第二章 DNA复制
1、 DNA的半不连续复制的发现 2、引物、引发酶和引发体 3、原核生物半不连续复制的过程 4、几种噬菌体的复制过程
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DNA的半不连续复制
1、DNA的半不连续复制的发现
DNA链的生长方向是从5’-3’的，那么DNA 的 复制就可能有几种方式：
3’ 5’ 5’ 5’ 5’ 3’
子代链
3’
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DNA 的复制
本章内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
DNA的半保留复制 复制原点、方向、和方式 DNA复制的酶学 DNA的半不连续复制 真核生物DNA的复制 DNA复制的错误校对
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DNA的半保留复制
第一节 DNA的半保留复制
单独复制的DNA单元称为复制子（Replicon ），原核 细胞的复制子就是细菌染色体本身，每个真核细胞染色 体都包含有大量的复制子。
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DNA的半不连续复制
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1、一个RNA序列（约10bp），RNA链 的3’-OH自由端会被DNA聚合酶延伸。 细菌DNA和一些病毒复制时使用。 2、 一个事先形成的RNA和模版配对， 允许它的3’-OH端被用来引导DNA的 合成。这种机制在反转录病毒中被 用来引导RNA的反转录。 3 、一个引导点在双链DNA中产生。 最常见的机制是通过引入一个切刻。 在这种情况下，事先形成的链由新 生成的链替代。（注意这和切刻平 移的不同，切刻平移中，DNA聚合酶 I 在切刻同时生成并且降解DNA。） 少数病毒使用 4、一个蛋白质可以直接引导反应， 它可以直接向DNA聚合酶提供一个核 苷。这种方式有一些病毒采用。
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DNA复制的酶学
Single-stranded DNA is needed for replication
SSB ：single-strand DNA binding protein 作用：阻止已经解开的双链链间或者链 内退火河南来自范大学DNA的半不连续复制
第四节
DNA的半不连续复制
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复制原点、方向、和方式
The electron micrograph of the replication intermediate of a plasmid DNA is -shaped.
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复制原点、方向、和方式
Replicated DNA is seen as a replication eye flanked by nonreplicated DNA.
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1、 Polymerase
DNA复制的酶学
DNA polymerase Ⅲ
PolⅢ是DNA链延长的主要的聚合酶，是一个复杂的多 亚基酶，它的活性主要有： 1、 Polymerase (DNA replication ); 2、 3`→ 5` exonuclease (proofreading) ; 3、 5`→ 3` exonuclease ( damaged DNA fragments)
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DNA复制的酶学
（二）、DNA连接酶
作用：将相邻的3’--OH和5’--P形成磷酸二酯键
条件：必须是相邻的3’--OH和5’—P；
必须是各自的碱基处于配对状态下
OH
Nick
P 3’ 5’ 5’ 3’
Nick
3’ 5’
5’ 3’
Nick
5’ 3’ 3’ 5’ 5’ 3’
A C
3’ 5’
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DNA的半不连续复制
2、引物、引发酶和引发体
Priming is required to start DNA synthesis
DNA聚合酶不能初始一个脱氧核糖核酸链，必须要由一 个引导行为提供一个自由的3’-OH端开始前导链和后随链的 合成。前导链只需要一次这样的初始事件，是在复制起点 开始的。但是后随链必须要有一系列的初始事件。因为每 一个冈崎片段都需要自己重新开始。每一个冈崎片段都是 由一个引物开始的。这个引物可以具有多种形式：
Severo Ochoa New York University; College of Medicine New York, NY, USA
Arthur Kornberg Stanford University Stanford, CA, USA
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DNA复制的酶学
一 、脱氧核苷三磷酸前体的来源
第二章
DNA 的复制
DNTP
能量
看守
生产
检验
胶水
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DNA 的复制
问
题
1、原核生物和真核生物DNA的复制会一样吗？ 2、DNA复制时是两条链都做模板吗？如果是的 话如何解决两条链的方向问题？ 3、DNA链为什么不选择3’---5’的方向延伸呢？ 4、DNA复制都需要那些酶？他们是如何起作用 的？ 5、线性DNA复制的5’末端隐缩问题是如何解决的 6、DNA的复制是如何保证其准确性的？意义何 在？
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DNA复制的酶学
DNA Pol I catalyzes the 5` to 3` elongation of the new strand
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The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1959 "for their discovery of the mechanisms in the biological synthesis of ribonucleic acid and deoxyribonucleic acid"
5’
C
A
3’ 5’
3’
外切酶作用位点
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DNA复制的酶学
3、5`→ 3` exonuclease: PolⅠ和PolⅢ都具有该活性但是区别较大： （1） PolⅢ 5`→ 3`外切活性只能作用于单链DNA （2） PolⅠ的外切活性不能作用于单链DNA，只要是具有5’-磷酸末端的 DNA PolⅠ就可以起作用
废物利用：体内核酸降解或者直接来自培养 基
新合成：（参考生物化学） 注意dTTP的合成，dUTP的渗入阻止
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DNA复制的酶学
二、酶
（一）、DNA聚合酶
1、一个能够在模板链上合成新的DNA链的酶叫做DNA 聚合酶。原核和真核生物中都包含有多种DNA聚合 酶的活动。只有它们中的一部分是真正参与了复制 的；有时候把这些酶叫做DNA复制酶。 2、一个所有DNA聚合酶都具有的特点是：它们不能够 从自由的核苷开始初始化DNA链的合成。它们需要 一个引物提供一个自由的3’-OH端可以加入核苷。 3、原核生物的DNA聚合酶目前发现的主要有三种：分 别是PolⅠ、PolⅡ和PolⅢ
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复制原点、方向、和方式
从两个复制原点开始的单向单链复制
从一个复制原点开始的单向双链复制
从一个复制原点开始的双向双链复制
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DNA复制的酶学
第三节
DNA复制的酶学
DNA 复制是核苷酸链的不断生长，那就需要将 四种脱氧核苷三磷酸在酶的作用下通过磷酸二酯键 连接在一起。
一、脱氧核苷三磷酸的来源（生物化学 ）： 二、酶
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DNA复制的酶学
PolⅠ和PolⅢ活性比较
1、Polymerase ： PolⅠ主要是DNA的修复和RNA引物 的替换； PolⅢ主要是负责链的延伸 2、3`→ 5` exonuclease： PolⅠ和PolⅢ都具有该活性， 主要是保证聚合作用的正确性，起校对作用，他的 意义还在于它对于DNA作为遗传物质的稳定性和极 高的保真度是非常重要的。
5’
3’
5’
3’ 5’
3’ 5’
A
B
C
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DNA的半不连续复制
几个概念
Lagging strand of DNA must grow overall in the 3′-5′ direction and is synthesized discontinuously in the form of short fragments (5′-3′) that are later connected covalently. Leading strand of DNA is synthesized continuously in the 5′3′ direction. Okazaki fragments are the short stretches of 1000-2000 bases produced during discontinuous replication; they are later joined into a covalently intact strand. 1968年冈琦发现的因此称为Okazaki fragments Semidiscontinuous replication is mode in which one new strand is synthesized continuously while the other is synthesized discontinuously.
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DNA的半保留复制
DNA的半保留复制的证明
1958 年Meselson-Stahl experiment using 15N (the Heavy isotope) and 14N (the Light isotope) to grow E. coli cells 证 明了DNA的复制是半保留复制
DNA 可能的三种复制模式
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DNA的半保留复制
15N 15N
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染色体与DNA分子生物学
H2A
H2B
H4 H3
真核细胞染色体上的组蛋白成分分析
种类
相对分 子质量
氨基酸 分离难 保守性 数目 易度
染色质 中比例
染色质 中位置
H1
21 000
223
易
不保守 0.5
接头
H2A
14 500
129
较难
较保守 1
核心
H2B
13 800
125
较难
较保守 1
核心
H3
15 300
135
最难
最保守 1
核心
• C值（ C-value ）： 是指一种生物单倍体基因组DNA的总量
各种生物细胞内DNA总量的比较
在真核生物中，C值一般是随生物进化而增加的，高等 生物的C值一般大于低等生物。
C值反常现象 （C-value paradox）
C值往往与种系进化的复杂程度 不一致，某些低等生物却具有较 大的C值。
H4
11 300
102
最难
最保守 1
核心
组蛋白的特性
• 进化上的极端保守性 • 无组织特异性 • 肽链上氨基酸分布的不对称性
碱性氨基酸分布在N端；疏水基团在C端
• 存在较普遍的修饰作用
甲基化、乙酰化、磷酸化、泛素化等
The core histones share a common structural fold
续性； ③能够指导蛋白质的合成，从而控制整
个生命过程； ④能够产生可遗传的变异。
染色体包括： DNA和蛋白质两大部分。
同一物种内每条染色体所带DNA的量是 一定的，但不同染色体或不同物种之间 变化很大。
真核细胞染色体的组成
2.3和2.4 DNA的复制和特点
(DNA helicase)
(single-strand binding protein,SSB)
(peimase)
(DNA polymetases)
（DNA ligase） 自由草
16
自由草
17
自由草
18
自由草
(Replication fork)。
• DNA的复制是由固定的起始点开始的。一般把 生物体的复制单位称为复制子（replicon）， 一个复制子只含一个复制起点。
自由草
12
正在复制的 部分在电镜 下象只眼睛, 称复制眼 （泡）
自由草
13
原核细胞DNA的半不连续复制过程
自由草
24
2.4 原核生物和真核生物 DNA的复制特点
自由草
25
2.4.1 原核生物DNA的复制特点
大肠杆菌基因组以双链环状DNA分子的形式存在，其DNA复制的中间产物可形成一 个θ，复制从定点开始双向等速进行。复制起始后，两个复制叉在距起始点180°处会 合。
－(可切单链)
突 变 体
突变位点 突变表型
pol A 修复有缺陷
pol B 能修复
polC(dnaE), dnaN, dnaZX, dnaQ, dnaT 阻止复制
自由草
38
DNA聚合酶的共同点：
• 1、都以dNTP为底物。 • 2、都需要Mg2+激活。
• 3、聚合时必须有模板链和具有3‘-OH末端的引
35
链的终止需要Tus蛋白参与
• 当复制叉前移，遇到20bp重复性终止子序列 （Ter）时，Ter-Tus复合物能阻挡复制叉的继 续前移，等到相反方向的复制叉到达后在DNA
拓扑异构酶IV的作用下使复制叉解体，释放子
(single-strand binding protein,SSB)
(peimase)
(DNA polymetases)
（DNA ligase） 自由草
16
自由草
17
自由草
18
自由草
(Replication fork)。
• DNA的复制是由固定的起始点开始的。一般把 生物体的复制单位称为复制子（replicon）， 一个复制子只含一个复制起点。
自由草
12
正在复制的 部分在电镜 下象只眼睛, 称复制眼 （泡）
自由草
13
原核细胞DNA的半不连续复制过程
自由草
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2.4 原核生物和真核生物 DNA的复制特点
自由草
25
2.4.1 原核生物DNA的复制特点
大肠杆菌基因组以双链环状DNA分子的形式存在，其DNA复制的中间产物可形成一 个θ，复制从定点开始双向等速进行。复制起始后，两个复制叉在距起始点180°处会 合。
－(可切单链)
突 变 体
突变位点 突变表型
pol A 修复有缺陷
pol B 能修复
polC(dnaE), dnaN, dnaZX, dnaQ, dnaT 阻止复制
自由草
38
DNA聚合酶的共同点：
• 1、都以dNTP为底物。 • 2、都需要Mg2+激活。
• 3、聚合时必须有模板链和具有3‘-OH末端的引
35
链的终止需要Tus蛋白参与
• 当复制叉前移，遇到20bp重复性终止子序列 （Ter）时，Ter-Tus复合物能阻挡复制叉的继 续前移，等到相反方向的复制叉到达后在DNA
拓扑异构酶IV的作用下使复制叉解体，释放子
第二章DNA的复制
DNA Polymerase-palm domain
1. Contains two catalytic sites, one for addition of dNTPs and one for removal of the mispaired dNTP. 2. The polymerization site: (1) binds to two metal ions that alter the chemical environment around the catalytic site and lead to the catalysis. (2) Monitors the accuracy of base-pairing for the most recently added nucleotides by forming extensive hydrogen bond contacts with minor groove of the newly synthesized DNA. 3. Exonuclease site/proof reading site
原核生物中的三种DNA聚合酶
pol Ⅰ 5'→3'聚合酶活性 5'→3'外切酶活性 3'→5'外切酶活性 生理功能 + + +
去除引物,填补缺口 修复损伤 校正错误
pol Ⅱ + +
未知
pol Ⅲ + +
DNA 复制 校正错误
• 在真核生物中，目前发现的DNA聚合酶 有五种，分别命名为DNA聚合酶α（pol α），DNA聚合酶β（polβ），DNA聚合 酶γ（polγ），DNA聚合酶δ（pol δ）， DNA聚合酶ε（polε）。 • 参与染色体DNA复制的是polα（延长滞 后链）和polδ（延长前导链），参与线 粒体DNA复制的是polγ，polε与DNA损 伤修复、校读和填补缺口有关，polβ只 在其他聚合酶无活性时才发挥作用。
分子生物学：第二章DNA复制复习题与答案
第二章DNA复制复习题与答案一、名词解释1．中心法则2．半保留复制3．DNA聚合酶4．解旋酶5．拓扑异构酶6. 单链DNA结合蛋白7. DNA连接酶8. 引物酶及引发体9．复制叉10. 复制眼11. 前导链12. 冈崎片段13．半不连续复制14．切除修复15．重组修复16. 诱导修复和应急反应二、问答题1．试述Meselson和Stahl关于DNA半保留复制的证明实验。
2．描述大肠杆菌DNA聚合酶I在DNA生物合成过程中的作用。
3．试述DNA复制过程，总结DNA复制的基本规律。
4．DNA的损伤原因是什么?三、填空题1．Meselson-Stahl的DNA半保留复制证实试验中，区别不同DNA用_______方法。
分离不同DNA用_______方法，测定DNA含量用_______方法，2．DNA聚合酶I(E．coli)的生物功能有_______、_______和_______作用。
用蛋白水解酶作用DNA聚合酶I，可将其分为大、小两个片段，其中_______片段叫Klenow 片段，具有_______和_______作用，另外一个片段具有_______活性。
3．在E．coli中，使DNA链延长的主要聚合酶是_______，它由_______亚基组成。
DNA 聚合酶Ⅱ主要负责DNA的_______作用。
4．真核生物DNA聚合酶有_______，_______，_______，_______。
其中在DNA复制中起主要作用的是_______和_______。
5．解旋酶的作用是_______，反应需要提供能量，结合在后随链模板上的解旋酶，移动方向_______，结合在前导链的rep蛋白，移动方向_______。
6．在DNA复制过程中，改变DNA螺旋程度的酶叫_______。
7．SSB的中文名称_______，功能特点是_______。
8．DNA连接酶只能催化_______链DNA中的缺口形成3’,5’- 磷酸二酯键，不能催化两条链间形成3’,5’- 磷酸二酯键，真核生物DNA连接酶以_______作为能源，大肠杆菌则以作为能源，DNA连接酶在DNA______、________、_______中起作用。
DNA的复制(说课稿).
《DNA的复制》说课稿各位老师：大家好，我今天说课的题目是苏教版高中生物必修2第四章第二节”DNA复制”这部分内容，接下来我就从以下几个方面来说说这一节课。
一、说教材1．教材地位和作用《DNA的复制》这一部分内容是第二章的重点内容之一。
DNA分子的结构和复制是遗传学的基本理论。
“DNA的复制”一课时，在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。
具体内容有：复制的概念、时间、场所、条件、过程、特点、意义。
学好这一课时，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。
二、说教学目标1．根据大纲要求和学生的实际，我确定了以下教学目标：（1）知识目标：1、记住DNA复制的概念2、简述DNA复制的过程，并分析、归纳出DNA复制过程的特点。
3、知道DNA复制在遗传上的意义（2）能力目标：１.通过介绍Meselson、stehl的试验，引导学生分析、比较、推理、归纳，培养科学的思维。
2.通过引导学生观察生活中复印和DNA复制的比较，鼓励学生大胆想象、猜测，培养学生自主探索、合作学习、分析问题、解决问题的能力。
（3）情感目标通过分组探究活动，培养学生的协作意识和科学态度。
2．教学重点、难点（1）教学重点：DNA复制的条件、过程及特点。
（2）教学难点：DNA复制的过程，特别是半保留复制。
3．教材处理及课时安排根据教材的重难点以及学生的实际情况，本节内容只安排一个课时。
教学顺序是“推测－实验证据－复制过程”进行。
三、说教法结合教材的特点和学生实际，本课时主要采用启发式教学法，结合直观、比较、讨论、探究等教学方法。
通过教师的引导，从知识的发生过程入手，教师把教材中的科学活动过程充分展开，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结，使学生在教学活动中初步学会科学研究的一般方法，即发现问题——提出假说——试验验证——得出结论，培养学生的合作、探索的精神，发展学生的思维能力，为学生铺设符合知识规律的思维轨道。
第二章 DNA结构、复制、 修复
4）DNA序列的异质性及主要序列类型（真核DNA）
■
高度重复序列：重复频率高达几十万到几百万次。
1）卫星DNA：重复单位多由2-10bp组成，成串排列，其碱基 可以用等密度梯度离心法将其与主体DNA分开。根据重复频 率和重复序列长短不同分为小卫星DNA和微卫星DNA（常作 为一种分子遗传标记）
2）分散高度重复序列：短、长散置序列
■影响复性速度：
DNA的大小（小的较大的容易）；离子浓度（高浓度）； DNA浓度（越大越快）
2) C值反常现象（C-value paradox)
C值矛盾
C值是一种生物的单倍体基因组DNA的总量。
真核细胞基因组的最大特点是它含有大量的重复
序列，而且功能DNA序列大多被不编码蛋白质的非
功能DNA所隔开，这就是著名的“C值反常现象”。
第二章 染色体与DNA
染色体
DNA的结构 DNA的复制 DNA的修复 DNA的转座
三、DNA的复制
RNA 复制 复制
DNA
转录 逆转录
RNA
翻译
蛋白质
内容提要： ● DNA的半保留复制 ●与DNA复制有关的物质 ● DNA的复制过程（大肠杆菌为例） ● DNA复制的其它方式 ●真核生物中DNA的复制特点
染色质是一种纤维状结构，叫做染色质丝，它是由 最基本的单位—核小体(nucleosome)成串排列而成 的。
真核生物染色体的组成
染色体
{蛋白质
DNA
{
组蛋白： H1 H2A H2B H3 H4 非组蛋白
}核小体
（三）染色体的结构和组成
1、组蛋白的一般特性：
■ 进化上的保守性 保守程度：H1 ■无组织特异性 ■肽链氨基酸分布的不对称性 ■H5组蛋白的特殊性：富含赖氨酸（24%） ■组蛋白的可修饰性 H2A、H2B H3 、H4
第2章 DNA的复制
- 第四节 DNA的复制 真核生物复制的特点
1、复制叉移动速度大约只有50bp/s，不到大肠杆菌得1/20。 2、真核生物每条染色质上可以有多处复制起始点：人类DNA中 每间隔3万－30万个碱基就有一个复制起始点，而原核生物只有 一个起始点； 3、真核生物的染色体在全部完成复制之前，各个起始点上DNA 的复制不能再开始，而在快速生长的原核生物中，复制起始点上 可以连续开始新的DNA复制，表现为虽只有一个复制单元，但 可有多个复制叉。 4、真核生物DNA聚合酶的特性：5种DNA聚合酶 5、端粒酶保证染色体复制的完整性。
“多莉”的衰老 研究端粒丢失的速率，预测人类的寿命 研究推测端粒酶与肿瘤的关系
第五节 DNA复制的调控
原核细胞的生长和增殖速度取决于培养条件，在不同
生长和增殖速度的细胞中DNA链延伸的速度几乎是恒定的， 但复制叉的数量不同。迅速分裂的细胞具较多复制叉，而分 裂缓慢的细胞复制叉较少并出现复制的间隙。
第五节 DNA复制的调控
真核细胞的生活周期可分为4个时期：
（1）G1：复制预备期;
（2）S：复制期;
（3）G2：有丝分裂准备期； （4）M：有丝分裂期。
DNA复制只发生在S期。
第五节 DNA复制的调控
真核细胞中DNA复制有3个水平的调控：
1.细胞生活周期水平调控，也称为限制点调控，即决定细
胞停留在G1期， 还是进入S期。——复制起点点火
5’
5’ 3’
+
3’ 复制叉到达末 3’ 端后，一条单
5’ 链被置换出来
末端碱基配对
5’
形成双链体起
3’
始点
5’
以单链为模板
3’
5’ 的DNA合成
3: 腺病毒DNA的复制
第二章 DNA复制与损伤
一个复制子只含有一个复制起点。
（二）子链DNA延伸方向
新 链 合 成 只 能 从 5’ 到 3’ 方 向
T CA 5’ OH ppp
C OH
T CA C
5’ OH 3’ + ppi
不同细胞的复制参数 原核生物（大肠 杆菌） 1（1） 3～9×106 多为双向 等速（850） 真核生物（人） 多个（103～104） 约105～106 多为双向 等速（60～90）
AP位点的产生
2.核苷酸切除修复（nucleotide-excision repair）
切除酶（excinuclease）也是一种核酸内切酶，但与一般的核酸 内切酶不同，在链的损伤两侧同时切开。编码此酶的基因是Uvr 基因。
五、连接酶(Ligase)
DNA连接酶催化双股链内相邻单链切口的3′-OH与 5′- P酰基形成磷酸酯键。 催化过程：
酶的活化 腺苷酰化DNA 亲核攻击完成DNA连接
需要NAD+或ATP提供腺苷酰基（AMP），与酶活性中心的赖氨酸残 基的ε-NH2以磷酰胺键结合，形成共价中间体酶- AMP； 。 酶- AMP将腺苷酰基（AMP）转移给DNA切口处的5′磷酰基团， 以焦磷酸的形式活化，形成AMP-P-DNA。 通过相邻DNA的3′-OH对活化的P原子进行亲核攻击，生成3′，5′磷酸二酯键，同时释放出AMP。
第三章 DNA的复制
§3-1 DNA复制概貌 §3-2 DNA复制酶和相关蛋白 §3-3 DNA的复制过程 §3-4 DNA的修复 §3-5 DNA的突变
§3-1 DNA复制概貌
DNA复制是一个由多种酶催化和有多种蛋白 质参与的受到精密调控的过程； DNA是细胞中唯一具修复系统的生物大分子。
一、DNA复制的半保留性 (Semiconservative replication)
分子生物学基础第二章DNA的结构、复制和修复第五节 DNA的损伤与修复
（2）碱基类似物对DNA的损伤 碱基类似物是一类结构与碱基相似 的人工合成化合物，由于它们的结构与碱基相似，进入细胞后能替代 正常的碱基掺入到DNA链中，干扰DNA的正常合成。5–溴尿嘧啶(5–BU) 是胸腺嘧啶环上的甲基被溴取代的一种最常见的碱基类似物，与U的 结构非常相似,能与A配对，5–BU有酮式和烯醇式两种形态，当处于烯 醇式时，可与G配对，且存在机率高于酮式形态，因此一旦掺入到DNA 链中，通过互变异构在复制中产生突变，引起A–T→C–C的转换。另一 个常见的碱基类似物是2–氨基嘌呤(2–AP)，在正常的酮式状态时与T 配对，在烯醇式状态时与C配对。在某些植物体的代谢过程中，能产 生个别的毒性化合物，其中包括DNA损伤剂。
第五节 DNA的损伤与修复
图2-13 DNA分子上的胸腺嘧啶二聚体结构
第五节 DNA的损伤与修复
图2-11 甲基介导的错配修复模 型
第五节 DNA的损伤与修复
3．核苷酸切除修复 核苷酸切除修复系统几乎能够修复紫外线照射引起的 各种损伤。包括环丁烷二聚体、6–4损伤、碱基-糖基交联 等引起DNA双螺旋大扭曲(major distortion)，而不能修 复由于碱基错配、O6–甲基鸟嘌呤、O4–甲基胸腺嘧啶、8– oxoG或碱基类似物引力是非常重要的。
第五节 DNA的损伤与修复
二、DNA的修复 1．错配修复 E.coli避免突变的主要途径之一就是甲基指导的错配修复系统。 这个系统是非特异性的，它能修复引起DNA双螺旋轻微扭曲的任何扭 伤，包括错配、移码、碱基类似物的掺人和某些类型微小扭曲的烷基 化损伤。 2．碱基切除修复 是一种在细胞中存在较普遍的修复过程。在细胞中都有不同类型、 能识别受损核酸位点的糖苷水解酶，它能特意性切除受损核苷酸上的 N—β-糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点（AP位点）。DNA 分子中一旦产生了AP位点，核酸内切酶就会把受损核酸的糖苷-磷酸 键切开，并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA，由DNA聚合酶I 合成新的片段，最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链。
第五节 DNA的损伤与修复
图2-13 DNA分子上的胸腺嘧啶二聚体结构
第五节 DNA的损伤与修复
图2-11 甲基介导的错配修复模 型
第五节 DNA的损伤与修复
3．核苷酸切除修复 核苷酸切除修复系统几乎能够修复紫外线照射引起的 各种损伤。包括环丁烷二聚体、6–4损伤、碱基-糖基交联 等引起DNA双螺旋大扭曲(major distortion)，而不能修 复由于碱基错配、O6–甲基鸟嘌呤、O4–甲基胸腺嘧啶、8– oxoG或碱基类似物引力是非常重要的。
第五节 DNA的损伤与修复
二、DNA的修复 1．错配修复 E.coli避免突变的主要途径之一就是甲基指导的错配修复系统。 这个系统是非特异性的，它能修复引起DNA双螺旋轻微扭曲的任何扭 伤，包括错配、移码、碱基类似物的掺人和某些类型微小扭曲的烷基 化损伤。 2．碱基切除修复 是一种在细胞中存在较普遍的修复过程。在细胞中都有不同类型、 能识别受损核酸位点的糖苷水解酶，它能特意性切除受损核苷酸上的 N—β-糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点（AP位点）。DNA 分子中一旦产生了AP位点，核酸内切酶就会把受损核酸的糖苷-磷酸 键切开，并移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA，由DNA聚合酶I 合成新的片段，最终由DNA连接酶把两者连成新的被修复的DNA链。
分子生物学DNA复制
二、 DNA双螺旋模型结构（double helix model）
1.双螺旋结构提出背景依据 a、 1938. W. T. Astbury 首次用X－射线分析DNA
b、 1950 Chargaff A + G / T + C = 1 A+T ≠ G + C
c、 1952 Alexander Todd 发现了核苷酸和核苷酸之间由磷酸二酯键联接
☉ 核苷（nucleotide）
嘧啶的1位N原子、嘌呤的9位N原子
糖苷键 Glycosidic bond
9
核糖是戊糖
1’
RNA－核糖核苷(R=OH)
DNA－脱氧核糖核苷(R=H)
☉ 核苷酸（nucleotide acid）
核苷的磷酸酯 脱氧核糖核苷酸 核糖核苷酸
γβα
CMP NMP
dATP dNTP
3、影响 Tm值的因素
（1） 在 A, T, C, G 随机分布的情况下 ，决定于GC含量 GC%愈高 →Tm值愈大；GC%愈低→Tm 值愈小
（2）GC%含量相同的情况下
AT形成变性核心，变性加快，Tm 值小
碱基排列对Tm值具有明显影响
5` GC 3` CG n
136.12 ℃
＞＞ Tm
5` CG 3` GC n 72.55 ℃
Concentration 50μg/ml
Opetical Density
dNTPs A260 = 1.60 S.S DNA A260 = 1.37 D.S DNA A260 = 1
OD 1.37
1.185
1.0
℃
Tm (melting temperature) = midpoint of the temperature range over which DNA is denatured = OD增加值的中点温度(一般为85-95℃)