nullnullDNA复制的真实性
生物体DNA复制具有高度真实性,复制107-1011碱基对,只有一个错误碱基。
1、半保留复制
2、DNA聚合酶对碱基的选择作用
3、 3,→5,外切活性的校正阅读
4、用RNA引物
5、DNA修复机制
nullDNA的损伤与修复
一、DNA损伤
生物因素或理化因素作用下DNA的结构与功能遭破坏。
生物因素:DNA重组、病毒基因组的整合等
理化因素:紫外线、电离辐射、化学诱变剂等
DNA损伤 突变
突变是进化、分化的分子基础;也是某些疾病的发病基础;还有致死性的突变。
nullDNA损伤类型null二、损伤的修复
光修复
切除修复
错配修复
重组修复
SOS修复
null1、光修复
光修复酶(Photolyases)利用吸收光产生的能量使嘧啶二聚体转为单体。大多生物有光修复酶,但高等动物无此酶,被其它修复系统取代。
null2、切除修复
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
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,合成出切去部分,DNA恢复正常结构。
参与的酶有(细菌)核酸内切酶,DNApolⅠ,DNA连接酶
人类着色性干皮病:对紫外线照射敏感,易发生皮肤癌,由于切除修复系统障碍,缺乏特异核酸内切酶。nullnull3、错配修复
DNA在复制过程中发生错配,新链被校正,则信息恢复。
大肠杆菌中参与错配修复的蛋白至少12种
如何区分新链和旧链?
甲基化酶——使DNA链某些部位甲基化
刚合成的新链短期内未甲基化,区分于旧链,切除新链部分,以旧链为标准重新补缺。nullnullnullnull4、重组修复
复制后修复
重组蛋白RecA,
RecBCD,DNApolⅠ,
连接酶null5、SOS修复
能诱导修复的应急反应,引起DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制、细胞的癌变等。
Weigle效应(19世纪50年代)
修复系统
抑制了细胞的分裂
作用机理 基因 recA lexA
蛋白 RecA LexA避免差错的修复(诱导前几种修复有关的酶和蛋白的产生)
倾向差错的修复(诱导产生缺乏校对功能的聚合酶)nullLexA为阻遏蛋白,阻遏SOS有关基因及recA基因,但仍有少量RecA存在,当诱导条件产生(DNA损伤),则:
诱导信号 RecA激活 水解LexA 各种基因表达
当条件消失,RecA失活,基因关闭nullSOS的诱导信号:
并非所有DNA损伤都能诱导SOS反应,能在细菌中诱导SOS反应的作用剂对高等动物往往是致癌的,如X-射线,紫外线,烷化剂,黄曲霉素等。细胞修复系统缺损与癌症有一定关系
切除修复缺损 着色性干皮病(Xeroderma Pigmentosum Xp)
错配修复缺损 遗传性非息肉结肠癌(Hereditary Nonpolyposis
Colorectal Cancer HPCC)null逆转录病毒(Retrovirus)
和逆转录酶(reverse transcriptase, RT)
逆转录酶的发现
病毒
1958年Crick的中心法则:
Temin发现放线菌素D抑制肿瘤病毒RNA复制.
提出前病毒假说
逆转录酶的发现:Temin、Baltimore等1970年分别于劳氏肉瘤病毒和鼠白血病病毒中找到逆转录酶。
逆转录病毒往往是能引起肿瘤的RNA病毒(劳氏肉瘤病毒、鸟类成髓细胞白血病病毒等)
DNA病毒
RNA病毒DNA RNA 蛋白质 复制nullnull1、逆转录酶:
模板(RNA)、引物(宿主tRNA)、底物(dNTP)、二价阳离子
延长方向(5’ 3’)
需要还原剂(保护酶的-SH)
2、逆转录病毒基因组
两条相同的(+)RNA链组成
具帽子和尾部结构3、逆转录酶不仅普遍存在于RNA病毒中,哺乳动物的胚胎细胞和正在分裂的淋巴细胞中也有反转录酶。null4、逆转录过程 (以前病毒形式引起整合到宿主细胞DNA中而使细胞恶性转化)
单链病毒RNA RNA-DNA杂交分子 双链DNA(前病毒)
5、逆转录酶是多功能酶,兼有3种酶的活性:
RNA指导的DNA聚合酶活性
DNA指导的DNA聚合酶活性
核糖核酸酶H的活性,专一水解RNA-DNA杂交分子中的RNA,可沿5’3’和3’ 5’两个方向起核酸外切酶的作用。逆转录酶也和DNA聚合酶一样,沿5’3’方向合成DNA,并要求短链RNA作引物。
6、逆转录酶的应用6、逆转录酶的应用遗传工程技术中一种重要的工具酶。
人工合成的聚核苷酸或真核生物的mRNA可作为此酶的模板
几乎所有真核生物mRNA分子的3‘末端都有一段polyA,当加入寡聚dT作为引物时,mRNA就可作为模板,在逆转录酶催化下在体外合成与其互补的DNA,称为cDNA。由此可构建出cDNA文库,从中筛选特异的目的基因
null逆转录病毒的生活周期nullnull人类免疫缺陷病毒
Human Immunedeficiency Virus1988年正式命名传染源 :病人或无症状携带者传播途径:性感染、血源性感染、垂直感染感染T淋巴细胞后即杀死细胞,造成宿主机体免疫系统损伤,引起艾滋病( acquired immunodeficiency syndrome,AIDS)nullHIV模型图脂双层膜gp120gp41包膜糖蛋白p24衣壳蛋白p14内膜蛋白p7核衣壳蛋白逆转录酶蛋白酶整合酶nullnull人类嗜T细胞病毒共有两种型别
HTLV-I
HTLV-IIHuman T-cell Lymphotropic Virus