DNA生物合成基础医学.ppt

2.化学因素： （四）突变的类型 生物机体DNA所发生的突变，主要有以下几种类型： 1．点突变：为最常见的突变形式。它是指DNA分子中单个碱基的改变，如……GGACTTCA……变为……GGAATTCA……。 镰形红细胞贫血病人Hb (HbS) β亚基 N-val · his · leu · thr · pro · val · glu · · · · · · C 肽链 CAC GTG 基因 正常成人Hb (HbA)β亚基 N-val · his · leu · thr · pro · glu · glu · · · · · · C 肽链 CTC GAG 基因 2.框移突变 缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上消失。 插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到DNA大分子中间。 框移突变是指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。 缺失或插入都可导致框移突变。 谷 酪 蛋 丝 5’ ……G C A G U A C A U G U C …… 丙 缬 组 缬 正常 5’ ……G A G U A C A U G U C …… 缺失C 缺失引起框移突变 UV 3．形成嘧啶二聚体： 4.重组（重排） DNA分子内较大片断的交换称为重组或重排。如位于11号染色体上的Hbβ基因家族的重排引起地中海贫血。 （五）DNA损伤的修复 生物机体对于损伤后的DNA，有不同的修复机制进行修复。修复机制可分为两大类：无差错修复（error–free repair）和差错倾向修复（error-prone repair）。前者可使受损的DNA结构完全恢复正常，主要有直接修复、切除修复；后者在修复过程中，可能有突变的发生，主要有重组修复和SOS修复。 1、直接修复系统 如光复合等 光复活作用： 经可见光照射细胞后，细胞内的光复活作用酶能使嘧啶二聚体分解而恢复DNA原来的结构。光复合作用酶在生物界分别广泛，哺乳动物及人体内也有此酶的存在，但仅限于在淋巴细胞和成纤维细胞中发现，所以，光复活作用并非人体内主要的修复方式。 2、切除修复 切除修复(excision repair)又称暗修复（dark repair），其修复过程无需光的参与。切除修复方式在生物界普遍存在，也是人体细胞主要的修复方式。其基本过程是： 1)由特定的核酸内切酶特异性地识别受伤部位并与其结合，在损伤部位的5′端切断其与正常DNA连接的3′,5′-磷酸二酯键。 2) DNA聚合酶Ⅰ同时发挥其5′→3′的外切作用，将包括损伤部位在内的一小段DNA切除掉。 3)在DNA聚合酶Ⅰ的催化下，以DNA另一条完整的互补链为模板，从切口的3′-OH开始，按5′→3′的方向修补DNA的缺口（即DNA聚合酶Ⅰ的5′→3′聚合作用）。 4)DNA连接酶将新合成的DNA与原来的DNA连接起来称为完整的分子，DNA恢复其正常结构。 3.重组修复又称复制后修复 4.SOS修复 SOS修复又称诱变修复（mutagenic repair）。当DNA分子受到较多范围的损伤，修复难以进行时，细胞处于危急状态，从而产生的一种特殊的修复方式，它用国际通用的遇难求救信号—SOS命名。此时，DNA复制的短暂抑制可诱导产生一种特殊的DNA聚合酶，其识别碱基的能力很差，对模板要求低或无需模板存在即能催化DNA的合成。所以，对于双链断裂而空缺的DNA也能合成，但也导致错误的复制而引起基因的碱基突变，然而却提高了细胞的存活率。即在危急情况下，以牺牲复制的准确性而换取细胞的生存，这是SOS修复的主要特点。在哺乳动物细胞中，也有这种修复方式。 本章主要内容 一、DNA的生物合成 1.复制的基本规律 半保留复制、半不连续复制、双向复制概念 2.DNA复制的酶学和拓扑学变化 DNA聚合酶、引物酶、DNA连接酶、单链DNA结合蛋白、解螺旋酶、DNA拓扑异构酶及其作用 3.DNA复制过程 1）原核生物DNA复制的基本过程：复制起始区结构特征及作用，起始过程的主要变化 2）端粒概念、端粒酶组成 4.逆转录 概念、逆转录酶及其作用 5.DNA损伤与修复 1）突变（损伤）概念 2）突变类型 3）修复 光修复系统特点、切除修复系统的主要过程 * 二、真核生物DNA复制过程 真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动。 复制的起始需要DNA-pol α（引物酶活性）和