14 第14章 DNA的复制、修复与重组

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生物化学讲义16-DNA的复制、修复和重组 考研生物化学精编辅导讲义

生物化学讲义16-DNA的复制、修复和重组 考研生物化学精编辅导讲义

第三部分、分子生物学-信息途径第十六节:DNA的复制、修复和重组中大历年考题:一、填空题1. DNA 复制时,引发前体和引发酶构成____________。

(0828)2. 端粒的简单串联重复DNA 合成由_________酶负责。

(0724)3. 基因组中能独立复制的单位称__________。

(0725)4. 现已发现大肠杆菌有五种不同的DNA 聚合酶,其中真正负责DNA 复制的是_________。

(0619)5. DNA 复制的两大特点是_________复制和_________复制。

(0501)6. 基因组中能够独立复制的单位称_________。

(0502)7. DNA 连接酶催化的连接反应需要能量供给,大肠杆菌以_________为能量来源,而动物细胞以_________为能量来源。

(0503)8. 大肠杆菌的三种DNA 聚合酶中有5’-3’外切酶活性的是_________。

(0504)9. 真核生物DNA 聚合酶中负责冈崎片段合成的是_________。

(0505)10. 端粒的简单串联重复DNA 合成由_________酶负责。

(0506)11. DNA 复制后最常见的修饰是某些碱基的___________,目的是自我识别,以免受到自身核酸内切酶的破坏。

(0524)12. 反向重复序列_________(05三7)13. 基因突变________(05三9)14. 复制体________(05三10)15. 基因家族_________(04三5)16. 复制子__________(04三8)二、判断题1. 生物物种随基因组增大,独特基因减少,家族基因增多。

(0820)2. 细胞器基因组都是环状DNA 分子。

(0828)3.小鼠基因组的中性位点的年替换率大于人类的基因组。

(0830)4. 原核生物和真核生物的聚合酶都是以dNTP 为底物。

(0719)5. 噬菌体的整合由整合酶引发,其功能相当于Ⅱ型拓扑异构酶。

生物化学·DNA的复制和修复-PPT文档资料

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(某些噬菌体DNA复制方式)
(线粒体DNA的复制 方式)
Байду номын сангаас成一次复制的时间:
细菌DNA复制叉移动速度:50 000bp/min 真核生物1000~3000bp/min 例:某细菌的染色体是环状的双链DNA分子,有 5.2×106个碱基对
三、原核生物DNA聚合反应有关的酶类
(一)DNA聚合酶(DNA polymetases) (二)引物酶(peimase):启动RNA引 物链的合成。 (三) DNA连接酶(DNA ligase) p419(四)DNA的两条链解开后才能 作为模板,解开其双螺旋的结构是一 些酶和蛋白共同作用的结果,目前已 知的解旋、解链酶共3种,包括拓扑异 构酶(topoisomerase)、DNA解链酶 (DNA helicase)、DNA单链结合蛋白 (single-strand binding protein, SSB)。
反转录(reverse transcription):
以RNA为模板将遗传信息 传给DNA的过程。


第一节 DNA的复制(DNA指导下的DNA合成) 第二节 DNA的损伤与修复
第三节 DNA突变
第一节 DNA的半保留复制
一、概念和实验依据
二、DNA复制的起始点和方式
三、 DNA聚合反应有关的酶类
DNA的半保留复制实验依据
1958年Meselson & stahl用同位素示踪标记和密度梯度 离心技术实验,证明了DNA是采取半保留的方式进行复制:
将E.Coli培养在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中生长; 提取其DNA;进行氯化铯密度梯度离心。再移至14N培养基 中生长、提取DNA、离心分析。
第十四章 DNA的复制和修复

DNA复制

DNA复制
当loop被DnaB(解旋酶)打开,在DnaT辅助下 在复制叉处形成 DnaB6•DnaC6•ATP6 DnaB继续解旋,增大解旋的空间, SSB结合到ssDNA上防止退火(Annealing)
拓扑异构酶II在复制叉的上方作用,用来减轻 下方DnaB解旋的压力
The Klenow fragment is the large portion after
cleaving off the 5'-3' exonuclease and has been
used as a polymerase in lab work.
47
Klenow 片段
Klenow fragment
39
拓扑异构酶 Topoisomerase
自然状态下DNA为负超螺旋
拓扑异构酶I用来移除负超螺旋 (热力学过程)
拓扑异构酶II用来增加负超螺旋 (消耗ATP)
过程都是a.剪断DNA链b.重新缠绕 c.封口
不同: I.不需ATP,剪断单链 II.需要ATP,剪断双链
相同: 活性中心为Tyr
拓扑异构酶 I
5’
3’
3’
5’
34
35
冈崎片段 Okazaki fragment
5’ 3’
3’ 5’
36
37
DNA聚合酶III DNA polymerase III DNA聚合酶I DNA polymerase I DNA连接酶 DNA ligase
38
问题: 为什么是5’-3’方向合成? 为什么要用RNA作为起始模板? 如何保证复制的忠实性?
25
DNA的复制方式: 全保留复制 Conservative model
半保留复制 Semiconservative model

分子生物学考试整理笔记

分子生物学考试整理笔记

分⼦⽣物学考试整理笔记第⼀章1.请定义DNA重组技术和基因⼯程技术。

DNA重组技术:是将不同的DNA⽚段按照⼈们的设计定向连接起来,在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表的,产⽣影响受体细胞的新的遗传性状。

基因⼯程技术:是将不同的DNA⽚段按照⼈们的设计定向连接起来,在特定的受体细胞中与载体同时复制并得到表的,产⽣影响受体细胞的新的遗传性状。

还包括其他可能使⽣物细胞基因组结构得到改造的体系。

第⼆章2.什么是核⼩体?简述其形成过程。

由DNA和组蛋⽩组成的染⾊质纤维细丝是许多核⼩体连成的念珠状结构。

核⼩体是由H2A,H2B,H3,H4各两个分⼦⽣成的⼋聚体和由⼤约200bp的DNA组成的。

⼋聚体在中间,DNA分⼦盘绕在外,⽽H1则在核⼩体外⾯。

每个核⼩体只有⼀个H1。

所以,核⼩体中组蛋⽩和DNA的⽐例是每200bpDNA有H2A,H2B,H3,H4各两个,H1⼀个。

⽤核酸酶⽔解核⼩体后产⽣只含146bp核⼼颗粒,包括组蛋⽩⼋聚体及与其结合的146bpDNA,该序列绕在核⼼外⾯形成1.75圈,每圈约80bp。

由许多核⼩体构成了连续的染⾊质DNA细丝。

核⼩体的形成是染⾊体中DNA压缩的第⼀阶段。

在核⼩体中DNA盘绕组蛋⽩⼋聚体核⼼,从⽽使分⼦收缩⾄原尺⼨的1/7。

200bpDNA完全舒展时长约68nm,却被压缩在10nm的核⼩体中。

核⼩体只是DNA压缩的第⼀步。

核⼩体长链200bp→核酸酶初步处理→核⼩体单体200bp→核酸酶继续处理→核⼼颗粒146bp3. 简述DNA的⼀,⼆,三级结构的特征DNA⼀级结构:4种核苷酸的的连接及排列顺序,表⽰了该DNA分⼦的化学结构DNA⼆级结构:指两条多核苷酸链反向平⾏盘绕所⽣成的双螺旋结构DNA三级结构:指DNA双螺旋进⼀步扭曲盘绕所形成的特定空间结构4.原核⽣物DNA具有哪些不同于真核⽣物DNA的特征?(1)结构简练:原核DNA分⼦的绝⼤部分是⽤来编码蛋⽩质,只有⾮常⼩的⼀部分不转录,这与真核DNA的冗余现象不同。

遗传学中的DNA复制与修复

遗传学中的DNA复制与修复

遗传学中的DNA复制与修复一、DNA复制的意义和过程DNA复制,是指在有丝分裂、生殖细胞分裂、DNA修复等生物过程中,通过一系列化学反应将DNA双链复制产生两个完全相同的DNA分子的过程。

DNA复制的意义在于维持生物遗传信息的完整性和稳定性,使DNA遗传物质得以传递到下一代。

DNA复制的过程大致可分为三步:解旋、合成、连接。

首先,DNA双链被解旋,由核酸酶使氢键断裂,使DNA双链分离成两个单链。

然后,通过DNA聚合酶沿模板链合成新链,每个DNA 聚合酶有一个活性中心,可以将整个新链合成完整。

最后,DNA 这两个单链通过核苷酸连接形成双螺旋DNA。

二、DNA修复的意义和过程DNA修复是指细胞针对DNA突变、丢失、损害等情况所采取的修补机制。

DNA修复的目的是为了保证DNA间隙的完整性,避免细胞发生致命的变异甚至死亡。

DNA修复的过程主要包括四种类型:直接修复、错配修复、核苷酸切除修复和重组修复。

其中,直接修复是指通过一些特殊的酶有选择地矫正不断裂的化学键,来抑制DNA突变和变异的产生;错配修复是指通过酶的介入,将DNA中的错误碱基或夹缝的碱基更换成正确的碱基;核苷酸切除修复则是对遭到损害的DNA单链进行切削、取出,并重新合成一段新的DNA碱基;重组修复则是通过不同的DNA序列之间的配对连接,形成全新的DNA双链。

三、DNA复制与修复中的相互作用关系DNA复制和修复都是非常重要的生物过程,它们之间也有相互作用关系。

首先,DNA复制的过程是由多种酶、蛋白质、物质之间的协同作用完成的。

而DNA修复过程中,那些进行直接或间接修复的酶也能够参与到DNA复制过程中来,保证正常的复制过程得到了更好的保障。

其次,DNA复制过程中还需要大量能量和原料,这些能量和原料也是 DNA修复所需要的。

在DNA修复的过程中产生的一些物质,如DNA聚合酶、端粒酶等,也可以促进 DNA复制的进行。

总之,DNA复制与修复其实是不可分割的,两种生物过程之间互相依存、相互支撑。

简述dna重组的过程

简述dna重组的过程

DNA重组是一个复杂的过程,涉及到多个步骤和分子机制。

以下是DNA重组的简要概述:同源重组:这是DNA重组的主要方式,它发生在姐妹染色单体之间或同源染色体之间。

当DNA双链断裂时,细胞会利用同源序列作为模板,通过碱基配对的方式修复断裂的DNA。

这种修复过程称为同源重组。

非同源末端连接:当DNA双链断裂后,细胞会利用非同源序列作为模板进行修复。

这种修复方式称为非同源末端连接。

在这个过程中,断裂的DNA末端会被酶催化形成磷酸二酯键,从而连接在一起。

DNA剪切:在某些情况下,DNA重组过程中需要将DNA片段从一个位置移动到另一个位置。

这个过程称为DNA剪切。

它涉及到DNA酶的切割和移动,以及新的连接的形成。

DNA复制:在DNA重组过程中,有时需要复制特定的DNA片段。

这个过程称为DNA复制。

它涉及到DNA聚合酶的作用,将游离的脱氧核苷酸按照模板的序列连接起来,形成新的DNA 片段。

转录和翻译:在某些情况下,DNA重组过程中需要将特定的基因表达出来。

这个过程包括转录和翻译两个步骤。

转录是指将DNA序列转化为RNA序列的过程,而翻译是指将RNA 序列转化为蛋白质的过程。

表观遗传修饰:除了DNA序列的改变外,DNA重组还可以涉及表观遗传修饰。

表观遗传修饰是指在不改变DNA序列的情况下,改变基因的表达方式和功能。

这可以通过DNA甲基化、组蛋白修饰等方式实现。

总之,DNA重组是一个复杂的过程,涉及到多个步骤和分子机制。

它对于生物体的生长发育、基因表达调控以及疾病的发生发展等方面都具有重要的意义。

在实验室研究中,人们通常利用重组技术来构建新的基因、研究基因的功能以及开发新的治疗策略等。

最新华中农业大学生物化学本科试题库第14章DNA的复制、修复与重组

最新华中农业大学生物化学本科试题库第14章DNA的复制、修复与重组

第14章 DNA的复制、修复与重组单元自测题(一)名词解释1、复制2、半保留复制3、前导链与滞后链4、半不连续复制5、冈崎片段6、光复活7、切除修复8、重组修复9、DNA突变 10、同源重组 11、特异位点重组 12、转座因子(二)填空题1、DNA复制时,前导链的合成是的,复制方向与复制叉移动的方向,后随链的合成是,复制方向与复制叉移动的方向。

2、在真核细胞的DNA切除修复过程中,受损伤的碱基可由和切除,并由和共同作用将缺失的碱基补上。

3、在线粒体中的环状基因组是通过合成方式复制。

滚筒式复制的特点是由。

4、DNA复制和RNA的合成都需要酶,在DNA复制中该酶的作用。

5、DNA聚合酶Ⅰ是一个多功能酶,其主要的功能是,和作用。

6、DNA聚合酶Ⅲ的活性使之具有功能,极大地提高了DNA复制的保真度。

7、染色体中参与复制的活性区呈Y型结构,称为。

8、在DNA复制和修复过程中修补DNA螺旋上缺口的酶称为。

9、如果DNA聚合酶出现错误,会产生一对错配碱基,这种错误可以被一个通过甲基化作用来区别新链和旧链的特别系统进行校正。

10、可被看成一种可形成暂时单链缺口(Ⅰ型)或暂时双链缺口(Ⅱ型)的可逆核酸酶。

11、在大肠杆菌中发现了种DNA聚合酶。

DNA修复时需要DNA聚合酶。

12、在DNA修复过程中,需要第二种酶,,作用是将DNA中相邻的碱基起来。

DNA聚合酶具有外切核酸酶的活性。

有两种外切核酸酶活性,它们分别从和降解DNA。

DNA聚合酶只有外切核酸酶活性。

13、途径可以切去任何造成DNA双螺旋大片段改变的DNA损伤。

14、在中,基因交换发生在同源DNA序列间,最常见是发生在同一染色体的两个拷贝间。

15、在交换区域,一个DNA分子的一条链与另一个DNA分子的一条链相互配对,在两个螺旋间形成一个。

16、大肠杆菌的染色体配对需要;它与单链DNA结合并使同源双链DNA与之配对。

17、一般性重组的主要中间体是,也用它的发现者命名为。

遗传学刘祖洞第三版

遗传学刘祖洞第三版

遗传学刘祖洞第三版简介《遗传学刘祖洞第三版》是遗传学教材的经典之作,由刘祖洞编撰。

该书分为14章,涵盖了遗传学的基本理论和方法,包括遗传变异、遗传规律、突变和重组、基因结构、基因功能、遗传流和基因漂变等内容。

本文将对该教材的主要内容进行概述。

目录1.遗传学的历史与基本概念2.遗传物质的化学基础3.遗传变异4.遗传规律与家族研究5.结构与功能的遗传6.生物的遗传——非疾病性遗传和染色体异常7.狭义遗传学与类固醇激素8.分子细胞遗传学9.人类遗传10.遗传病的诊断与预防11.人类群体遗传学12.进化基因学与分子进化13.功遗传学14.环境与基因遗传遗传学的历史与基本概念这一章主要介绍了遗传学的历史发展和基本概念。

从孟德尔的豌豆实验开始,作者概述了遗传学的起源和发展,并介绍了遗传学中的基本概念,如基因、等位基因、基因型和表现型等。

这一章为后续章节的学习打下了基础。

遗传物质的化学基础这一章主要介绍了DNA和RNA作为遗传物质的化学结构和特性。

作者对DNA和RNA的组成、结构和功能进行了详细的阐述,包括DNA的双螺旋结构、核苷酸的组成和碱基配对等。

此外,还介绍了DNA复制、转录和翻译等基本过程。

遗传变异该章节详细阐述了遗传变异的分类和机制。

作者介绍了基因突变和基因重组两种遗传变异的形成方式,并分析了它们在遗传进程中的作用。

此外,还介绍了突变的类型和效应,以及基因重组的过程和影响因素。

遗传规律与家族研究这一章介绍了遗传规律和家族研究的基本原理和方法。

作者详细阐述了孟德尔遗传规律和硬连锁规律,并介绍了家族研究的设计和分析方法。

此外,还论述了基因频率和基因型频率的计算方法。

结构与功能的遗传该章节讨论了基因的结构和功能。

作者介绍了基因的组织结构,包括启动子、内含子和外显子等组成部分,并介绍了基因的调控机制。

此外,还介绍了基因表达调控和信使RNA的功能。

生物的遗传——非疾病性遗传和染色体异常这一章主要讨论了非疾病性遗传和染色体异常的遗传机制和影响。

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第14章DNA的复制、修复与重组一、学大纲基本要求DNA的复制过程、损伤与修复、DNA重组类型。

DNA的复制过程中的半保留复制,复制起点和复制方式,DNA聚合反应有关的酶,DNA的半不连续复制,DNA复制的拓扑性质,DNA复制体的结构,大肠杆菌DNA 复制的过程,真核生物DNA的复制,DNA复制的调控。

DNA的损伤及修复,错配修复,光复活,切除修复,重组修复,应急反应及易错修复。

DNA的重组,同源重组,特异位点重组和转座重组。

二、本章知识要点(一) DNA的复制1、DNA的半保留复制(semiconservative replication)复制时DNA的两条链分开,分别作为模板合成新的互补链而形成两个DNA分子。

子代DNA分子的一条链来自亲代DNA,另一条则是新合成的。

2、DNA复制的起点和方式基因组能独立进行复制的单位称为复制子。

每个复制子都含有复制起点和终点。

在复制的部位形成叉形结构,称为复制叉。

复制方向大多数是定点双向,起点一个或多个(原核生物1个起点,真核生物多个起点)。

DNA复制的方式有:单起点双方向,多起点双方向,环状DNAθ型双方向,环状DNAθ型单方向,滚动环式(噬菌体φX174DNA)和D-环式(线粒体DNA)是单向复制的特殊方式。

3、DNA聚合反应有关的酶(1)DNA聚合反应n1dATP dAMP+n2dGTP DNA聚合酶dGMP+ +(n1+ n2+ n3+ n4)PPin3dCTP DNA模板,RNA引物,Mg2+dCMP+n4dTTP dTMP(2)引物酶:合成RNA引物,引物酶与有关蛋白质形成引发体(2)DNA聚合酶大肠杆菌DNA聚合酶有五种:DNA聚合酶ⅠDNA聚合酶ⅡDNA聚合酶Ⅲ 5ˊ→3ˊ聚合作用 + + +3ˊ→5ˊ外切酶 + + +5ˊ→3ˊ外切酶 + - +主要功能DNA的损伤修复DNA的损伤修复DNA复制酶RNA引物切除并聚合DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ涉及DNA的错误倾向修复。

当DNA受到较严重损伤时,可诱导产生这两个酶,它们能在损伤部位继续复制而造成错误倾向的复制。

哺乳动物DNA聚合酶有五种:DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶α(Ⅰ)β(Ⅳ)γ(M)δ(Ⅲ)ε(Ⅱ)细胞定位细胞核细胞核线粒体细胞核细胞核5ˊ→3ˊ聚合作用 + + + + +3ˊ→5ˊ外切酶 - - + + +5ˊ→3ˊ外切酶 - - - - -功能引物合成修复线粒体DNA合成核DNA合成修复(4)DNA连接酶:催化双链DNA切口处形成磷酸二酯键,大肠杆菌的DNA连接酶以NAD+提供能量,动物细胞和噬菌体的连接酶以A TP提供能量(5)拓扑异构酶Ⅱ:引入负超螺旋,使DNA解旋(6)解螺旋酶:使DNA双链中的氢键断开(7)单链结合蛋白(SSB):稳定DNA解开的单链4、DNA的半不连续复制(semidiscontinuous replication)在体内,DNA的两条链都能作为模板,合成出两条新的互补链。

由于DNA分子的两条链是反向平行的,而DNA聚合酶的合成方向是5ˊ→3ˊ,所以DNA复制时,一条新生链连续合成,另一条新生链沿5ˊ→3ˊ不连续合成,这种方式称半不连续复制。

以复制叉向前移动的方向为标准,一条模板链是3ˊ→5ˊ走向,其子代链沿5ˊ→3ˊ连续合成,称为前导链(leading strand);另一条模板链是5ˊ→3ˊ走向,其子代链沿5ˊ→3ˊ不连续合成,称为滞后链(lagging strand)。

DNA复制过程中形成的DNA片段称冈崎片段(Okazaki fragment)。

5、DNA复制的拓扑性质拓扑异构酶控制着DNA的拓扑结构(DNA分子结构的空间关系)。

拓扑异构酶分为两类:拓扑异构酶Ⅰ能使DNA的一条链发生断裂和再连接,反应无需供能,主要集中在转录活性区,同转录有关;酶Ⅱ能使DNA的两条链同时发生断裂和在连接,反应需ATP供能,分布在染色质骨架蛋白和核基质部位,同复制有关。

原核生物拓扑异构酶Ⅱ可引入负超螺旋,消除复制叉前进时带来的扭曲张力,促进双链的解开;拓扑异构酶Ⅰ可减少负超螺旋。

6、DNA复制体的结构细菌和真核生物复制体的组成组成细菌真核生物复制酶 DNA聚合酶Ⅲ全酶 DNA聚合酶α/DNA聚合酶δ进行性因子β夹子(β亚基) PCNA(增殖细胞核抗原)定位因子γ复合物(γ2δδˊχψ) RF-C引物合成酶 DnaG DNA聚合酶α去除引物 RNaseH和DNA聚合酶Ⅰ RnaseH1和MF-1(5ˊ→3ˊ外切酶)滞后链修复 DNA聚合酶Ⅰ和DNA连接酶 DNA聚合酶ε和DNA连接酶Ⅰ解螺旋酶 DnaB(定位需要DnaC) T抗原消除拓扑张力旋转酶拓扑异构酶Ⅱ单链结合 SSB RP-A7、DNA复制的过程大肠杆菌DNA复制的过程:(1)复制的起始:Dna A识别起点序列,在起点特异位置解开双链→Dna B(解螺旋酶)、 Dna C、DNA旋转酶和SSB 配合作用使双链解开→Dna G(引物合成酶)合成RNA引物(2)复制的延伸:先导链的延伸:沿5ˊ→3ˊ方向连续合成滞后链的延伸:冈崎片段的合成→DNA聚合酶Ⅰ切除引物并聚合填补→DNA片段的延伸(3)复制的终止细菌环状染色体的两个复制叉向前推移,最后在终止区(ter位点)相遇并停止复制8、真核生物DNA的复制真核细胞与原核细胞DNA复制的不同细胞真核细胞原核细胞复制子1000个以上1个DNA聚合酶α、β(均不具外切酶活性)γ、δ、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(具外切酶活性)ε(具3ˊ→ 5ˊ外切酶活性)速度较慢(1 000-3 000bp/min) 较快(50 000bp/min)真核生物线性染色体的两个末端具有特殊的结构——端粒,端粒的功能:稳定染色体末端结构,防止染色体间末端连接,补偿滞后链5ˊ末端在消除RNA引物后造成的空缺。

端粒是由端粒酶合成的。

9、DNA复制的调控DNA复制的调节发生在起始阶段。

Dam甲基化酶在大肠杆菌DNA复制起始的调节控制中起关键性作用。

真核生物DNA的复制受复制许可因子的控制。

(二)DNA的损伤修复造成DNA损伤的原因可能是物理因素:如紫外线、电离辐射等,化学因素:如碱基类似物(5-溴尿嘧啶)、碱基修饰剂(亚硝酸、羟胺、烷化剂)、嵌入染料(吖啶橙、原黄素、嗅化乙锭)。

损伤的结果是突变或死亡。

突变的表现:碱基对置换、插入碱基和碱基缺失。

DNA的修复有以下修复系统:1、错配修复DNA在复制过程中发生错配,错配修复系统能够识别错配位点以及“新”“旧”链,将错配新链切除并加以修复。

2、光复活光复活是直接修复的一种形式。

可见光(最有效波长为400nm左右)可激活光复活酶,它能分解紫外线引起的嘧啶二聚体。

高等哺乳类中没有光复活酶。

3、切除修复(暗修复,复制前修复)切除修复包括碱基切除修复和核苷酸切除修复,是一系列酶促反应碱基缺陷或错配→切掉(N-糖苷酶)→切除(AP核酸内切酶)结构缺陷→切开(核酸内切酶)→切除(核酸外切酶)→修复(DNA聚合酶Ⅰ)→连接(DNA连接酶)4、重组修复(复制后修复)复制时跳过损伤部位→遗传信息有缺损的子代DNA通过遗传重组而加以弥补→DNA聚合酶Ⅰ和DNA 连接酶聚合连接母链的空缺在重组修复过程中,DNA链的损伤并未除去。

5、应急反应(SOS)和易错修复应急反应是由Rec A和lex A相互作用引起的,包括诱导DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等。

SOS反应诱导的修复系统包括避免差错的修复(切除修复和重组修复)和易错修复。

SOS诱导产生DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ,它们不具备3ˊ→5ˊ核酸外切酶校正功能,能在损伤部位继续复制而导致错误倾向的复制。

引起SOS的作用剂通常具有致癌作用。

(三)DNA的重组1、同源重组同源重组是最基本的重组方式,它通过链的断裂和再连接,在两DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。

(1)Holliday模型Holliday模型可以较好说明同源重组过程。

其基本过程是在两同源DNA分子间对应部位单链断裂、交换连接、分支移动及切开修复。

实际上同源重组是由一个DNA分子的两条链断裂启动的,它们分别与另一DNA同源区配对,再发生链的交换连接。

(2)细菌的基因转移与重组细菌可以通过接合、转化、转导和细胞融合四种方式发生基因转移。

接合作用是指细菌的细胞相互接触时遗传信息由一个细胞转移到另一个细胞的作用。

接合作用有关蛋白质由接合质粒上各转移基因编码。

DNA的一条链发生转移,随后再合成互补链。

DNA的转化是指细菌品系吸收了外源DNA(转化因子)而发生遗传性状改变的现象,由多个基因编码的蛋白质参与作用,一条链或双链发生转移。

转导是通过噬菌体将细菌基因从供体转移到受体细胞的过程,分为普遍性转导和局限性转导。

在某些因素的作用下细菌细胞可以发生融合。

外源基因经过上述过程进入宿主细胞后,即可与宿主基因发生同源重组。

(3)重组有关的酶细菌参与DNA同源重组的酶至少有数十种,许多酶和辅助因子与DNA复制和修复是共用的。

最关键的是Rec A蛋白,它能诱发SOS反应和促进DNA单链同化。

Rec BCD酶是产生参与重组的DNA单链的主要途径。

Ruv B是一种解螺旋酶,在Ruv A的帮助下推动分支移动,促进异源双链的形成。

Ruv C可切开同源重组的中间体。

2、特异位点重组特异位点重组发生在特定位点内,并有特异的酶参与。

如果重组位点反向存在于同一DNA分子内,重组产生倒位;重组位点正向存在于同一DNA分子内,重组发生切除;存在于不同分子内,重组发生整合。

λ噬菌体DNA的整合和切除是一种特异位点重组。

噬菌体的重组位点att P与大肠杆菌的重组位点att B之间有15 bp核心序列相同。

在整合酶(Int)、整合宿主因子(IHF)作用下发生整合;切除还需Xis蛋白参与作用。

沙门氏杆菌鞭毛相变由基因组H片段倒位所决定。

H片段的重组位点hix为14 bp的反向重复序列,倒位酶Hin在辅助因子Fis帮助下使H片段发生倒位。

免疫球蛋白基因在淋巴细胞发育过程发生两次特异位点重组。

3、转座重组(1)细菌的转座因子转座子是一段可以发生转座的DNA片段。

细菌的转座因子包括插入序列(IS)、组合型和复合型转座子。

转座因子含有编码转座酶的基因,两端为反向重复,两侧为正向重复。

插入序列不含标记基因,只能根据其对靶位点基因插入失活或检测序列来判断它的存在。

组合型转座子由两个插入序列中间夹一个标记基因所组成。

复合型转座子不含插入序列但有转座酶基因、解离酶基因和标记基因。

转座过程可分为非复制转座和复制转座,借助转座酶将转座子两末端切开单链,并将靶位点交错切开单链,使二者连接。

转座因子具有不稳定诱变效应。

转座可引起靶位点基因失活,并具极性效应。

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