《DNA复制修复》课件.ppt

***********DNA复制的基本过程解旋DNA双螺旋结构被解旋酶解开，形成两个单链模板。引物合成引物酶在模板链上合成短的RNA引物，为DNA聚合酶提供起始点。延伸DNA聚合酶以引物为起点，沿着模板链添加新的核苷酸，形成新的互补链。连接DNA连接酶将新合成的片段连接起来，形成完整的DNA双螺旋结构。DNA聚合酶的作用催化DNA合成DNA聚合酶是催化DNA复制的关键酶，它利用模板链引导新的DNA链的合成，确保遗传信息的准确传递。校正复制错误DNA聚合酶具有校对功能，可以识别和纠正复制过程中出现的错误，提高DNA复制的准确性。复制差错及其校正复制差错DNA复制过程中，聚合酶可能错误地插入错误的核苷酸，导致复制差错。校正机制为了保证DNA复制的准确性，细胞进化出了多种校正机制，例如错配修复和核苷酸切除修复，来识别和修复复制错误。复制差错校正机制1核苷酸外切酶识别并移除错误的核苷酸2DNA聚合酶添加正确的核苷酸3错配修复识别并修复复制过程中产生的错配复制的连续性DNA复制是一个连续的过程，从起始点开始，沿着模板链不断延伸，最终完成整个基因组的复制。复制叉是DNA复制过程中形成的Y形结构，它代表着DNA复制的进行方向。复制叉的移动速度非常快，每分钟可以复制约1000个碱基对，确保复制过程的效率。复制的精确性高保真性DNA复制过程拥有精确的机制，确保复制过程中几乎不发生错误，从而保证遗传信息的完整传递。校对机制DNA聚合酶具有校对功能，可以识别并修复复制过程中出现的错误，进一步提高复制的精确性。修复机制即使复制过程中出现错误，细胞也拥有强大的DNA修复机制，可以修复大部分复制错误，确保遗传信息的稳定性。复制的恒定性基因组稳定性DNA复制过程中，准确地复制遗传信息，保证子代细胞遗传物质的完整性和稳定性，确保生物体正常生长发育和繁衍。错误积累如果复制过程中出现错误，会导致基因突变，进而影响生物体的正常功能，甚至导致疾病的发生。DNA损伤与修复DNA损伤是细胞生命周期中不可避免的事件，会影响细胞功能和遗传稳定性。损伤来源DNA损伤来源广泛，包括内源性因素如氧化应激，外源性因素如紫外线照射和化学物质等。修复机制细胞进化出多种修复机制，以识别并修复受损的DNA，维持基因组完整性。常见的DNA损伤类型紫外线损伤紫外线照射会引起嘧啶二聚体形成，影响DNA复制和转录。化学物质损伤一些化学物质可以与DNA碱基发生反应，导致碱基的改变或断裂。电离辐射损伤X射线或γ射线等电离辐射可以导致DNA单链或双链断裂。直接修复机制1光解修复紫外线造成的胸腺嘧啶二聚体2烷基化修复去除烷基化损伤3脱氨基修复修复脱氨基损伤核苷酸excision修复1识别损伤修复蛋白识别受损DNA并与之结合。2切除损伤核酸内切酶切除受损的核苷酸片段，形成单链缺口。3合成修复DNA聚合酶利用完好的DNA链作为模板，合成新的DNA片段，填补缺口。4连接修复DNA连接酶将新合成的DNA片段连接到原有DNA链上，完成修复。错配修复识别修复系统识别DNA复制过程中产生的碱基配对错误。切除错误配对的碱基被专门的酶切除。合成DNA聚合酶以正确的碱基填充空缺区域。重组修复1损伤识别修复系统识别受损的DNA片段。2切除修复受损的DNA片段被切除。3同源重组利用完整的DNA链作为模板，合成新的DNA片段。4连接修复新合成的DNA片段与剩余的DNA片段连接，修复完成。损伤时的细胞反应细胞周期停滞受损的细胞会暂时停止细胞周期，以修复损伤。DNA修复机制激活细胞会激活不同的修复机制，例如核苷酸切除修复(NER)和错配修复(MMR)，以修复受损的DNA。凋亡如果损伤过于严重无法修复，细胞会启动凋亡程序，以防止受损DNA传递给子代细胞。损伤识别与信号传导1损伤识别DNA损伤会导致DNA结构发生改变，这些变化会被特定蛋白质识别。2信号传导识别损伤后，细胞会启动一系列信号传导通路，激活修复机制。3修复启动信号通路最终会激活修复酶，开始修复受损的DNA。p53在DNA修复中的作用损伤监测p53可以感知DNA损伤并启动修复机制。细胞周期控制p53可以阻止细胞周期进程，为修复提供时间。凋亡诱导如果损伤无法修复，p53可以诱导细胞凋亡，避免错误复制。修复机制异常与疾病DNA修复缺陷DNA修复机制的缺陷会导致基因突变积累，增加患病风险，特别是癌症。遗传性疾病一些遗传性疾病是由DNA修复基因的突变引起的，例如xerodermapigmentosum(