第3篇-第1章-DNA的合成.pdf

【2.10.9】DNA损伤及其修复的意义DNA损伤具有双重效应可造成DNA突变，突变是进化的分子基础可造成细胞功能障碍，甚至死亡DNA损伤修复障碍与多种疾病相关着色性干皮病核苷酸切除修复遗传性非息肉性结肠癌错配修复转录偶联修复遗传性乳腺癌同源重组修复Bloom综合征非同源末端连接重组修复范可尼贫血重组跨越损伤修复Cockyne综合征核苷酸切除修复、转录偶联修复毛发低硫营养不良核苷酸切除修复简单看看不要求掌握，可以当没见过【2.10.8】DNA损伤修复【2019144X】直接修复【嘧啶二聚体】的直接修复（DNA光裂合酶-光修复）烷基化碱基的直接修复烷基转移酶切除修复（最普遍的DNA损伤修复方式）碱基切除修复识别水解DNA糖苷酶，识别碱基，去除后形成无碱基位点切除无碱基位点核酸内切酶，切掉剩下的核糖+磷酸合成DNA聚合酶合成连接DNA连接酶将切口重新连接核苷酸切除修复识别DNA损伤部位损伤部位两侧切开DNA链，去除切口间的寡核苷酸DNA聚合酶作用下，填补缺损连接酶连接缺口碱基错配修复是碱基切除修复的一种特殊形式重组修复【2023025A】双链断裂的修复形式同源重组修复非同源末端连接的重组修复跨越损伤DNA合成【2013034A】应用于DNA双链发生大范围损伤时，跨越过损伤部位进行复制，随后再修复重组跨越损伤修复拆东墙补西墙损伤没有被真正的修复，转移到了另一个DNA分子上合成跨越损伤修复SOS修复产生新的聚合酶替代原来的DNA聚合酶III随机插入核苷酸进行合成跨越损伤后，新的DNA聚合酶从DNA链上脱离，再由原来的DNA聚合酶III继续复制新的酶DNA pol IV/DNA pol V活性低，识别碱基精确度差，无校对功能，故出错的概率较大DNA pol II也参与SOS修复，但需要校对【2.10.7】DNA损伤体内因素DNA复制错误碱基配对错误、片段缺失、插入亨廷顿病DNA自身不稳定性碱基的脱失/改变机体代谢过程中产生的活性氧修饰碱基体外因素物理因素电离辐射发生DNA链断裂、交联/破坏碱基结构，使其脱落紫外照射形成【嘧啶二聚体】化学因素自由基损伤破坏碱基、核糖、磷酸基碱基类似物导致DNA损伤发生碱基对置换碱基修饰剂修饰碱基，改变碱基配对，导致DNA交联，断裂嵌入型染料导致DNA损伤直接插入碱基对中，导致碱基对之间距离增大一倍生物因素病毒/霉素，黄曲霉素的诱变作用损伤的类型碱基损伤与糖基破坏碱基之间发生错配DNA链发生断裂DNA链的共价交联链内/链间/DNA-蛋白质【嘧啶二聚体】损伤的结果【2015037A】【2016036A】【2014128B】【2010034A】可导致DNA模板发生碱基置换、插入、缺失、链的断裂等变化，并影响染色体的高级结构碱基置换转换嘌呤换嘌呤或者嘧啶换嘧啶颠换嘌呤和嘧啶之间互换可引起碱基错配，导致基因突变可能但是不一定引起氨基酸编码的改变（简并性）错义突变改变氨基酸编码同义突变不改变氨基酸编码无义突变变为终止密码子碱基插入和缺失移码突变DNA断裂阻止RNA合成过程中链的延伸示意图【2.10.6】逆转录逆转录酶/过程【2009034A】RNA指导的DNA聚合RNA水解RNase H活性DNA指导的DNA聚合图示意义【2012159X】遗传信息从RNA流动到DNA发展了中心法则拓宽了病毒致癌理论，从逆转录病毒中发现了癌基因HIV也是RNA病毒，有逆转录活性是获取目的基因重要的方法之一cDNA法【2.10.5】真核生物DNA复制过程【2011160X】复制起始和原核生物基本类似【2012034A】特点每个染色体有上千个复制子，复制起点很多复制有时序性，复制子以分组方式激活，而不是同步启动起点酵母DNA复制起点含11bp富含AT的核心序列自主复制序列（和原核生物相比有长有短）具体过程不详DNA pol 引物酶DNA pol 真核生物DNA修复DNA pol 真核生物线粒体DNA按D环方式复制DNA pol 后随链DNA pol 前导链除了DNA pol 作为起始引物合成，其余按照希腊字母倒叙记忆解旋酶拓扑酶复制因子RFA、RFCPCNA类似于DNA pol III的亚基，在RFC的作用下结合于引物-模板使DNA pol 获得持续合成的能力促进核小体生成在复制的起始和延长中起到重要的作用延长发生DNA聚合酶转换和互相转换转换频率高，催化速度慢，PCNA全程多次发挥作用，冈崎片段比原核生物要短真核生物DNA合成后立即组装成核小体真核生物染色体DNA在每个细胞周期中只能复制一次真核生物线粒体DNA按D环方式复制mtDNA为闭合环状双链结构端粒酶解决染色体末端复制问题【2021022A】【2017023A】【2016129B】意义维持染色体稳定，DNA复制的完整性构成端粒酶RNA端粒酶协同蛋白1端粒酶逆转录酶提供RNA模版+催化逆转录过程1、通过端粒自身的RNA模板，指导延长DNA母链RNA指导的DNA聚合酶活性2、RNA引物酶通过新合成的母链，合成引物引物酶3、以DNA母链为模板，沿着新合成的引物进行填充DNA指导的DNA聚合酶活性4、水解RNA引物RNase 活性【2.10.4】原核生物DNA复制过程起点E.coli上固定起点，oriC，富含AT解开双链【2011130B】【2011129B】【2009131B】【2009132B】Dna A辨认起始点，结合oriCDna B（解旋酶）解开双链足够用于复制的长度，并且逐步置换出Dna ADna C协助Dna BSSB（单链结合蛋白）和已经解开的DNA单链结合，保持复制叉的长度改变超螺旋【2016035A】拓扑异构酶拓扑异构酶I可以切断DNA双链中的1条，随后又可以封闭，不消耗ATP拓扑异构酶II可以切断DNA双链，随后又可以封闭，消耗ATP引物合成【2008035A】【2022024A】Dna G（引物酶）此时Dna G+Dna B+Dna C+复制起始区域=噬菌体的【引发体】引物长度一般5-10个核苷酸利福平可以特异性的阻断RNA聚合酶，但是引物酶对其不敏感起始复合物形成图示复制的延长【2009158X】【2011036A】DNA pol III前导链和后随链用的是同一个酶故和真核生物有区别没有酶的转换图示子主题亚基-保真；一对亚基-夹住模版链，使酶沿模版滑动5-3聚合/3-5外切图示去除引物，连接缺口DNA pol I结构特征大片段（klenow片段）5-3聚合/3-5外切小片段5-3外切功能水解引物填补空隙DNA连接酶消耗ATP，连接缺口只能连接双链中的单链缺口，不能连接单独存在的DNA单链或RNA单链是基因工程重要的工具酶之一错配修复DNA pol II参与DNA损伤时的应急状态修复5-3聚合/3-5外切跨越损伤合成DNA聚合酶DNA pol IV/DNA pol V【2.10.2】【2.10.3】DNA复制的酶学和拓扑学后详【2.10.1】DNA复制的基本规律【2020142X】DNA以半保留方式进行复制子代DNA中保留了亲代的全部遗传信息，亲代与子代DNA之间碱基序列高度一致DNA复制从起点双向进行【2019023A】原核生物一个起点真核生物多个起点，每个起点起始的DNA复制区称为【复制子】DNA复制以半不连续方式进行DNA聚合酶只能从5-3聚合，故必然有一条链不能连续复制前导链连续复制后随链不连续复制冈崎片段沿着后随链的模版链合成的新DNA片段DNA复制具有高保真性【2015035A】半保留复制严格碱基配对错配修复复制叉的复杂结构避免过早解旋导致碱基/单链DNA被修饰或水解【2.10】DNA的合成、损伤及修复