第二章染色體與DNA

染色體

DNA的結(jié)構(gòu)

DNA的復(fù)制真核生物和原核生物DNA復(fù)制的特點(diǎn)

DNA的修復(fù)DNA的轉(zhuǎn)座一、染色體（Chromosome)

內(nèi)容提要：細(xì)胞周期染色體與染色質(zhì)染色體的結(jié)構(gòu)和組成（原核生物、真核生物）核小體原核生物和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較

（一）細(xì)胞周期（二）染色體與染色質(zhì)染色體（chromosome）是細(xì)胞在有絲分裂時(shí)遺傳物質(zhì)存在的特定形式，是間期細(xì)胞染色質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密包裝的結(jié)果。真核生物的染色體在細(xì)胞生活周期的大部分時(shí)間里都是以染色質(zhì)(chromatin)的形式存在的。染色質(zhì)是一種纖維狀結(jié)構(gòu)，叫做染色質(zhì)絲，它是由最基本的單位—核小體(nucleosome)成串排列而成的。（三）染色體的結(jié)構(gòu)和組成原核生物(prokaryote)

大腸桿菌的染色體特點(diǎn)：

閉環(huán)DNA，長(zhǎng)度約4.6Mb，集中分布在成為“擬核”（nucleoid）的區(qū)域內(nèi)，在正常生長(zhǎng)情況下DNA保持連續(xù)復(fù)制BacterialDNAiscompactedinastructurecalledthenucleoid,whichoccupiesalargefractionofthebacterialcell'svolumeDNA結(jié)構(gòu)域?qū)⒋竽c桿菌DNA與大多數(shù)結(jié)合蛋白分離開(kāi)來(lái)，可觀察到由50－100個(gè)環(huán)或結(jié)構(gòu)域組成，這些環(huán)或結(jié)構(gòu)域的末端被與細(xì)胞膜部分連接的蛋白質(zhì)而固定大腸桿菌結(jié)構(gòu)域組成基因組超螺旋電鏡結(jié)構(gòu)顯示，就整體而言，大腸桿菌的基因組是由大量超螺旋的結(jié)構(gòu)域構(gòu)成的{組蛋白：H1H2AH2BH3H4非組蛋白}核小體{DNA蛋白質(zhì)染色體真核生物染色體的組成組蛋白的一般特性：■進(jìn)化上的保守性保守程度：H1H2A、H2BH3、H41、組蛋白上海生化所分子遺傳學(xué)1998年試題：在真核生物核內(nèi)。五種組蛋白（H1H2AH2BH3和H4）在進(jìn)化過(guò)程中，H4極為保守，H2A最不保守（）■無(wú)組織特異性■肽鏈氨基酸分布的不對(duì)稱(chēng)性■H5組蛋白的特殊性：富含賴(lài)氨酸（24%）■組蛋白的可修飾性簡(jiǎn)述真核生物染色體上組蛋白的種類(lèi)，組蛋白修飾的種類(lèi)及其生物學(xué)意義中國(guó)科學(xué)院2003年碩士研究生入學(xué)《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》試題

在細(xì)胞周期特定時(shí)間可發(fā)生甲基化、乙酰化、磷酸化和ADP核糖基化等。H3、H4修飾作用較普遍，H2B有乙?；饔谩1有磷酸化作用。所有這些修飾作用都有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即降低組蛋白所攜帶的正電荷。這些組蛋白修飾的意義：一是改變?nèi)旧w的結(jié)構(gòu)，直接影響轉(zhuǎn)錄活性；二是核小體表面發(fā)生改變，使其他調(diào)控蛋白易于和染色質(zhì)相互接觸，從而間接影響轉(zhuǎn)錄活性。組蛋白的可修飾性1)DNA的變性和復(fù)性

■變性（Denaturation)

DNA雙鏈的氫鍵斷裂，最后完全變成單鏈的過(guò)程稱(chēng)為變性。

■增色效應(yīng)(Hyperchromaticeffect)在變性過(guò)程中，260nm紫外線吸收值先緩慢上升，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)驟然上升，稱(chēng)為增色效應(yīng)。2、DNA■融解溫度（MeltingtemperatureTm)變性過(guò)程紫外線吸收值增加的中點(diǎn)稱(chēng)為融解溫度。生理?xiàng)l件下為85-95℃影響因素：G+C含量，pH值，離子強(qiáng)度，尿素，甲跣胺等■復(fù)性（Renaturation)熱變性的DNA緩慢冷卻，單鏈恢復(fù)成雙鏈?！鰷p色效應(yīng)（Hypochromaticeffect)

隨著DNA的復(fù)性，260nm紫外線吸收值降低的現(xiàn)象。

2)C值反?，F(xiàn)象（C-valueparadox)C值是一種生物的單倍體基因組DNA的總量。

真核細(xì)胞基因組的最大特點(diǎn)是它含有大量的重復(fù)序列，而且功能DNA序列大多被不編碼蛋白質(zhì)的非功能DNA所隔開(kāi)，這就是著名的“C值反?，F(xiàn)象”。

C值矛盾簡(jiǎn)述DNA的C值以及C值矛盾（CValueparadox）.中科院上海生化所98年上海第二軍醫(yī)大：C值矛盾（四）核小體(nucleosome)Nucleosome、chromosome、genome中科院2002年碩士學(xué)位研究生入學(xué)分子遺傳學(xué)試題1、定義：用于包裝染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位，是由DNA鏈纏繞一個(gè)組蛋白核構(gòu)成的。

2、核小體的結(jié)構(gòu)核心顆粒、連接區(qū)DNA中國(guó)科學(xué)院上海生化與細(xì)胞所2002年招收碩士研究生分子遺傳學(xué)入學(xué)考試：簡(jiǎn)述真核細(xì)胞內(nèi)核小體與核小體核心顆粒的結(jié)構(gòu)。

3、染色體的包裝—超螺旋結(jié)構(gòu)6.8:140:11000:18000:1DNAdoublehelixNucleosome(10nmfiber)30nmFiberLoopsILoopsIIchromosome上海第二軍醫(yī)大碩士研究生入學(xué)考試試題：基因組的特點(diǎn)（真核、原核比較）（五）原核生物和真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較

●基因組很小，大多只有一條染色體●

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)煉●存在轉(zhuǎn)錄單元(trnascriptionaloperon)

多順?lè)醋?polycistron)X174D-E-J-F-G-HmRNA蛋白J、F、GHDEE.coli色氨酸操縱子9個(gè)順?lè)醋?個(gè)酶1、原核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

●有重疊基因（Sanger發(fā)現(xiàn)）基因內(nèi)基因部分重疊基因一個(gè)堿基重疊2、真核生物基因組結(jié)構(gòu)特點(diǎn)●真核基因組結(jié)構(gòu)龐大3×109bp、染色質(zhì)、核膜●單順?lè)醋印窕虿贿B續(xù)性斷裂基因（interruptedgene）、內(nèi)含子(intron)、外顯子(exon)●非編碼區(qū)較多多于編碼序列(9:1)●含有大量重復(fù)序列■不重復(fù)序列/單一序列：在基因組中有一個(gè)或幾個(gè)拷貝。真核生物的大多數(shù)基因在單倍體中都是單拷貝的。如：蛋清蛋白、血紅蛋白等功能：主要是編碼蛋白質(zhì)。

■中度重復(fù)序列：在基因組中的拷貝數(shù)為101~104。如：rRNA、tRNA

一般是不編碼蛋白質(zhì)的序列，在調(diào)控基因表達(dá)中起重要作用

根據(jù)DNA復(fù)性動(dòng)力學(xué)研究，DNA序列可以分成哪幾種類(lèi)型？并加以舉例說(shuō)明。(2001年上海生化所）■高度重復(fù)序列：拷貝數(shù)達(dá)到幾百個(gè)到幾百萬(wàn)個(gè)。

◆衛(wèi)星DNA：A?T含量很高的簡(jiǎn)單高度重復(fù)序列。第二章染色體與DNA

染色體

DNA的結(jié)構(gòu)

DNA的復(fù)制

DNA的修復(fù)

DNA的轉(zhuǎn)座二、DNA的結(jié)構(gòu)1）

概念指4種脫氧核苷酸的連接及其排列順序，DNA序列是這一概念的簡(jiǎn)稱(chēng)。堿基序列1、DNA的一級(jí)結(jié)構(gòu)2）特征：●雙鏈反向平行配對(duì)而成●脫氧核糖和磷酸交替連接，構(gòu)成DNA骨架，堿基排在內(nèi)側(cè)●內(nèi)側(cè)堿基通過(guò)氫鍵互補(bǔ)形成堿基對(duì)（A：T，C：G）。3）DNA結(jié)構(gòu)的表示法2、DNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)1）定義：指兩條多核苷酸鏈反向平行盤(pán)繞所產(chǎn)生的雙螺旋結(jié)構(gòu)。

繞DNA雙螺旋表面上出現(xiàn)的螺旋槽（溝），寬的溝稱(chēng)為大溝，窄溝稱(chēng)為小溝。大溝，小溝都、是由于堿基對(duì)堆積和糖-磷酸骨架扭轉(zhuǎn)造成的。

DNA雙螺旋模型是哪年由誰(shuí)提出的?簡(jiǎn)述其基本內(nèi)容.為什么說(shuō)該模型的提出是分子生物學(xué)發(fā)展史上的里程碑,具有劃時(shí)代的貢獻(xiàn)?

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院2003生物化學(xué)（碩士）2）分類(lèi)：右手螺旋：A-DNA，B-DNA左手螺旋：Z-DNAABZABZ3、DNA的高級(jí)結(jié)構(gòu)1）定義：指DNA雙螺旋進(jìn)一步扭曲盤(pán)繞所形成的特定空間結(jié)構(gòu)。是一種比雙螺旋更高層次的空間構(gòu)象。2）主要形式：超螺旋結(jié)構(gòu)（正超螺旋和負(fù)超螺旋）線狀DNA形成的超螺旋環(huán)狀DNA形成的超螺旋拓?fù)洚悩?gòu)酶or溴化乙錠拓?fù)洚悩?gòu)酶or溴化乙錠DNA扭曲與雙螺旋相同（擰緊）DNA扭曲與雙螺旋相反（松開(kāi)）負(fù)超螺旋松弛DNA正超螺旋第二章染色體與DNA

染色體

DNA的結(jié)構(gòu)

DNA的復(fù)制

DNA的修復(fù)

DNA的轉(zhuǎn)座三、DNA的復(fù)制內(nèi)容提要：●DNA的半保留復(fù)制●與DNA復(fù)制有關(guān)的物質(zhì)●DNA的復(fù)制過(guò)程（大腸桿菌為例）●DNA復(fù)制的其它方式●真核生物中DNA的復(fù)制特點(diǎn)1、定義：由親代DNA生成子代DNA時(shí)，每個(gè)新形成的子代DNA中，一條鏈來(lái)自親代DNA，而另一條鏈則是新合成的，這種復(fù)制方式稱(chēng)半保留復(fù)制。（一）DNA的半保留復(fù)制（semi-conservativereplication）Semi-conservativeConservativeDispersive中國(guó)科學(xué)院上海生化與細(xì)胞所2002年招收碩士研究生分子遺傳學(xué)入學(xué)考試：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明DNA復(fù)制是以半保留方式進(jìn)行的（8分）。2、實(shí)驗(yàn)證據(jù)（1958Meselson和Stahl）：

MatthewMesselsonFranklinStahl“Heavy”DNA“Hybrid”

DNA“l(fā)ight”DNA“Hybrid”DNA3、DNA半保留復(fù)制的生物學(xué)意義：

DNA的半保留復(fù)制表明DNA在代謝上的穩(wěn)定性，保證親代的遺傳信息穩(wěn)定地傳遞給后代。

（二）與DNA復(fù)制有關(guān)的物質(zhì)1、原料：四種脫氧核苷三磷酸（dATP、dGTP、dCTP、dTTP)2、模板：以DNA的兩條鏈為模板鏈，合成子代DNA3、引物：DNA的合成需要一段RNA鏈作為引物4、引物合成酶（引發(fā)酶）：此酶以DNA為模板合成一段RNA,這段RNA作為合成DNA的引物（Primer)。實(shí)質(zhì)是以DNA為模板的RNA聚合酶。

5、DNA聚合酶:以DNA為模板的DNA合成酶●以四種脫氧核苷酸三磷酸為底物●反應(yīng)需要有模板的指導(dǎo)●反應(yīng)需要有3

-OH存在●DNA鏈的合成方向?yàn)?

3

性質(zhì)聚合酶Ⅰ聚合酶Ⅱ聚合酶Ⅲ3'5'外切活性+++5'3'外切活性+--5'3'聚合活性+中+很低+很高新生鏈合成--+主要是對(duì)DNA損傷的修復(fù)；以及在DNA復(fù)制時(shí)切除RNA引物并填補(bǔ)其留下的空隙。修復(fù)紫外光引起的DNA損傷DNA復(fù)制的主要聚合酶，還具有3’-5‘外切酶的校對(duì)功能，提高DNA復(fù)制的保真性原核生物中的DNA聚合酶(大腸桿菌）

α

β

γ

δ

ε定位細(xì)胞核細(xì)胞核線粒體細(xì)胞核細(xì)胞核3‘-5’外切--+++酶活性功能引物合成修復(fù)作用線粒體DNA的復(fù)制核DNA的復(fù)制？真核生物中的DNA聚合酶

6、DNA連接酶（1967年發(fā)現(xiàn)）：若雙鏈DNA中一條鏈有切口，一端是3’-OH，另一端是5‘-磷酸基，連接酶可催化這兩端形成磷酸二酯鍵，而使切口連接。但是它不能將兩條游離的DNA單鏈連接起來(lái)

DNA連接酶在DNA復(fù)制、損傷修復(fù)、重組等過(guò)程中起重要作用3‘5‘3‘5‘OHP7、DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶(DNATopisomerase)：拓?fù)洚悩?gòu)酶?：使DNA一條鏈發(fā)生斷裂和再連接，作用是松解負(fù)超螺旋。主要集中在活性轉(zhuǎn)錄區(qū)，同轉(zhuǎn)錄有關(guān)。

例：大腸桿菌中的ε蛋白拓?fù)洚悩?gòu)酶Π：該酶能暫時(shí)性地切斷和重新連接雙鏈DNA，作用是將負(fù)超螺旋引入DNA分子。同復(fù)制有關(guān)。例：大腸桿菌中的DNA旋轉(zhuǎn)酶上海生化所1998年分子遺傳學(xué)試題：拓?fù)洚悩?gòu)酶8、DNA解螺旋酶/解鏈酶（DNAhelicase)

通過(guò)水解ATP獲得能量來(lái)解開(kāi)雙鏈DNA。E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶，還有解螺旋酶I、II、III。rep蛋白沿3’

5’移動(dòng)，而解螺旋酶I、II、III沿5’

3’移動(dòng)。9、單鏈結(jié)合蛋白(SSBP-single-strandbindingprotein)：穩(wěn)定已被解開(kāi)的DNA單鏈，阻止復(fù)性和保護(hù)單鏈不被核酸酶降解。（三）DNA的復(fù)制過(guò)程（大腸桿菌為例）雙鏈的解開(kāi)

RNA引物的合成

DNA鏈的延伸切除RNA引物，填補(bǔ)缺口，連接相鄰的DNA片段1、雙鏈的解開(kāi)

DNA的復(fù)制有特定的起始位點(diǎn)，叫做復(fù)制原點(diǎn)。ori(或o）、富含A、T的區(qū)段?；靖拍睿?/p>

上海生化所1998年分子遺傳學(xué)試題：真核生物復(fù)制起始點(diǎn)的特征包括（）A富含GC區(qū)B富含AT區(qū)CZDNAD無(wú)明顯特征

從復(fù)制原點(diǎn)到終點(diǎn)，組成一個(gè)復(fù)制單位，叫復(fù)制子復(fù)制時(shí)，解鏈酶等先將DNA的一段雙鏈解開(kāi)，形成復(fù)制點(diǎn)，這個(gè)復(fù)制點(diǎn)的形狀象一個(gè)叉子，故稱(chēng)為復(fù)制叉復(fù)制叉復(fù)制叉復(fù)制方向和速度：

單起點(diǎn)、雙向等速多起點(diǎn)、雙向等速生物體DNA復(fù)制的特點(diǎn)復(fù)制起始點(diǎn)是固定的（富含AT序列）復(fù)制起始需要特定的蛋白復(fù)制方向和速度多樣性，但以雙向等速為主雙鏈解開(kāi)、復(fù)制起始大約20個(gè)DnaA蛋白在ATP的作用下與oriC處的4個(gè)9bp保守序列相結(jié)合在HU蛋白和ATP的共同作用下,Dna復(fù)制起始復(fù)合物使3個(gè)13bp直接重復(fù)序列變性,形成開(kāi)鏈解鏈酶六體分別與單鏈DNA相結(jié)合(需DnaC幫助),進(jìn)一步解開(kāi)DNA雙鏈2、RNA引物的合成DnaB蛋白活化引物合成酶，引發(fā)RNA引物的合成。引物長(zhǎng)度約為幾個(gè)至10個(gè)核苷酸，基因組DNA復(fù)制時(shí)，先導(dǎo)鏈的引物是DNA，后隨鏈的引物是RNA(-)

2002年上海生化與細(xì)胞所與大腸桿菌起點(diǎn)與復(fù)制起始有關(guān)的酶和輔助因子參與復(fù)制的蛋白質(zhì)和酶相對(duì)分子質(zhì)量亞基數(shù)目功能DnaA520001識(shí)別起始點(diǎn)序列DnaB3000006解開(kāi)DNA雙鏈DnaC290001輔助DnaB結(jié)合于起始點(diǎn)HU190002類(lèi)組蛋白，DNA結(jié)合蛋白，促進(jìn)起始DnaG（引物合成酶）600001合成RNA引物SSB（單鏈DNA結(jié)合蛋白）756004結(jié)合單鏈DNARNA聚合酶4540005促進(jìn)DnaA活性拓?fù)洚悩?gòu)酶ii4000004釋放DNA解鏈過(guò)程中產(chǎn)生的扭曲張力Dam甲基化酶320001使起點(diǎn)GATC序列的腺嘌呤甲基化DNA的半不連續(xù)復(fù)制（semi-discontinuousreplication)DNA復(fù)制時(shí)其中一條子鏈的合成是連續(xù)的，而另一條子鏈的合成是不連續(xù)的，故稱(chēng)半不連續(xù)復(fù)制。在DNA復(fù)制時(shí)，合成方向與復(fù)制叉移動(dòng)的方向一致并連續(xù)合成的鏈為前導(dǎo)鏈；合成方向與復(fù)制叉移動(dòng)的方向相反，形成許多不連續(xù)的片段，最后再連成一條完整的DNA鏈為滯后鏈。3、DNA鏈的延伸在DNA復(fù)制過(guò)程中，前導(dǎo)鏈能連續(xù)合成，而滯后鏈只能是斷續(xù)的合成5

3

的多個(gè)短片段，這些不連續(xù)的小片段稱(chēng)為岡崎片段。華中科技大學(xué)2004年生物化學(xué)與分子生物學(xué)碩士研究生入學(xué)試題名詞解釋?zhuān)簩槠危?分）武漢大學(xué)2003年碩士研究生入學(xué)分子生物學(xué)試題：Replicon、

semi-conservativereplication

華中科技大學(xué)2004年生物化學(xué)與分子生物學(xué)碩士研究生入學(xué)試題原核DNA合成酶中（）的主要功能是合成前導(dǎo)鏈和岡崎片段A、DNA聚合酶ⅠB、DNA聚合酶ⅡC、DNA聚合酶ⅢD、引物酶4、切除RNA引物，填補(bǔ)缺口，連接相鄰的DNA片段（復(fù)制終止）在DNA聚合酶Ⅰ催化下切除RNA引物；留下的空隙由DNA聚合酶Ⅰ催化合成一段DNA填補(bǔ)上；在DNA連接酶作用下，連接相鄰的DNA鏈DNA連接酶連接DNA雙鏈中的單鏈缺口連接DNA鏈3

-OH末端和相鄰DNA鏈5

-P末端，使二者生成磷酸二酯鍵，從而把兩段相鄰的DNA鏈連接成一條完整的鏈。HO5’3’3’5’DNA連接酶ATPADP5’3’5’3’T4DNA連接酶大腸桿菌DNA連接酶雙鏈環(huán)狀、θ型復(fù)制、雙向等速大腸桿菌質(zhì)粒DNAθ型復(fù)制模式（四）DNA復(fù)制的其它方式滾環(huán)型：?jiǎn)蜗驈?fù)制的特殊方式如：ΦΧ174的雙鏈環(huán)狀DNA復(fù)制型（RF）（1）模板鏈和新合成的鏈分開(kāi);（2）不需RNA引物，在正鏈3‘－OH上延伸（3）只有一個(gè)復(fù)制叉;

D環(huán)復(fù)制單向復(fù)制的特殊方式如：動(dòng)物線粒體DNA（五）真核生物中DNA的復(fù)制特點(diǎn)1、真核生物每條染色體上有多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)，多復(fù)制子2、真核生物染色體在全部復(fù)制完之前,各個(gè)起始點(diǎn)不再重新開(kāi)始DNA復(fù)制；而在快速生長(zhǎng)的原核生物中，復(fù)制起點(diǎn)可以連續(xù)開(kāi)始新的復(fù)制(多復(fù)制叉)。真核生物快速生長(zhǎng)時(shí)，往往采用更多的復(fù)制起點(diǎn)。3、真核生物有多種DNA聚合酶。真核生物DNA復(fù)制的全過(guò)程三級(jí)結(jié)構(gòu)（拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）的破除二級(jí)結(jié)構(gòu)（雙螺旋結(jié)構(gòu)）的破除半不連續(xù)復(fù)制哺乳動(dòng)物的細(xì)胞周期DNA合成期G1G2SM二、真核生物的DNA復(fù)制(生物合成)

?細(xì)胞能否分裂，決定于進(jìn)入S期及M期這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。G1→S及G2→M的調(diào)節(jié)，與蛋白激酶活性有關(guān)。?蛋白激酶通過(guò)磷酸化激活或抑制各種復(fù)制因子而實(shí)施調(diào)控作用。（三）端粒酶參與解決染色體末端復(fù)制問(wèn)題切除引物的兩種機(jī)制5

3

3

55

3

3

5+5

3

3

3

3

5

5

端粒(telomere)

指真核生物染色體線性DNA分子末端的結(jié)構(gòu)。端粒的功能：維持染色體的穩(wěn)定性維持DNA復(fù)制的完整性端粒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由末端單鏈DNA序列和蛋白質(zhì)構(gòu)成。末端DNA序列是多次重復(fù)的富含G、T堿基的短序列。TTTTGGGGTTTTGGGG…端粒酶(telomerase)端粒酶RNA(humantelomeraseRNA,hTR)端粒酶協(xié)同蛋白(humantelomeraseassociatedprotein1,hTP1)端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(humantelomerasereversetranscriptase,hTRT)

組成

端粒酶催化端區(qū)TG鏈的合成

5’—TTTTGGGGTTTTG-OH3’

CAAAACCCCAAAA端粒酶

GCGA

3’AA5’

結(jié)合、聚合、雜交

5’—TTTTGGGGTTTTGgggttttg3’

CAAAACCCCAAAACGAGA3’5’

TTTT

移位

GGGg

Gg

Gg5’—TTTT

ttttg3’

CAAAACCCCAAAACGAGA3’5’

終止

5’—TTTTGGGGTTTTGgggttttggggttttg-OH3’5’—TTTTGGGGTTTTGgggttttggggttttg-OH3’3‘—

5’—TTTTGGGGTTTTGgggttttg

gggtt

3’—HO-ggggttDNApol5’—TTTTGGGGTTTTGgggttttg

gggtt

3’—AAAACCCCAAAACCCCAAAAggggtt1.遵守嚴(yán)格的堿基配對(duì)規(guī)律；2.聚合酶在復(fù)制延長(zhǎng)時(shí)對(duì)堿基的選擇功能；3.復(fù)制出錯(cuò)時(shí)DNA-pol的及時(shí)校讀功能。DNA復(fù)制的保真性：第二章染色體與DNA

染色體

DNA的結(jié)構(gòu)

DNA的復(fù)制

DNA的修復(fù)

DNA的轉(zhuǎn)座四、DNA的修復(fù)DNA修復(fù)系統(tǒng)功能錯(cuò)配修復(fù)恢復(fù)錯(cuò)配堿基切除修復(fù)切除突變的堿基核甘酸切除修復(fù)修復(fù)被破壞的DNADNA直接修復(fù)修復(fù)嘧啶二體或甲基化DNA

扼要說(shuō)明細(xì)胞中DNA修復(fù)系統(tǒng)有哪幾種（8分）中國(guó)科學(xué)院2002年碩士學(xué)位研究生入學(xué)分子遺傳學(xué)試題1、錯(cuò)配修復(fù)●Dam甲基化酶使母鏈位于5’GATC序列中腺甘酸甲基化●甲基化緊隨在DNA復(fù)制之后進(jìn)行●根據(jù)復(fù)制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子鏈上的錯(cuò)配堿基

根據(jù)母鏈甲基化原則找出錯(cuò)配堿基的示意圖發(fā)現(xiàn)錯(cuò)配堿基在水解ATP的作用下，MutS，MutL與堿基錯(cuò)配點(diǎn)的DNA雙鏈結(jié)合MutS-MutL在DNA雙鏈上移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)甲基化DNA后由MutH切開(kāi)非甲基化的子鏈

甲基化指導(dǎo)的錯(cuò)配修復(fù)示意圖錯(cuò)配堿基位于切口3’下游端，錯(cuò)配堿基位于切口5’上游端，2、堿基切除修復(fù)一些堿基在自發(fā)或悠變下會(huì)發(fā)生脫酰胺，然后改變配對(duì)性質(zhì)，造成氨基轉(zhuǎn)換突變腺嘌呤變?yōu)榇吸S嘌呤與胞嘧啶配對(duì)鳥(niǎo)嘌呤變?yōu)辄S嘌呤與胞嘧啶配對(duì)胞嘧啶變?yōu)槟蜞奏づc腺嘌呤配對(duì)胞嘧啶去氨基生成尿嘧啶如果復(fù)制發(fā)生就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)突變.糖甘水解酶識(shí)別改變了的堿基，把堿基從N-β-糖苷鍵處切下來(lái)，在DNA鏈上形成去嘌呤或去嘧啶位點(diǎn)，統(tǒng)稱(chēng)為AP位點(diǎn)。由AP磷酸內(nèi)切酶將受損核甘酸的糖甘-磷酸鍵切開(kāi)。DNA連接酶連接利用DNA聚合酶I切除損傷部位，補(bǔ)上核苷酸3、核苷酸切除修復(fù)1）通過(guò)特異的核酸內(nèi)切酶識(shí)別損傷部位2）由酶的復(fù)合物在損傷的兩邊切除幾個(gè)核苷酸3）DNA聚合酶以母鏈為模板復(fù)制合成新子鏈4）DNA連接酶將切口補(bǔ)平識(shí)別損傷部位損傷的兩邊切除幾個(gè)核苷酸DNA聚合酶以母鏈為模板復(fù)制合成新子鏈DNA連接酶將切口補(bǔ)平4、DNA的直接修復(fù)在DNA光解酶的作用下將環(huán)丁烷胸腺嘧啶二體和6-4光化物還原成為單體甲基轉(zhuǎn)移酶使O6-甲基鳥(niǎo)嘌呤脫甲基生成鳥(niǎo)嘌呤，防止G-T配對(duì)

上海生化所1998年分子遺傳學(xué)試題：DNA修復(fù)系統(tǒng)的作用是保證DNA序列不發(fā)生任何變化（）第二章染色體與DNA

染色體

DNA的結(jié)構(gòu)

DNA的復(fù)制

DNA的修復(fù)

DNA的轉(zhuǎn)座DNA的轉(zhuǎn)座(DNATransposition)五、DNA的轉(zhuǎn)座（一）基本概念：DNA的轉(zhuǎn)座：由可移位因子介導(dǎo)的遺傳物質(zhì)重排現(xiàn)象。轉(zhuǎn)座子（transposon）：存在與染色體DNA上可自主復(fù)制和位移的基本單位。轉(zhuǎn)座子的發(fā)現(xiàn)1951年，通過(guò)對(duì)玉米籽粒色斑不穩(wěn)定遺傳現(xiàn)象，B.McClintock(美)首次提出轉(zhuǎn)座子的概念。Ds-Ac系統(tǒng)(Dissociation-ActivationSystem)：抑制因子（inhibitor,I)，后改稱(chēng)為解離因子(dissociator,Ds)。激活因子(activator,Ac),能夠控制Ds因子。（二）轉(zhuǎn)座子的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)特征原核生物轉(zhuǎn)座子的類(lèi)型：1、插入序列(insertionalsequence,IS)2、復(fù)合轉(zhuǎn)座子(compositetransposon)3、TnA家族1、插入序列(IS)IS是最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子，不含有任何宿主基因，它們是細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA的正常組成部分。

λ：：IS1插入序列（insertionalsequence,IS）

1.最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)座子,不含有任何宿主基因。

2.是很小的DNA片段(約1kb)，末端具有倒置重復(fù)序列。

3.轉(zhuǎn)座時(shí)常復(fù)制宿主靶位點(diǎn)4～15bp的DNA形成正向重復(fù)區(qū)。

4.大部分IS序列只有一個(gè)開(kāi)放讀碼框。

5.是細(xì)菌染色體或質(zhì)粒DNA的正常組成部分。1.是一類(lèi)帶有某些抗藥性基因(或其他宿主基因)的轉(zhuǎn)座子復(fù)合式轉(zhuǎn)座子（compositetransposon）2.兩翼往往是兩個(gè)相同或高度同源的IS序列。3.IS序列就不能再單獨(dú)移動(dòng)，只能作為復(fù)合體移動(dòng)。1.沒(méi)有IS序列的、體積龐大(5000bp以上)的轉(zhuǎn)座子。TnA家族2.常帶有3個(gè)基因，一個(gè)編碼β-內(nèi)酰胺酶(AmpR)，另兩個(gè)則是轉(zhuǎn)座作用所必須的。3.所有TnA類(lèi)轉(zhuǎn)座子兩翼都帶有38bp的倒置重復(fù)序列。轉(zhuǎn)座作用的機(jī)制轉(zhuǎn)座發(fā)生時(shí)，受體分子中有一段很短的（3～12bp）、被稱(chēng)為靶序列的DNA會(huì)被復(fù)制，使插入的轉(zhuǎn)座子位于兩個(gè)重復(fù)的靶序列之間。1.復(fù)制性轉(zhuǎn)座2.非復(fù)制性轉(zhuǎn)座

復(fù)制性轉(zhuǎn)座(ReplicativeTransposition)A.整個(gè)轉(zhuǎn)座子被復(fù)制，所移動(dòng)的僅僅是原轉(zhuǎn)座子的拷貝。B.轉(zhuǎn)座酶(transposase)和解離酶(resolvase)分別作用于原始及復(fù)制轉(zhuǎn)座子。C.TnA類(lèi)主要是這種形式A.原始轉(zhuǎn)座子作為一個(gè)可移動(dòng)的實(shí)體直接被移位非復(fù)制性轉(zhuǎn)座(NonreplicativeTransposition)B.IS序列、Mu及Tn5等都以這種方式進(jìn)行轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)座作用的遺傳學(xué)效應(yīng)①轉(zhuǎn)座引起插入突變,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)基因失活。②轉(zhuǎn)座產(chǎn)生新的基因。③轉(zhuǎn)座產(chǎn)生的染色體畸變。④轉(zhuǎn)座引起生物進(jìn)化。

(1)自主性因子:具有自主剪接和轉(zhuǎn)座的功能

(2)非自主性因子:單獨(dú)存在時(shí)是穩(wěn)定的，不能轉(zhuǎn)座，當(dāng)基因組中存在與非自主性因子同家族的自主性因子時(shí)，它才具備轉(zhuǎn)座功能。例：玉米中的轉(zhuǎn)座子－Ac-Ds體系真核生物中的轉(zhuǎn)座子

Ds-Ac系統(tǒng)

C代表顏色,決定玉米糊粉層紅和紫色的發(fā)生。抑制因子（inhibitor,I)，后改稱(chēng)為解離因子(dissociator,Ds),它抑制C基因的作用。

I和C都在玉米的第九對(duì)染色體上，且兩者的座位很近。激活因子(activator,Ac),能夠控制Ds因子。C與I基因之間易發(fā)生斷裂，使I基因轉(zhuǎn)座到原來(lái)染色體的其他部位或別的染色體上，于是C恢復(fù)活性表現(xiàn)有色。如果I（Ds）因子停留在原來(lái)的座位，并未發(fā)生斷裂和轉(zhuǎn)座，那么玉米籽粒為無(wú)色。

為什么Ds既能停留在原位，對(duì)C基因起著抑制作用，又能在玉米籽粒發(fā)育的不同階段發(fā)生斷裂和轉(zhuǎn)座呢？Ds的作用還受到激活因子A