第五章、细菌遗传学II.ppt

* 第五章、细菌遗传学II DNA修复系统 内容与学习要求 结合前面对DNA代谢的学习，补充介绍DNA损伤修复的知识 内容 学习要求 了解DNA修复的相关知识，了解DNA损伤修复重要意义和研究进展 第一部分 关于DNA知识的回顾 DNA 结构 ①分子结构的相对稳定性（储存遗传信息） ②能够复制，（传递遗传信息） ③指导蛋白质合成（表达遗传信息） ④引起遗传变异（改变遗传信息） 核酸代谢 脱氧核糖核酸（DNA）代谢 核糖核酸（RNA）代谢 DNA是贮藏遗传信息的最重要的生物大分子。DNA分子中的核苷酸排列顺序不但决定了胞内所有RNA及蛋白质的基本结构，还通过蛋白质（酶）的功能间接控制了细胞内全部有效成份的生产、运转和功能发挥。贮藏在任何基因中的生物信息都必须首先被转录生成RNA，才能够得到表达。DNA和RNA虽然很相似，只有T或U及核糖的第二位碳原子上有所不同，但它们的生物学活性却很不同。 RNA主要以单链形式存在于生物体内，其高级结构很复杂；RNA既担负着贮藏及转移遗传信息的功能，又能作为核酶直接在细胞内发挥代谢功能。 DNA 分子的复制过程 DNA复制过程大致可以分为复制的引发，DNA链的延伸和DNA复制的终止三个阶段 半保留复制(semi conservation replication) 半不连续复制(Semi-ondisctinuous replication) 模板DNA，二磷酸核苷酸(dATP,dGTP，dCTP，dTTP)是合成原料，细胞内还有许多酶和蛋白质参与DNA的复制。 基因的表达 基因表达(gene expression)--基因转录及翻译的过程。 基因表达的时间性及空间性 按对刺激的反应可分为： 组成性表达 诱导和阻遏表达 DNA 吸收 转化转导转染 机制 1、受体 2、阳离子 3、膜电位 第二部分 DNA的损伤与修复 各种疾病（外伤除外）都与DNA代谢稳定性有关。可以用下面最简单的方程式来理解：疾病＝内因＋外因。“内因”就是体内的DNA代谢，“外因”就是环境因素。环境因素包括生活环境、生活习惯、生活方式等。有些疾病与单个基因缺陷的遗传有确切关系；而许多像癌症或者老年痴呆、糖尿病、高血压等中老年人的常见病，则分别与多个基因缺陷的遗传相关 DNA的重组与修复维持基因组稳定性 DNA代谢与疾病 动物的白化现象是一种遗传性疾病 着色性干皮病 运动失调性毛细血管扩张症(AT) Hereditary breast cancer Bloom syndrome (BS) Major DNA repair pathways director repair (DR), mismatch repair (MMR), nucleotide excision repair(NER), base excision repair (BER), homologous recombinational repair (HR), non-homologous end joining (NHEJ), error-prone repair (EPR) DNA damage 自发损伤 物理损伤 化学损伤 DNA复制错误 硷基的异构化（例如烯醇式与酮式硷基间的互变） 脱氨基（胞嘧啶自发脱氨基频率约190个/细胞?天 脱嘌呤与脱嘧啶（约1000嘌呤或500嘧啶/细胞?20h?37℃） 硷基修饰与链断裂 紫外线 电离辐射电离辐射损伤DNA有直接和间接的效应 相邻的嘧啶以共价键连成二聚体，还能引起DNA链断裂 硷基变化，脱氧核糖变化，DNA链断裂，交联 烷化剂 硷基类似物、修饰剂 容易与生物体中大分子的亲核位点起反应 如5-溴尿嘧啶（5-BU）、5-氟尿嘧啶（5-FU）、亚硝酸盐 *