DNA复制损伤与修复

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1、第二章DNA的复制、损伤与修复DNA是由四种脱氧核糖核酸所组成的长链大分子，是遗传信息的携带者。生物体的遗传信息就贮存在DNA的四种脱氧核糖核酸的排列顺序中。DNA通过复制将遗传信息由亲代传递给子代；通过转录和翻译，将遗传信息传递给蛋白质分子，从而决定生物的表现型。DNA的复制、转录和翻译过程就构成了遗传学的中心法则。在RNA病毒中，其遗传信息贮存在RNA分子中。因此，在这些生物体中，遗传信息的流向是RNA通过复制，将遗传信息由亲代传递给子代，通过反转录将遗传信息传递给DNA，再由DNA通过转录和翻译传递给蛋白质，这种遗传信息的流向就丰富了中心法则的内容。DNAdependen

2、tDNApolymerase——DDDPDNAdependentRNApolymerase——DDRPRNAdependentRNApolymerase——RDRPRNAdependentDNApolymerase——RDDPDNA复制的基本过程：复制的起始(initiation)DNA链的延伸(elongation)复制的终止(termination)第一节DNA复制概况一、DNA复制的半保留性DNA在复制时，以亲代DNA的每一股作模板，合成完全相同的两个双链子代DNA，每个子代DNA中都含有一股亲代DNA链，这种现象称为DNA的半保留复制(semi-conservative

3、replication)。DNA以半保留方式进行复制，是在1958年由M.Meselson和F.Stahl所完成的实验所证明。该实验首先将大肠杆菌在含15N的培养基中培养约十五代，使其DNA中的碱基氮均转变为15N。将大肠杆菌移至只含14N的培养基中同步培养一代、二代、三代。分别提取DNA，作密度梯度离心，可得到下列结果：二、复制起点的结构特征DNA在复制时，需在特定的位点起始，这是一些具有特定核苷酸排列顺序的片段，即复制起始点（复制子）。3个连续的13bp序列，富含AT反向重复出现四次9bp序列酵母自主复制序列在原核生物中，复制起始点通常为一个，而在真核生物中则为多个。三、R

4、NA引物参与DNA复制的DNA聚合酶，必须以一段具有3’端自由羟基（3’-OH）的RNA作为引物(primer)，才能开始聚合子代DNA链。RNA引物的大小，通常为1－10个核苷酸。RNA引物的碱基顺序，与其模板DNA的碱基顺序相配对。四、双向复制DNA复制时，以复制起始点为中心，向两个方向进行复制。但在低等生物中，也可进行单向复制（如滚环复制）。五、DNA的半不连续复制由于DNA聚合酶只能以5'→3'方向聚合子代DNA链，即模板DNA链的方向必须为3'→5'。因此，分别以两条亲代DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方式是不同的。以3′→5′方向的亲代DNA链作模板的子代链在复

5、制时基本上是连续进行的，其子代链的聚合方向为5′→3′，这一条链被称为前导链(leadingstrand)。而以5′→3′方向的亲代DNA链为模板的子代链在复制时则是不连续的，其链的聚合方向也是5′→3′，这条链被称为滞后链(laggingstrand)。由于亲代DNA双链在复制时是逐步解开的，因此，滞后链的合成也是一段一段的。DNA在复制时，由滞后链所形成的一些子代DNA短链称为冈崎片段(Okazakifragment)。冈崎片段的大小，在原核生物中约为1000～2000个核苷酸，而在真核生物中约为100个核苷酸。半不连续复制Semi-discontinuousreplica

6、tion冈崎片段OkazakifragmentLeadingstrandLaggingstrandReplicationfork前导链的连续复制和滞后链的不连续复制在生物界是有普遍性的，因而称之为DNA的半不连续复制。TheshortdiscontinuoussegmentsarecalledOkazakiFragments.•Inbacteriatheyareapproximately1000ntinlength;ineukaryotestheyareapproximately200ntinlength.图2-7DNA双螺旋的解旋第二节　参与DNA复制的酶、相关蛋白及酶学机

7、制在细胞中，双螺旋DNA复制是DNA聚合酶催化的酶促反应过程。但DNA聚合酶只能延长已有的DNA或RNA引物链，不能从头起始DNA链的合成；而且在DNA复制中形成特殊的复制叉（或生长叉）结构区内，DNA双螺旋中的两条链缠绕在一起，要拷贝每一条链都必须将双螺旋DNA解旋（unwinding），并释放或吸收由此产生的扭力，这就要求双螺旋和超螺旋的解旋与重新形成，DNA聚合酶不能完成这一过程；在不连续合成中形成短的冈崎片段（Okazakifragment）的连接也是DNA聚合酶无法完成的。实际上，