dna复制与突变 ppt课件
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生物化学·DNA的复制和修复-PPT文档资料
（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。
目
录
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的复制PPT课件
结果变性前的杂交分子为一条中密度带，变性后 则分为两条区带，即重密度带（N15－DNA）和低 密度带（N14－DNA）。它们的实验只有用半保留 复制的理论才能得到圆满的解释。
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
•Molecular Biology Course
(CsCl gradient centrifuge)
N15
DNA
N14
Semi-ConservationReplication
–第三阶段为DNA复制的终止阶段。DNA复制的整个 过程中需要30多种酶及蛋白质分子参加，我们将 在DNA复制的各个阶段着重介绍它们的作用。
•Molecular Biology Course
•Molecular Biology
Course （二）、复制的起始阶段
1、复制的起点 2、复制的方向 3、复制的速度 4、DNA复制起始引发体的形成及所参与的酶和 蛋白质
1、DNA半保留复制的机理 2、DNA的半不连续复制
•Molecular Biology
Course
1、DNA半保留复制的机理
Semi-Conservation Replication
DNA作为遗传物质的基本特点就是在细胞分裂前进行准 确的自我复制，使DNA的量成倍增加，这是细胞分裂的 物质基础。
当用缺乏糖苷酶的大肠杆菌变异株（ung-进行 实验时，尿嘧啶不再被切除。）
此时，新合成的DNA有一半放射性标记出现于岗 崎片断中，另一股直接进入大的片断。由此可 见，当DNA复制时，一条链是连续的，另一条链 是不连续的，因此称为半不连续复制（semidiscontinuous replication） 。
二、复制的起始阶段
•Molecular Biology Course
复制叉（ replication fork ）：DNA分子中正在进行 复制的分叉部位。它由两条亲代链及在其上新合成的子 链构成。
人教版高中生物必修二同步课件基因突变和基因重组 课件
一、基因突变
实例2 细胞的癌变
问题1：从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 原癌基因和抑癌基因突变，多个基因突变问题2：健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因么？ 存在问题3：癌细胞与正常细胞相比有哪些明显特点？能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移……
基因突变与基因重组的比较
据细胞分裂图判断是基因突变还是基因重组
基因突变
若该个体基因型为AAB-，则为基因突变若该个体基因型为AaB-，则可能为基因突变或基因重组
基因突变
癌胚抗原甲胎蛋白
治疗：手术切除、放疗、化疗预防：坚持健康的生活方式， 远离致癌因子 合理的膳食和作息，愉快的情绪， 不吸烟、不酗酒。
病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。
①物理因素：X射线，激光等②化学因素：亚硝酸、碱基类似物等③生物因素：病毒、某些细菌等
二、基因重组
在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
基因重组的类型：
二、基因重组
A A a a
B B b b
C C c c
根据概念，哪些基因可以发生重新组合？伴随哪些过程重新组合？
在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
基因重组的类型：
①交叉互换型
原癌基因和抑癌基因发生突变。
癌细胞
原癌基因
抑癌基因
突变或过量表达
失去抑制作用
致癌因子
癌症的发生并不是单一基因突变的结果，而是多个基因突变的累计效应。
一、基因突变
实例2 细胞的癌变
癌变的原因（内因）：
调节细胞的生长和增殖
抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡
实例2 细胞的癌变
问题1：从基因角度看，结肠癌发生的原因是什么？ 原癌基因和抑癌基因突变，多个基因突变问题2：健康人的细胞中存在原癌基因和抑癌基因么？ 存在问题3：癌细胞与正常细胞相比有哪些明显特点？能够无限增殖，形态结构发生显著变化，细胞膜上糖蛋白等物质减少，细胞之间的黏着性显著降低，容易在体内分散和转移……
基因突变与基因重组的比较
据细胞分裂图判断是基因突变还是基因重组
基因突变
若该个体基因型为AAB-，则为基因突变若该个体基因型为AaB-，则可能为基因突变或基因重组
基因突变
癌胚抗原甲胎蛋白
治疗：手术切除、放疗、化疗预防：坚持健康的生活方式， 远离致癌因子 合理的膳食和作息，愉快的情绪， 不吸烟、不酗酒。
病理切片的显微观察、CT、核磁共振以及癌基因检测等。
①物理因素：X射线，激光等②化学因素：亚硝酸、碱基类似物等③生物因素：病毒、某些细菌等
二、基因重组
在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
基因重组的类型：
二、基因重组
A A a a
B B b b
C C c c
根据概念，哪些基因可以发生重新组合？伴随哪些过程重新组合？
在生物体进行有性生殖过程中，控制不同性状的基因的重新组合。
基因重组的类型：
①交叉互换型
原癌基因和抑癌基因发生突变。
癌细胞
原癌基因
抑癌基因
突变或过量表达
失去抑制作用
致癌因子
癌症的发生并不是单一基因突变的结果，而是多个基因突变的累计效应。
一、基因突变
实例2 细胞的癌变
癌变的原因（内因）：
调节细胞的生长和增殖
抑制细胞的生长和增殖，或促进细胞凋亡
高中生物基因突变和基因重组最全最新ppt课件
1、在生物界普遍存在
短腿安康羊（中） 玉米白化苗 人类多指
基因突变发生在生物个体发育的什么时期？ 任何时期
基因突变发生的时期与突变性状在生物体的表现部位及范围大小有什么关系？
突变发生的时期越早，表现突变的部分越多，突变发生的时期越晚，表现突变的部 分越少。
总之，基因突变可以发生在个体发育的任何时期，可以发生在细胞不同的DNA 分子上，可以在同一DNA分子的不同部位
2 类型:
①基因的自由组合: 非同源染色体上的非等位基因的组合.
②基因的互换: 同源染色体上的非姐妹染色单体之间发生局部互换. ③重组DNA技术：通俗的说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取 出来，在生物体外重组，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的性状。
转基因抗虫棉花 转入苏云金杆菌的一个抗虫基因，是中国目前最主要的转基因作物。
37
;.
3、意义:
通过有性生殖实现基因重组为生物变异提供了极其 丰富的来源,是生物多样性的重要原因之一.
基因重组能否产生新的基因？
38
;.
对比基因突变与基因重组：
基因突变
基因重组
本质
基因分子结构变化，产生新基因（碱 基替换|增添|缺失）
并不产生新基因，产生新的基因型，使 不同性状发生组合
发生 时间
长折
短折
中国黄牛
ⅹ
荷斯坦牛 中 国 荷 斯 坦 牛
46
;.
课堂巩固
1、生物变异的根本来源是
D
A．基因重组 B．染色体数目变异
C．染色体结构变异 D．基因突变
2、基因重组发生在
A．减数分裂形成配子的过程中
B．受精作用形成受精卵的过程中
C．有丝分裂形成子细胞的过程中
DNA复制转录和翻译-幻灯片(1)
核酸外切酶活性
?
5’ A G C T T C A G G A T A
3’
||||||| ||| |
3’ T C G A A G T C C T A G C G A C 5’
3 5 外切酶活性
辨认错配的碱基对，将其水解－校对
5 3 外切酶活性
切除引物或突变的DNA片段
真核生物的DNA聚合酶
DNA - pol 后随链合成 DNA - pol DNA修复
35 ’’
dCTP
DNA-pol DNA-poDl NA-pDolNA-pol
5
’
dGTP
dTTP
dATP
dATP dGTP
dCTP dTTP
（二）复制的 半不连续性
5
3
解链方向 ’
3
3
5 ’
5
领头链 ( leading strand )
顺着解链方向生成的子链，其复制是连续 进行的，所得到一条连续片段的子链。
引发体（primosome）
引物酶与其他和复制有关的蛋白质形成的复合 物。
DNA连接酶 ( DNA ligase )
连接DNA链 3- OH末端和相邻DNA链5- P 末端，使二者生成磷酸酯键 ，从而把两段相 邻的DNA链连接成完整的链。
ATP
OH P
DNA连接酶在DNA修复、重组、剪接中也起 连接缺口的作用。
功能：
复制终止时，染色体线性DNA末端确有 可能缩短，但通过端粒酶的作用，可以补 偿这种由除去引物引起的末端缩短。
telomerase
端粒酶与药物
hTR和hTERT 核酶 逆转录酶抑制剂 3-叠氮胸苷（AZT）
四、其他复制方式
dna的复制、突变、损伤和
真核生物DNA复制的特点
1. DNA复制时要克服核小体结构的空间阻碍,复制叉前进速 度慢
2. 真核生物多起点复制
3. 自主复制序列<ARS>,核心序列为：
4.
5′-ATTTATRTTA-3′
5. DNA聚合酶有5种,分别负责先导链和后随链的合成
5. 真核细胞内引物酶与polA紧密偶联,原核细胞引发酶和 解旋酶偶联在一起形成复制体的一部分
2. 原因：DNA复制错误、DNA自发的化学改变、碱 基的互变异构体导致错配、氧化作用损伤碱基
3. 诱发突变〔induced mutation>: 特定的化学或物理 因素引起的DNA序列改变.
4. 原因：射线<紫外线和电离辐射>、化学诱变剂、 碱基修饰、DNA插入剂
DNA损伤的类型
1. 各种射线 2. 化学诱变剂：
DNA的复制、突变、 损伤和修复
中心法则<The Central Dogma>
DNA的复制
半保留复制：DNA复制过程 中,两条链分别做模板各自合 成一条新的DNA链,子代 DNA分子中一条链来自亲代 DNA,另一条链是新合成的.
1. DNA复制的起始点：复制是从DNA分子上的特定部 位开始的,这一部位叫做复制起点<ori >
不同的碱基对取代所引起的突变,也称为点突变 〔point mutation〕.点突变分转换和颠换两种形 式. 2. 移码突变〔frameshift mutation〕：指DNA片 段中某一位点插入插入或丢失一个或几个〔非3 或3的倍数〕碱基对时,造成插入或丢失位点以 后的一系列编码顺序发生错位的一种突变.引起 该位点以后的遗传信息出现异常.
5. 复制终点：
6. 环状DNA复制终点：两个复制叉进行到 特殊的终止位点复制终止.有两个终止区 域,需要tus基因的产物识别终止区信号序 列,阻止复制叉继续前进
第4章 DNA复制、突变和损伤修复 药学分子生物学课件
1983,Fig.8-20)
2020/7/5
China Parmaceutical University
DNA pol Ш 功能： 不同的亚基有不同的活性,三亚基聚合在一起 才能发挥最大效应. α DNA聚合酶活性； ε 3‘→5’核酸外切酶活性； Θ 激活ε 核酸外切酶活性.
2020/7/5
China Parmaceutical University
SSB在原核中SSB与DNA结合表 现出协同效应。 （1）SSB之间的相互作用； （2）第一个SSB和DNA的结合 能够提高DNA与SSB 的亲和力
2020ห้องสมุดไป่ตู้7/5
China Parmaceutical University
3. DNA 聚合酶 DNA polymerase
原核生物和真核生物DNA聚合酶不同。 DNA聚合酶的共同特点是： （1）需要提供模板； （2）不能起始新的DNA链,必须要有引物提供3’OH； （3）合成DNA的方向都是5‘→3’; （4）除聚合DNA外还有其它功能。
第一次复制
14N 14N 15N 15N
15N 15N 14N
14N
第二次复制
2020/7/5
图 11-1 三种不同的复制模型
China Parmaceutical University
2. 半不连续复制
2020/7/5
先导链 后随链 冈崎片段1-2kb
China Parmaceutical University
大多原核和真核生物都双向等速复制。 枯草杆菌双向不对称复制 ColE1质粒单向复制
2020/7/5
China Parmaceutical University
单向复制
2020/7/5
China Parmaceutical University
DNA pol Ш 功能： 不同的亚基有不同的活性,三亚基聚合在一起 才能发挥最大效应. α DNA聚合酶活性； ε 3‘→5’核酸外切酶活性； Θ 激活ε 核酸外切酶活性.
2020/7/5
China Parmaceutical University
SSB在原核中SSB与DNA结合表 现出协同效应。 （1）SSB之间的相互作用； （2）第一个SSB和DNA的结合 能够提高DNA与SSB 的亲和力
2020ห้องสมุดไป่ตู้7/5
China Parmaceutical University
3. DNA 聚合酶 DNA polymerase
原核生物和真核生物DNA聚合酶不同。 DNA聚合酶的共同特点是： （1）需要提供模板； （2）不能起始新的DNA链,必须要有引物提供3’OH； （3）合成DNA的方向都是5‘→3’; （4）除聚合DNA外还有其它功能。
第一次复制
14N 14N 15N 15N
15N 15N 14N
14N
第二次复制
2020/7/5
图 11-1 三种不同的复制模型
China Parmaceutical University
2. 半不连续复制
2020/7/5
先导链 后随链 冈崎片段1-2kb
China Parmaceutical University
大多原核和真核生物都双向等速复制。 枯草杆菌双向不对称复制 ColE1质粒单向复制
2020/7/5
China Parmaceutical University
单向复制
DNA复制PPT(共38张PPT)
在减数第二次分裂的后期
碱基互补配对原则 新复制两个子代DNA分子是在什么时间分离的？
亲代DNA分子的两条链
科学家推测：如果DNA复制以半保留方式进行，那么经过离心以后子代中将会出现 三种DNA分子：
腺嘌呤脱氧核苷酸，鸟嘌呤脱氧核苷酸，胞嘧啶脱氧核苷酸和胸腺嘧啶脱氧核苷酸。
半保留复制 (3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
通过离心使其发生分层(15N质量大于14N)
亲代DNA分子
如果对亲代、子一代、子二代的DNA都分别进行 离心，结果会怎样分布？
DNA分子复制的过程
DNA的复制的定义、时间、场所
★1定义： 以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程
★2时间： 有丝分裂间期、减数第一次分裂前的间期
★3场所： 真核生物：细胞核（主要）、叶绿体、线粒体
200/20%=1000(个) (2)求出该DNA分子中含有多少个胞嘧啶脱氧核糖核
苷酸：［1000-(200×2)］/2=300(个) (3)求出复制4次需多少个胞嘧啶脱氧核苷酸：
（24－1）×300=4500(个)
能力提升
以含有31P标志的大肠杆菌放 入32P的培养液中，培养2代。离 心结果如右：
亲代DNA
子代DNA
复制一次
沃森和克里克推测是半保留复制模型
沃森和克里克提出了遗传物质自我复制的假说：DNA 分子在复制时DNA双螺旋将解开，互补的碱基之间的 氢键断裂，解开的两条单链作为复制的模板游离的脱氧 核苷酸依据碱基互补配对原则通过形成氢键，结合到作 为模板的单链上。由于新合成的每个DNA分子中，都 保留了原来DNA分子中的一条链，因此，这种复制方 式被称作半保留复制。
例2、从DNA分子的复制过程可以看出，DNA分子复制
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GC
GC
GC
子代DNA
子链继承母链遗传信息的几种可能方式:
全保留式 半保留式 混合式
2020/12/7
DNA的突变
2020/12/7
➢ DNA突变具体指个别dNMP残基以至片段 DNA在构成、复制或表型功能的异常变化， 也称为DNA损伤(DNA damage)。
➢ 从分子水平来看，突变就是DNA分子上碱基 的改变。
dna复制与突变 ppt课件
DNA的复制
2020/12/7
复制(replication) 是指遗传物质的传代， 以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。
亲代DNA
2020/12/7
复制 子代DNA
复制的基本规律 ➢ 复制的方式 ——半保留复制(semi-conservative
replication) ➢ 双向复制(bidirectional replication) ➢ 半不连续复制(semi-discontinuous replication)
2020/12/7
2020/12/7
2020/12/7
2020/12/7
2020/12/7
• 我认为模仿并不丢人，但模仿有两个基本的要诀，第一是选择模仿 的对象；第二是把握模仿的时机。 很多创业者往往一上来就陷入创新的误区，结果死于创新。但是， 模仿并不丢人，模仿有两个基本的要诀： 第一是选择模仿的对象。一定要选择已经证明成功的有前景的“好 东西”，同时要牢记模仿只是手段和工具，模仿的目的是创新和颠覆 。被模仿者和模仿者是先发和后发的关系，先发总有预想不到的问题 ，后发可以研究哪些最适合自己发挥。在学习模仿先行者的基础上， 有所取舍地创新。
2020/12/7
复制+创新=成功
2020/12/7
谢谢！ห้องสมุดไป่ตู้
2020/12/7
2020/12/7
AT GC GC TA AT CG TA GC CG CG AT CG TA GC GC
母链DNA
2020/12/7
C
G
C
G
A
T
C
G
T
A
G
C
G
C
复制过程中形成的复制叉
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GC
GC
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TA
TA
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TA
TA
GC + GC
CG
CG
CG
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AT
AT
CG
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