第十九章DNA的复制、修复与重组121958年，F.Crick 提出中心法则,揭示了生物体内遗传信息的传递方向：4子代DNA的一条链来自亲代，另一条是新合成的。

★环状DNA复制起点的gene mapping P532图19-3783、复制方向复制方向大多数是双向的，形成两个复制叉，少数是单向复制，形成一个复制叉。

4、DNA的几种复制方式¾（1）直线双向复制单点，原核生物; 多点，真核染色体DNA¾（2）θ型复制：环状双链DNA，单向或双向（E .coli.）¾（3）滚环复制：环状单链DNA，Φx174 p533¾（4）D环复制：线粒体、叶绿体DNA¾（5）多复制叉复制：第一轮复制尚未完成，复制起点就开始第二轮的复制。

910滚动环复制11E.coli复制叉移动的速率约50Kb/min，复制一代约需40分钟[4.2 ×106/（50Kb ×2）=42]。

富营养时，可采取多复制叉复制方式，20min复制一代。

真核复制叉前进的速率约1000-3000bp/min，采用多复制子（多点）方式，真核染色体复制一代要6-8小时。

131617DNA 聚合酶的反应特点：⑴以4种dNTP 为底物⑵反应需要接受模板的指导⑶反应需有引物3，-OH 存在⑷链生长方向5，→3，DNA 生物合成5’→3’，3. E.coli DNA聚合酶（1）DNA pol I单体酶，催化活性：5，→3，聚合酶活性3，→5，外切酶活性5，→3，外切酶活性大片段（Klenow）：5，→3，聚合活性、3，→5，外切活性。

小片段，5，→3，外切活性18（2）DNA PolⅡ单体酶，催化活性：5，→3，聚合(活性很低)3，→5，外切在DNA修复中起作用。

（3）DNA polⅢ（复制酶）寡聚酶。

DNA polⅢ是合成新链DNA主要的酶，又称复制酶(Replicase)19DNA聚合酶III5’→3’聚合酶活性5’→3’外切酶活性3’→5’外切酶活性(校正)★DNA聚合酶的校对功能：错配碱基被3’-5’外切酶切除DNA复制的高保真机制:1.DNA聚合酶的高度选择性2.DNA聚合酶（3’→5’外切酶）的校对功能3.错配修复P539表19-1、19-22021P1. 复制的起始DNA的双螺旋解开合成RNA引物的过程。

1）由TopoII松弛超螺旋，Dna A、解螺旋酶解开双链，SSB（单链结合蛋白）结合到单链上使其稳定。

2）形成引发体：各种蛋白质因子（dnaB、dnaC）、引物酶（dna G）构成的复合体，负责RNA引物的合成。

引发体沿着模板链3’→5’方向移动引物的合成方向也是5´→3´方向。

27★大肠杆菌起始复制所需蛋白质：p542表19-4 Dna A 在原点处打开双螺旋Dna B 使DNA解旋Dna C 帮助Dna B结合在原点Hu刺激起始引物酶(Dna G) 合成RNA引物SSB 结合单链DNARNA聚合酶促进Dna A活性旋转酶(Topo II) 松驰DNA扭曲张力292、DNA链的延长反应链的延长反应由DNA pol III催化。

在DNA聚合酶催化下，以解开的单链为模板，以四种dNTP为原料，进行聚合作用。

由5´→3´方向延长子链。

303、RNA引物的切除及缺口补齐DNA polⅠ的5，→3，外切酶活力，切除RNA引物。

DNApolⅠ的5， → 3，聚合酶活性，补齐缺口。

4、DNA切口的连接 DNA ligase。

5、DNA合成的终止E.coli复制的终止区含有7个23bp的终止位点 细菌环状DNA，复制叉相遇即终止。

33不连续片段的连接（滞后链）3' 5' 5' 3' RNA 酶（DNA polⅠ） 5' 3' OH P3' 5'dNTP 3' 5'DNA 聚合酶 P 5' 3'ATP 3' 5'DNA 连接酶 5' 3'34原核细胞DNA的 半不连续复制复 制过程复制叉的 移动方向5´3´Topo II Dna A 解螺旋酶 Dna B 引 引物酶+Dna C发 体SSB复制的起始RNA引物DNA链的延长DNA聚 合酶III DNA聚 合酶I3´DNA链终止前导链 滞后链DNA连接酶3´3´5´RNA引物3´5´35★ 复制过程小结：⑴ DNA解螺旋酶……解开双链DNA。

⑵ SSB结合于DNA单链。

⑶ DNA促旋酶引入负超螺旋，消除复制叉前进时带来 的扭曲张力。

⑷ DNA引物酶(在引发体中)合成RNA引物。

⑸ DNA pol III在两条链上合成DNA。

⑹ DNA polⅠ切除RNA引物，并补上DNA。

⑺ DNA ligase连接冈崎片段。

(8)DNA合成的终止36第三节 真核生物DNA的复制P424 1、 复制起点和单位真核生物染色体DNA是多复制子，有多个复制起点， 可以多点起始，分段进行复制。

每个复制子大多在100-200kb之间，比细菌染色体DNA （单复制子）小得多。

37真核细胞DNA复制的特点• 多个起点复制起 点 起 点 起 点 起 点 起 点 起 点真核生物复制叉移动的速度(1~3kb/min)比原核(50kb)的 慢。

38第四节 逆转录逆转录：以RNA为模板，合成DNA的过程 逆转录酶：RNA指导的DNA聚合酶1） RNA指导的DNA聚合酶 2） Rnase H 3） DNA指导的DNA聚合酶逆转录病毒RNA、DNA的合成43第五节DNA突变与修复一、 DNA突变突变 (mutation)：遗传物质结构改变而引起的遗 传信息的改变，也称为DNA损伤 (DNA damage)。

主要分为：碱基置换、DNA片段的缺失或插入、移码突 变、插入失活。

从分子水平来看，突变就是DNA分子上碱基的改 变。

44突变的类型：p559点突变：DNA原来的一个碱基对被另外一个碱基对所取 代。

转换 ：发生在同型碱基之间的置换。

颠换 ：一种嘌呤与一种嘧啶之间的置换。

移码突变：碱基缺失和插入引起的三联体密码的阅读 方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。

45DNA突 变的类型碱基对的置换 (substitution)野生型基因-T-C-T-A-C-T-G-T-A-C-G-A-G-A-T-G-A-C-A-T-G-C-移码突变 (framesshift mutation)转换-T-C-T-G-C-T-G-T-A-C-G-A-G-A-C-G-A-C-A-T-G-C-插入-T-C-T-C-A-C-T-G-T-A-C-G-A-G-A-G-T-G-A-C-A-T-G-C-颠换-T-C-T-T-C-T-G-T-A-C-G-A-G-A-A-G-A-C-A-T-G-C-T缺失46-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G-A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-A移码突变：正常5´……GCA GUA CAU GUC……丙缬组缬缺失C5´……GAG UAC AUG UC……谷酪蛋丝47诱变剂：能够提高突变率的物理和化学因子。

碱基类似物(如：5-BrU)碱基修饰剂（羟胺类，NH2OH)嵌入染料：丫啶橙，溴化乙锭紫外线、电离辐射481、光复活细菌光复活现象: 可见光（最有效400nm）可激活光复活酶，此酶能分解由于紫外线形成的嘧啶二聚体。

高等哺乳动物没有此酶。

50A 形成嘧啶二聚体B. 光复合酶结合于损伤部位C 酶被可见光激活D. 修复后释放酶2、切除修复P566 图19-27 DNA损伤的切除修复过程在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除，并以完整的那一条链为模板，合成出切去部分，DNA恢复正常结构。

I、结构缺陷的修复：II、碱基缺陷或错配——（N-糖苷酶）523、重组修复P568图19-29重组修复的过程切除修复发生在DNA复制之前，而当DNA发动复制时尚未修复的损伤部位，可以先复制，再重组修复。

在重组修复过程中，DNA链的损伤并未除去。

54554、SOS反应及其诱导的修复SOS诱导修复是细胞DNA受到严重损伤或DNA复制系统受到抑制的紧急情况下，为求得生存而出现的一系列诱导性修复。

SOS反应是由RecA蛋白(触发SOS)和LexA阻遏物相互作用引起的。

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