始點開始完成整個DNA分子的復(fù)制。真核細(xì)胞一個染色體DNA上有許多復(fù)制子，許多復(fù)制起始點同時開始復(fù)制，每一個復(fù)制起始點完成一段DNA的復(fù)制，然后將各個片段連接起來。第12頁/共91頁復(fù)制起始點的確定

大腸桿菌染色體DNA只有一個復(fù)制起始點。在一個生長的群體中幾乎所有的染色體都在復(fù)制過程中，因此離復(fù)制起始點越近的基因拷貝數(shù)就越多，也就是出現(xiàn)的頻率越高。將從大腸桿菌中提取出來的DNA切成大約1%染色體長度的片段，通過分子雜交的方法測定各基因片段的頻率，結(jié)果表明復(fù)制起始點oriC位于基因圖譜的ilv位點處（83分附近）。一旦復(fù)制開始，復(fù)制叉向兩側(cè)以相等的速度向前移動。兩個復(fù)制叉在離起始點180°的trp位點處（33分附近）相會合。第13頁/共91頁大腸桿菌染色體DNA復(fù)制起始點的確定第14頁/共91頁DNA的復(fù)制方式直線雙向多起點雙向θ型雙向θ型單向第15頁/共91頁DNA的復(fù)制方式D環(huán)線粒體DNA的復(fù)制采取這種方式第16頁/共91頁DNA的復(fù)制方式2D環(huán)第17頁/共91頁DNA的復(fù)制方式滾動環(huán)第18頁/共91頁大腸桿菌的多復(fù)制叉染色體第19頁/共91頁DNA酶促合成的引物鏈和模板鏈第20頁/共91頁（三）DNA聚合反應(yīng)有關(guān)的酶第21頁/共91頁DNA聚合酶催化的聚合反應(yīng)第22頁/共91頁DNA聚合酶的反應(yīng)特點①以4種dNTP作底物；②反應(yīng)需要接受模板的指導(dǎo)；③反應(yīng)需要有引物3’-羥基存在；④DNA鏈的延長方向為5’→3’；⑤產(chǎn)物DNA的性質(zhì)與模板相同。第23頁/共91頁大腸桿菌DNA聚合酶

大腸桿菌有5種DNA聚合酶，分別稱為DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ，它們有各自不同的用途。第24頁/共91頁大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ

大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ由一條肽鏈（928個氨基酸殘基）組成，含有一個鋅原子，分子量109kD。它是一個多功能酶，具有以下活性：①5’→3’聚合活性；②3’→5’外切活性（校對活性）；③5’→3’外切活性（只作用于雙鏈DNA）；④從3’端使DNA鏈發(fā)生焦磷酸解（聚合反應(yīng)的逆反應(yīng)）；⑤無機焦磷酸鹽與dNTP之間的焦磷酸基交換。第25頁/共91頁大腸桿菌DNA聚合酶ⅠKlenow片段

用枯草桿菌蛋白酶裂解完整的大腸桿菌DNA聚合酶Ⅰ，得到C端324～928氨基酸殘基的片段，稱為Klenow片段，1-323氨基酸殘基為小片段。小片段具有5’→3’外切活性，Klenow片段具有聚合酶活性和3’→5’外切活性。酶切位點第26頁/共91頁Klenow片段的立體結(jié)構(gòu)藍(lán)色為模板鏈，紅色為引物鏈。第27頁/共91頁Klenow片段的活性位點第28頁/共91頁DNA聚合酶Ⅰ的校對作用

在正常聚合條件下，3’→5’外切活性不能作用于生長鏈；一旦出現(xiàn)錯配堿基時，聚合反應(yīng)立即停止，生長鏈的3’末端核苷酸落入3’→5’外切活性位點，錯配核苷酸被迅速切去，然后繼續(xù)進行聚合反應(yīng)。3’→5’外切活性起著校對的作用。校對作用越強，DNA復(fù)制的準(zhǔn)確性越高。適當(dāng)?shù)腻e配有利于發(fā)生突變，有利于物種的進化。突變率太高也不利于保持物種的穩(wěn)定性。第29頁/共91頁DNA聚合酶Ⅰ的切口平移作用第30頁/共91頁關(guān)于大腸桿菌DNA聚合酶的研究

根據(jù)對各種DNA聚合酶在大腸桿菌細(xì)胞中的活性、合成DNA的速度、該酶基因突變對DNA復(fù)制的影響的研究，發(fā)現(xiàn)DNA聚合酶Ⅲ是大腸桿菌細(xì)胞中DNA復(fù)制的主酶，而DNA聚合酶Ⅰ和Ⅱ的功能只是參與DNA損傷的修復(fù)。第31頁/共91頁大腸桿菌中3種DNA聚合酶性質(zhì)的比較項目聚合酶Ⅰ聚合酶Ⅱ聚合酶Ⅲ5＇→3＇聚合酶活性＋＋＋3＇→5＇外切酶活性＋＋＋5＇→3＇外切酶活性＋——相對分子量（×103）10388830一個細(xì)胞內(nèi)分子數(shù)400？10~20生物學(xué)活性10.0515聚合速度（核苷酸/分）1000~20002,40015,000~60,000持續(xù)合成能力3~2001,500≥500,000功能切除引物，修復(fù)修復(fù)復(fù)制第32頁/共91頁大腸桿菌DNA聚合酶Ⅲ亞基分子量亞基數(shù)目亞基功能α132,0002聚合活性ε27,00023’→5’外切校對活性θ10,0002組建核心酶τ71,0002核心酶二聚化γ52,0002依賴DNA的ATP酶，形成γ復(fù)合物δ35,0001可與β亞基結(jié)合，形成γ復(fù)合物δ’33,0001形成γ復(fù)合物χ15,0001形成γ復(fù)合物ψ12,0001形成γ復(fù)合物β37,0004兩個β亞基形成滑動夾子，以提高酶的持續(xù)合成能力第33頁/共91頁DNA聚合酶Ⅲ全酶的結(jié)構(gòu)δ與β結(jié)合兩個α亞基各催化復(fù)制叉處一條鏈的合成。第34頁/共91頁β二聚體的滑動夾子結(jié)構(gòu)紅、黃綠色各為一個β亞基第35頁/共91頁DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ

DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ是在1999年才被發(fā)現(xiàn)的。它們的功能是進行易錯修復(fù)。第36頁/共91頁DNA連接酶

大腸桿菌DNA連接酶可以連接切口和粘性末端，T4噬菌體DNA連接酶除可以連接切口和粘性末端外，還可以連接平末端。第37頁/共91頁DNA的連接類型第38頁/共91頁（四）DNA的半不連續(xù)復(fù)制

在復(fù)制叉處，兩條新生鏈?zhǔn)峭瑫r合成的，新生鏈延伸的方向一條是5’→3’，而另一條是3’→5’，這就不符合DNA聚合酶催化反應(yīng)的性質(zhì)。為了解決這個矛盾，日本學(xué)者岡崎等提出了DNA的不連續(xù)復(fù)制模型，認(rèn)為3’→5’走向的新生DNA鏈實際上是由許多5’→3’方向合成的片段連接起來的。第39頁/共91頁DNA復(fù)制叉處的前導(dǎo)鏈和滯后鏈

5’→3’鏈?zhǔn)沁B續(xù)合成的，3’→5’鏈?zhǔn)遣贿B續(xù)合成的，因此稱為半不連續(xù)復(fù)制。第40頁/共91頁岡崎片段的發(fā)現(xiàn)

1968年，岡崎等用3H-脫氧胸苷標(biāo)記噬菌體T4感染的大腸桿菌，然后通過堿性密度梯度離心法分離標(biāo)記的DNA產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)短時間內(nèi)首先合成的是較短的DNA片段，接著出現(xiàn)較大的分子，最初出現(xiàn)的DNA片段的長度約為1000個核苷酸左右，這種片段稱為岡崎片段（Okazakifragment）。用DNA連接酶變異的溫度敏感株進行實驗，在連接酶不起作用的溫度下，有大量DNA片段積累。這些實驗都說明在DNA復(fù)制的過程中，首先合成較短的片段，然后再由連接酶連接成大分子DNA。第41頁/共91頁原核生物和真核生物的岡崎片段

細(xì)菌的岡崎片段長度為1000～2000個核苷酸，相當(dāng)于一個順反子（cistron）的長度；真核生物的岡崎片段長度為100～200個核苷酸，相當(dāng)于一個核小體DNA的長度。第42頁/共91頁DNA復(fù)制中的引物

由于DNA聚合酶必須在已有的核酸鏈的3’-羥基上延伸新鏈，所以在前導(dǎo)鏈合成開始時以及滯后鏈的每一個岡崎片段開始時都需要有引物。

RNA聚合酶以DNA為模板合成RNA的過程稱為轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄是不需要引物的。DNA復(fù)制的引物就是小片段的RNA，這個RNA引物的合成是由引物合成酶催化合成的。RNA引物的長度通常為幾個核苷酸至十幾個核苷酸。第43頁/共91頁（六）DNA復(fù)制的過程第44頁/共91頁DNA復(fù)制叉處的結(jié)構(gòu)DNAligaseDNApolymeraseⅠOldOkazakifragmentOkazakifragmentPrimerLaggingstrandtemplatePrimerHelicase/primaseNewlysynthesizedleadingstrandDimericreplicativeDNApolymeraseβsubunit“slidingclamp”SSBLeadingstrandtemplateDNAgyrase第45頁/共91頁大腸桿菌染色體oriC的結(jié)構(gòu)第46頁/共91頁DNA復(fù)制的起始Ⅰ第47頁/共91頁DNA復(fù)制的起始Ⅱ第48頁/共91頁DNA復(fù)制的起始ⅢDnaB有解旋酶活性，它每解開一個堿基對需要消耗2個ATP。第49頁/共91頁DNA復(fù)制體的裝配Ⅰ第50頁/共91頁DNA復(fù)制體的裝配Ⅱ第51頁/共91頁DNA復(fù)制體的裝配Ⅲ第52頁/共91頁DNA復(fù)制叉的延伸Leadingstrand“core”DNApolymeraseⅢSSBτ2γRepproteinHelicaseⅡPrimosome3rdRNAprimerLaggingstrand“core”DNApolymeraseⅢ1stRNAprimer2ndRNAprimerGrowingOkazakifragment第53頁/共91頁DNA復(fù)制的終止

Tus蛋白與Ter位點結(jié)合后起終止復(fù)制叉前進的作用。連鎖體第54頁/共91頁拓?fù)洚悩?gòu)酶

拓?fù)洚悩?gòu)酶可以改變DNA雙螺旋的連環(huán)數(shù)，其功能是引入超螺旋或解開超螺旋。拓?fù)洚悩?gòu)酶可分為兩類：類型Ⅰ的酶能使DNA的一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，反應(yīng)無需提供能量；類型Ⅱ的酶能使DNA的兩條鏈同時發(fā)生斷裂和再連接，當(dāng)它引入超螺旋時需要由ATP提供能量。第55頁/共91頁拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ

拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅰ屬于類型Ⅰ。它只能消除負(fù)超螺旋，對正超螺旋不起作用。拓?fù)洚悩?gòu)酶在使DNA的一條鏈斷裂時，由于酶與DNA結(jié)合，DNA鏈不能自由轉(zhuǎn)動，超螺旋的扭曲張力不會自動消失。但是酶分子可牽引另一條鏈通過切口，然后使斷鏈重新連接起來，從而改變DNA的連環(huán)數(shù)和超螺旋數(shù)。第56頁/共91頁拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ

拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ?qū)儆陬愋廷?，又叫旋轉(zhuǎn)酶（gyrase）。它可連續(xù)引入負(fù)超螺旋，反應(yīng)需要消耗ATP。在無ATP存在時，它可以松弛負(fù)超螺旋，但不作用于正超螺旋。

大腸桿菌旋轉(zhuǎn)酶由兩個A亞基和兩個B亞基組成，A亞基是抗萘啶酮酸和奧啉酸的作用位點，B亞基是抗香豆霉素A1和新生霉素的作用位點。這些抗生素均能抑制DNA復(fù)制，因而推測旋轉(zhuǎn)酶對DNA復(fù)制是必需的。第57頁/共91頁旋轉(zhuǎn)酶的作用機制第58頁/共91頁解旋酶

解旋酶能將DNA兩條鏈解開，每解開一對堿基，需要水解2分子ATP。大腸桿菌有許多種解旋酶，其中解旋酶Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可以沿著模板鏈的5’→3’方向移動，而rep蛋白則沿著3’→5’方向移動。過去認(rèn)為在DNA復(fù)制中，這兩種酶配合作用解開DNA雙鏈，但上述酶經(jīng)誘變并不影響DNA的復(fù)制。第59頁/共91頁DnaB蛋白

曾經(jīng)分離出一些大腸桿菌DNA復(fù)制的溫度敏感突變株。其中一株當(dāng)培養(yǎng)溫度由30℃升高到40℃時，DNA復(fù)制立即停止，分析表明dnaB基因發(fā)生了溫度敏感突變。該基因產(chǎn)物DnaB是一種解旋酶，可沿DNA鏈5’→3’方向移動，由ATP提供能量。這就證明該解旋酶參與DNA的復(fù)制。第60頁/共91頁單鏈結(jié)合蛋白

大腸桿菌的單鏈結(jié)合蛋白（SSB）由4個相同的亞基組成，它的功能是與已經(jīng)解開的單鏈DNA結(jié)合，阻止重新形成雙鏈，保護單鏈部分不被核酸酶降解。原核生物的SSB蛋白與單鏈DNA的結(jié)合有正協(xié)同效應(yīng)，當(dāng)?shù)谝粋€SSB蛋白結(jié)合后，后面的SSB蛋白的結(jié)合力可提高103倍。因此一旦結(jié)合反應(yīng)開始，全部單鏈DNA迅速被SSB覆蓋。但真核生物的SSB蛋白沒有這種協(xié)同作用。第61頁/共91頁（七）真核生物DNA的復(fù)制

真核生物染色體有多個復(fù)制起始點。5-氟脫氧尿苷是細(xì)胞內(nèi)胸腺嘧啶核苷酸合成的抑制劑，用5-氟脫氧尿苷處理真核生物的培養(yǎng)細(xì)胞可以抑制DNA復(fù)制，隨后加入3H-脫氧胸苷就可以使DNA復(fù)制同步化。復(fù)制進行大約30分鐘，然后制成DNA的放射自顯影圖像，在電子顯微鏡下觀察，可以看到很多復(fù)制眼，每個復(fù)制眼都有獨立的起點，并呈雙向延伸。通過測量和換算，可以估算出復(fù)制子的大小。第62頁/共91頁真核生物的復(fù)制子

哺乳動物的復(fù)制子大多在100～200kb之間。人的細(xì)胞有23對染色體，單倍體基因組大約有3×109bp,平均每個染色體有1000個復(fù)制子。果蠅或酵母的復(fù)制子較小，平均為40kb。第63頁/共91頁真核DNA的復(fù)制速度

真核生物DNA的復(fù)制速度比原核生物慢。大腸桿菌DNA復(fù)制叉的移動速度為50,000bp/min，哺乳類動物復(fù)制叉的移動速度僅為1000～3000bp/min。但因真核細(xì)胞染色體有許多復(fù)制起始點同時起始復(fù)制，所以總的復(fù)制速度并不慢。第64頁/共91頁哺乳動物的DNA聚合酶DNA聚合酶α（Ⅰ）DNA聚合酶β（Ⅱ）DNA聚合酶γ（M）DNA聚合酶δ（Ⅲ）DNA聚合酶ε（Ⅱ）定位細(xì)胞核細(xì)胞核線粒體細(xì)胞核細(xì)胞核亞基數(shù)目4122>1外切酶活性無無3’→5’外切酶3’→5’外切酶3’→5’外切酶引物合成酶活性有無無無無持續(xù)合成能力中等低高有PCNA時高高抑制劑蚜腸霉素雙脫氧TTP雙脫氧TTP蚜腸霉素蚜腸霉素功能引物合成修復(fù)線粒體DNA合成核DNA合成修復(fù)第65頁/共91頁細(xì)菌和真核生物復(fù)制體的組成組成細(xì)菌真核生物復(fù)制酶DNA聚合酶Ⅲ全酶DNA聚合酶δ進行性因子Β夾子PCNA定位因子Γ復(fù)合物RF-C引物合成酶BnaGDNA聚合酶α去除引物RNaseH和DNA聚合酶ⅠRNaseH1和MF-1滯后鏈修復(fù)DNA聚合酶Ⅰ和DNA連接酶DNA聚合酶ε和DNA連接酶Ⅰ解旋酶DnaB（定位需要DnaC）T抗原消除拓?fù)鋸埩πD(zhuǎn)酶拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ單鏈結(jié)合SSBRP-A第66頁/共91頁PNCA同源三聚體夾子第67頁/共91頁真核染色體末端的復(fù)制

對于線性DNA的復(fù)制，兩條新鏈5’末端的引物切除后出現(xiàn)縮短現(xiàn)象，這種現(xiàn)象會使染色體不穩(wěn)定。為了解決這個問題，染色體的兩端有一段特殊序列，稱為端粒，它由許多短序列的串聯(lián)重復(fù)組成。原生動物四膜蟲端粒的重復(fù)序列為TTGGGG，人的端粒重復(fù)序列為TTAGGG。TG鏈常比其互補鏈更長，形成3’突出末端。

端粒可防止染色體間末端連接，并可補償滯后鏈5’末端在消除RNA引物后造成的短缺。第68頁/共91頁端粒酶

端粒酶是一種含有RNA的逆轉(zhuǎn)錄酶，它以所含的RNA為模板來合成DNA的端粒結(jié)構(gòu)，以延長縮短了的端粒。四膜蟲端粒酶的RNA為159個堿基，含有CAACCCCAA序列。端粒酶可結(jié)合到染色體端粒的3’末端上，RNA模板的5’末端識別DNA的3’末端堿基并與之配對，并在3’末端的羥基上延伸合成新的重復(fù)序列。合成1個重復(fù)單位后酶再向前移動一個重復(fù)單位。端粒的3’末端又可回折作為引物，合成其互補鏈。第69頁/共91頁新生鏈5’端的短缺和端粒酶延長端粒的功能第70頁/共91頁真核染色體端粒的延長第71頁/共91頁細(xì)胞的壽命與端粒的關(guān)系

在動物的生殖細(xì)胞中，由于端粒酶的存在，端粒一直保持著一定的長度。體細(xì)胞隨著分化而失去端粒酶活性，在缺乏端粒酶活性時，細(xì)胞連續(xù)分裂使得端粒不斷縮短，短到一定程度即引起細(xì)胞生長停止或凋亡。實驗表明，經(jīng)過多代培養(yǎng)的細(xì)胞其染色體的端粒變短，染色體也變得不穩(wěn)定。但在腫瘤細(xì)胞中卻有端粒酶活性。第72頁/共91頁二、DNA的損傷修復(fù)

盡管DNA聚合酶有校對功能，DNA在復(fù)制過程中，仍可能產(chǎn)生錯配；其他內(nèi)因外因也會造成DNA的損傷，如紫外線照射、電離輻射、化學(xué)誘變劑、病毒DNA的整合、DNA重組等。DNA損傷會引起生物突變，甚至導(dǎo)致死亡。在一定的條件下，生物機體能使其DNA的損傷得到修復(fù)。這種修復(fù)是生物在長期進化過程中獲得的一種保護功能。第73頁/共91頁DNA損傷修復(fù)的種類

目前已經(jīng)知道，細(xì)胞對DNA損傷的修復(fù)系統(tǒng)有5種：

錯配修復(fù)（mismatchrepair）

直接修復(fù)（directrepair）

切除修復(fù)（excisionrepair）

重組修復(fù)（recombinationrepair）

易錯修復(fù)（error-pronerepair）第74頁/共91頁（一）錯配修復(fù)

DNA在復(fù)制過程中發(fā)生錯配，如果新合成的鏈被校正，基因編碼的信息可得到恢復(fù)；但是如果模板鏈被校正，突變就被固定。細(xì)胞錯配修復(fù)系統(tǒng)能夠區(qū)分“舊鏈”和“新鏈”。Bam甲基化酶可使DNA的GATC序列中的腺嘌呤N6位甲基化。復(fù)制后DNA在短期內(nèi)（數(shù)分鐘）為半甲基化的GATC序列，一旦發(fā)現(xiàn)錯配堿基，即將未甲基化的新鏈切除，并以甲基化的舊鏈為模板進行修復(fù)合成。第75頁/共91頁錯配修復(fù)

在大腸桿菌中，MutS二聚體識別并結(jié)合到DNA的錯配堿基部位，MutL與MutS結(jié)合，二者組成的復(fù)合物可沿著DNA雙鏈向兩個方向移動，DNA由此形成突環(huán)。復(fù)合物的移動需要水解ATP提供能量。當(dāng)遇到GATC序列時，MutH核酸內(nèi)切酶結(jié)合到MutSL上，并在未甲基化的新鏈GATC的5’端切斷。第76頁/共91頁錯配修復(fù)第77頁/共91頁錯配修復(fù)

如果切開處位于錯配堿基的3’側(cè)，由核酸外切酶Ⅰ或核酸外切酶Ⅹ沿3’→5’方向切除核酸鏈，如果切開處位于錯配堿基的5’側(cè)，則由核酸外切酶Ⅶ或RecJ沿5’→3’方向切除核酸鏈。在此切除過程中，解旋酶和SSB幫助鏈的解開。切除的鏈可長達(dá)1000個核苷酸以上，直到將錯配堿基切除。新的DNA鏈由DNA聚合酶Ⅲ和DNA連接酶合成并連接。第78頁/共91頁（二）直接修復(fù)

紫外線照射可以使DNA分子中同一條鏈上相鄰的兩個胸腺嘧啶堿基之間形成二聚體。其它嘧啶堿基之間也能形成類似的二聚體，但數(shù)量較少。嘧啶二聚體的形成，影響了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，使其復(fù)制和轉(zhuǎn)錄功能均受到阻礙。第79頁/共91頁嘧啶二聚體的光復(fù)活直接解開嘧啶二聚體第80頁/共91頁O6-甲基鳥嘌呤的修復(fù)

O6-甲基化的鳥嘌呤在O6-甲基鳥嘌呤-DNA甲基轉(zhuǎn)移酶作用下，可將甲基轉(zhuǎn)移到酶自身的半胱氨酸殘基上。甲基轉(zhuǎn)移酶因此而失活，但卻成為其自身基因和另一些修復(fù)酶基因轉(zhuǎn)錄的活化物，促進它們表達(dá)。第81頁/共91頁（三）切除修復(fù)

切除修復(fù)就是在一系列酶的作用下，將DNA分子中受損傷的部分切掉，然后以完整鏈為模板，合成出切掉的部分，使DNA恢復(fù)正常的過程。

一些糖苷酶能夠識別錯誤的堿基，將這些堿基水解，使得這些部位無堿基，稱為AP位點。一旦AP位點形成，即有AP核酸內(nèi)切酶在AP位點附近將DNA鏈切開，然后核酸外切酶將包括AP位點在內(nèi)的一段DNA鏈切掉。DNA聚合酶Ⅰ和DNA連接酶補上缺口。

另一種切除修復(fù)是利用切除酶在損傷部位的兩側(cè)切開，除去錯誤片段，再合成出正確的序列。第82頁/共91頁