简述真核生物和原核生物的主要dna修复过程
DNA的合成
目的要求
1.掌握 半保留复制概念，原核生物参与复制中酶、 蛋白质因子的种类和作用。
2.熟悉 逆转录概念，逆转录酶活性特点；DNA损伤 修复方式。
3.了解 复制过程；真核生物DNA复制的特点；突变 类型。端粒与端粒酶作用。
内容
第一节复制的基本规律
第二节复制的酶学
第三节DNA生物合成过程
DNA RNA RNA DNA mRNA
DNA复制
遗传信息 逆转录 遗传信息
DNA DNA的生物合成 DNA RNA RNA的生物合成 mRNA 蛋白质 蛋白质的生物合成
RNA复制
遗传信息
转录
遗传信息 翻译 遗传信息
第十一章 DNA的生物合成 (复制)
DNA Biosynthesis (Replication)
A G C T
T C G A
亲代 DNA
A G C T
T C G A
AT GC CG TA
子代 DNA
4. 半保留复制的意义 按 半 保 留 复 制 方 式 ， 子 代 DNA 与 亲 代
DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全
部遗传信息，体现了遗传的保守性。 遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，
引物（primer）：是由引物酶催化生成的短链RNA，
它可为DNA聚合提供3'-OH末端。
原料：NTP 合成方向：5′ 合成位点：Ori
3' U
OH
3′
模板：亲代单链DNA
引物RNA
5'
5. DNA聚合酶
全称：依赖DNA的DNA聚合酶 (DNA-dependent
DNA polymerase)
第三章 DNA复制损伤与修复
以3′→5′方向的亲代DNA链作模板的子 代链在复制时基本上是连续进行的，其 子代链的聚合方向为5′→3′，这一条 链被称为前导链(leading strand)。而 以5′→3′方向的亲代DNA链为模板的子 代链在复制时则是不连续的，其链的聚 合方向也是5′→3′，这条链被称为滞 后链(lagging strand)。
RNA 引 物 的 大 小 ， 通 常 为 1 － 10 个 核 苷 酸 。 RNA引物的碱基顺序，与其模板DNA的碱基 顺序相配对。
四、双向复制
DNA复制时，以复制起始点为中心，向 两个方向进行复制。但在低等生物中， 也可进行单向复制（如滚环复制）。
五、DNA的半不连续复制
由 于 DNA 聚 合 酶 只 能 以 5'→3' 方 向 聚 合子代DNA链，即模板DNA链的方向必 须为3'→5'。因此，分别以两条亲代 DNA链作为模板聚合子代DNA链时的方 式是不同的。
单链DNA结合蛋白（SSB）在细胞内行 使很多涉及单链区域稳定性的功能（如 同源重组）。在复制中，这包括稳定熔 解起点，维持解旋酶活性，从DNA模板上 去除二级结构以及抑制核酸酶活性。即 SSB与DNA单链相结合，既防止核酸水解 酶的作用，又避免解开的单链DNA重新缔 合形成双链，从而保持一种伸展状态，
以保证复制顺利进行。在E.coli中SSB为
四聚体，对单链DNA有很高的亲和性，但 对双链DNA和RNA没有亲合力。它们与DNA 结合时有协同作用，即有一个SSB与DNA 结合时，就会有更多的SSB迅速结合上去 扩展分布整个DNA单链，将DNA包被上蛋 白聚合体。SSB有某些碱基组成的倾向性， 但很少有顺序专一性结合，可以周而复 始地循环使用，在DNA的修复和重组中都 有SSB的参与。
DNA的生物合成(精)
一. DNA的复制
复制部位：
真核生物：细胞核
原核生物：细胞质的核质区
(一) 复制的反应
一. DNA的复制
n1d ATP n2d CTP n3d GTP n4d TTP
DNA聚合酶 DNA模板
DNA +（n1+n2+n3+n4)PPi
PPi随即被焦磷酸酶水解，从 而推动聚合反应的进行。
做半保留复制（semiconservative replication）。
(二) 复制的方式 半保留复制
一. DNA的复制
(二) 复制的方式
一. DNA的复制
如何证明半保留复制
1958年，Meselson 证明：用，15NH4Cl唯一氮源
培养大肠杆菌，之后，用14NH4Cl培养，然后进行
CsCl2进行密度梯度离心。由于15NH4Cl密度大于
双螺旋DNA
3′5′ 带切开的3′ 端单链穿越 与另一条连 接封口 Tyr
一.DNA的复制
TopⅠ被解离 (-) (-)
P OH
2个负超螺旋 DNA-酶中间物
O R HN CH C NH R′ CH 2 Tyrosine N O O O 5′ H Oˉ H P O O P Oˉ (b) O O H H DNA链 N H N NH 2 N
② 随后链的合成
引物的合成：随后链的每个冈崎片段都需要合成
RNA引物。也是由引物酶催化。
冈崎片段的合成： DNA聚合酶 Ⅲ (原核细胞 )在引物的 3'末端使DNA链延伸，直至抵达其 下游的另一个冈崎片段的 RNA引物
的5'端。
（五）复制的过程 3.复制叉的推进-复制叉推进的过程
关于真核生物转录过程
关于真核生物转录过程真核生物转录过程是指在真核细胞中，通过RNA聚合酶酶解DNA分子并合成RNA分子的过程。
转录是基因表达的第一步，能够将DNA中的遗传信息转化为RNA信使分子，后续再由RNA转化为蛋白质。
真核生物的转录过程与原核生物有很大的不同。
在真核生物中，合成RNA的过程与DNA合成RNA的地点是分离的，真核生物的转录需要通过核孔将合成的mRNA运输到细胞质进行翻译过程。
此外，真核生物的转录还涉及到基因调控的复杂过程，包括启动子和转录因子的结合等。
真核生物转录的过程可以分为三个主要的步骤：启动、延伸和终止。
启动是转录的第一步，也是调控基因表达的关键步骤。
在启动过程中，转录因子结合到DNA上的启动子区域，形成转录起始复合体。
转录起始复合体由RNA聚合酶、一组基本转录因子和其他辅助蛋白质组成。
转录起始复合体的组装过程是一个动态的过程，涉及到DNA的解旋、转录因子的结合和清除等一系列步骤。
延伸是转录的第二步，也是合成RNA分子的过程。
在这一步骤中，核酸链从DNA上解旋，并且RNA聚合酶将核苷酸逐一加入正在形成的RNA链上。
RNA的合成是由模板链上的DNA决定的。
具体来说，在DNA的双链中，开放的链称为模板链，而不开放的链则被称为非模板链。
RNA聚合酶沿着模板链进行按序合成RNA，与模板链配对的碱基由RNA聚合酶选择合成所需的相应RNA碱基。
终止是转录的最后一步。
在转录过程中，当RNA聚合酶碰到终止信号，其解离并释放出合成的RNA链。
真核终止信号的识别与原核终止信号的机制也有所不同。
在真核生物中，终止信号距离转录起始点相对较远，通常由一个富含腺嘌呤的序列组成。
转录动态改变时，转录因子的离开和结合轮番发生，使得RNA聚合酶能够顺利释放合成的RNA链。
总的来说，真核生物的转录过程复杂，需要多个转录因子的参与。
转录除了可以合成编码蛋白质所需的mRNA外，还可以合成非编码RNA和微小RNA等多种类型的RNA。
原核生物与真核生物DNA复制转录和翻译的特征比较 ppt课件
启动子的识别也比原核生物要复杂得多。原核 生物的RNA聚合酶可以直接起始转录合成RNA 。
原核与真核生物 翻译的特点
1、翻译的相同点 2、翻译的不同点
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1、转录的相同点
RNA合成方向都是从5’到3’，以DNA双链中 的反义链为模版，在RNA聚合酶催化下，以4 种三磷酸腺苷为原料，根据碱基互补配对原则 ，各核苷酸之间通过形成磷酸二酯键，不需要 引物的参与，合成的RNA带有与DNA编码链相 同的序列。转录的基本过程包括模版识别、转 录起始、通过启动子及转录的延伸和终止。
2、DNA复制的不同点
1）真核生物DNA的合成只是在细胞周期 的S期进行，而原核生物则在整个细胞生长 过程中都可进行DNA合成 ； 2）真核生物每条染色质上有多处复制起始 点，而原核生物只有一个起始点；且真核 生物DNA复制的起始需要起始点复合物（ ORC）的参与，而原核生物是由多种蛋白 质有序地作用与复制起始点来引发DNA的 复制过程； 3）真核生物DNA的合成所需的RNA引物 及后随链上合成的冈崎片段的长度比原核 生物要短。
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原核生物与真核生物DNA复制的特点
原核生物与真核生物DNA复制的特点首先，从DNA复制起始点的角度来看，原核生物和真核生物之间存在巨大的差异。
在原核生物中，DNA复制起初由一个单一的起始点开始，称为复制起始点。
这个点只包含一个起始复制点的序列，因此原核生物的DNA复制过程是单点发起的。
相反，在真核生物中，复制起始点通常以复制起始区（origin of replication）的形式存在，这是由多个起始复制点组成的序列区域。
这意味着真核生物的DNA复制可以同时在多个起始点开始，并同时在整个染色体上进行。
其次，在DNA复制速度方面，原核生物和真核生物也有明显的区别。
原核生物的DNA复制速度相对较快，这是因为它们的基因组较小，通常只有一个环状染色体。
因此，原核生物可以在短时间内完成整个DNA复制过程。
相比之下，真核生物的基因组较大，DNA复制速度相对较慢。
此外，真核生物的DNA复制还受到染色质结构的限制，这需要复制酶能够对DNA 进行谨慎的解缠和拷贝，以确保复制的准确性。
第三，关于DNA复制过程的调控机制，原核生物和真核生物之间也有明显的差异。
在原核生物中，DNA复制是严格依赖于细胞周期的，往往发生在细胞分裂前的特定时间段内。
这是通过细胞表达特定的复制蛋白来实现的，这些复制蛋白会在适当的时间被合成并参与到复制过程中。
相反，真核生物的DNA复制是依赖于一系列复杂的调控步骤，这些步骤包括染色质结构的调整、复制酶的装配和活性调控等。
此外，真核生物的DNA复制还受到细胞周期调控系统的影响，这可确保复制过程能够与其他细胞过程协调进行。
最后，关于DNA复制的准确性和修复机制，原核生物和真核生物也有一些差异。
原核生物在DNA复制过程中存在一些自我校正机制，如核苷酸配对错误的修复和错配鉴别，以确保复制的准确性。
但原核生物的DNA修复机制较为简单，主要依靠限制内切酶和核酸酶来修复损坏的DNA链。
相比之下，真核生物的DNA复制和修复涉及复杂的修复系统和调控机制，包括核修复酶、错配修复酶和DNA损伤应答途径等。
第五章DNA生物合成
旧链
新链
• 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
（四） 复制的起点和方向
1.概念 概念
●
复制子(replicon)：基因组能独立进行复制的单位。 ：基因组能独立进行复制的单位。 复制子 独立进行复制的单位 习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制 习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制 子.
第五章
DNA的生物合成 的生物合成
原核生物的DNA复制 第一节 原核生物的 复制 第二节 真核生物的 真核生物的DNA复制 复制 第三节 DNA的损伤修复 的损伤修复 第四节 DNA的重组 的重组
DNA具有储存、传递（包括复制、转录、翻译） 具有储存、传递（包括复制、转录、翻译） 具有储存 和接受（反转录）遗传信息的功能。 和接受（反转录）遗传信息的功能。 DNA的生物合成包括 的生物合成包括DNA的复制、损伤修复和重 的复制、 的生物合成包括 的复制 组。 DNA复制是保持DNA分子的忠实拷贝过程 DNA复制是保持DNA分子的忠实拷贝过程，具有 分子的忠实拷贝过程， 复制是保持 高度的忠实性，DNA修复和重组是影响遗传信息 高度的忠实性， 修复和重组是影响遗传信息 本身结构的调整过程，保持遗传信息的完整性。 本身结构的调整过程，保持遗传信息的完整性。
2）功能： ）功能：
聚合酶活性（ ① 5′→3′聚合酶活性（大片段上）； 聚合酶活性 大片段上）； 酶与模板结合后构象改变，识别碱基， 酶与模板结合后构象改变，识别碱基，正确配对后才 发挥聚合作用；（错误率10-5） 发挥聚合作用；（错误率 ；（错误率 外切酶活性（ ② 3′→ 5′外切酶活性（大片段上）； 外切酶活性 大片段上）； 仅对短的单链DNA起作用，主要是对新生DNA链进行 起作用，主要是对新生 仅对短的单链 起作用 链进行 校对，防止“错配” 错误率5*10-2） 校对，防止“错配”； （错误率 外切酶活性（ ③ 5′→3′外切酶活性（小片段上）。 外切酶活性 小片段上）。 仅作用于双链DNA，可切除由紫外线照射形成的嘧啶二 ， 仅作用于双链 聚体，也可切除冈崎片段5’端RNA引物。 聚体，也可切除冈崎片段 端 引物。 引物
原核生物和真核生物的区别和特征
添加标题
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原核生物的代谢方式多样，包括光 合作用、化能合成作用和异养作用 等
原核生物的遗传多样性，包括基因 突变、基因重组和基因转移等
真核生物种类繁多， 包括动物、植物、 真菌等
真核生物具有复杂 的细胞结构和功能， 如细胞核、线粒体、 内质网等
真核生物的基因组 较大，含有更多的 基因，可以编码更 多的蛋白质
原核生物的细胞膜 上没有细胞骨架， 而真核生物的细胞 膜上有细胞骨架。
原核生物：没有复杂的细 胞器，只有核糖体
真核生物：有各种复杂的 细胞器，如线粒体、内质
网、高尔基体等
原核生物：细胞器较少， 功能较简单
真核生物：细胞器较多， 功能较复杂
原核生物的DNA通常是单 链的，而真核生物的DNA 是双链的。
汇报人：XXX
原核生物的细胞结构简单， 没有核膜和核仁，只有一个 裸露的DNA分子。
原核生物是地球上最古老的 生物之一，包括细菌、蓝藻 等。
原核生物的细胞器较少，只 有核糖体、质膜等基本结构。
原核生物的繁殖方式主要是 二分裂，没有复杂的有性生
殖过程。
细胞结构：具有核膜、核仁、染色 体等细胞器
真核生物：基因表达调控 复杂，涉及多种调控机制
原核生物的细胞膜 主要由肽聚糖和肽 糖复合物组成，而 真核生物的细胞膜 主要由磷脂双分子 层和蛋白质组成。
原核生物的细胞膜 上没有细胞核，而 真核生物的细胞膜 上有细胞核。
原核生物的细胞膜 上没有内质网、高 尔基体等细胞器， 而真核生物的细胞 膜上有这些细胞器 。
原核生物的DNA通常比真 核生物的DNA短，但比真 核生物的RNA长。
原核生物的DNA通常比真 核生物的DNA更稳定，不 易被破坏。
大连理工大学生物化学课件--DNA复制与修复
C
A
复制中的大肠杆菌染色体放 射自显影图 (Caims实验)
B
C
A
8
2、有一定的复制起点
基因组能独立进行复制的单位，称为复制子（replicon）。 每个复制子都含有控制复制的起点（origin），可能还有复制终 点（terminus）。DNA的复制是在起始阶段进行控制的，一旦复 制开始，就延续到完成复制为止。原核生物中的复制起始点通常 为一个，而真核生物中为多个。 大肠杆菌的复制起点（ori C），由245bp构成，关键序列在 于三个13bp的序列和四个9bp的序列。
磷酸二酯键，使两段DNA
连接起来。
32
四、DNA复制的过程
作 用 顺 序
DNA复制酶系
33
大肠杆菌的DNA复制 1. 复制的起始 ① DNA复制起始位点：大肠杆菌的复制起点由245bp构成，其 中有3个13bp和4个9bp的关键序列
成串排列的三个13bp序列 DnaA蛋白结合位点四个9bp序列
共有序列 GATCTNTTNTTT DnaA DnaB DnaC HU类组蛋白 识别起始序列，解开双链 解开DNA双链 帮助DnaB结合于起点处 使DNA弯曲，刺激复制的引发
传 信 息 的 载 体 ， 继 1953 年
Watson & Crick提出DNA双螺 旋 结 构 模 型 后 ， 1958 年 Crick 提出了“中心法则”（Central dogma）揭示了遗传信息的传 递规律。
3
遗传信息以密码的形式储存在DNA分子上，表现为特定的 核苷酸排列顺序。
在细胞分裂过程中，通过DNA的复制把亲代细胞的遗传信 息传递给两个子代细胞。在子代细胞的生长发育过程中，这些 遗传信息通过转录传递给RNA，再由RNA翻译转变成相应的蛋
生物化学第一节 DNA复制的基本特征
第一节 DNA复制的基本特征2015-07-14 71102 0第十四章DNA的生物合成生物体内或细胞内进行的DNA合成主要包括DNA复制、DNA修复合成和逆转录合成DNA 等过程。
DNA复制(replication)是以DNA为模板的DNA合成，是基因组的复制过程。
在这个过程中，亲代DNA作为合成模板，按照碱基配对原则合成子代分子，其化学本质是酶促脱氧核苷酸聚合反应。
DNA的忠实复制以碱基配对规律为分子基础，酶促修复系统可以校正复制中可能出现的错误。
原核生物和真核生物DNA复制的规律和过程非常相似，但具体细节上有许多差别，真核生物DNA复制过程和参与的分子更为复杂和精致。
本章主要讨论DNA复制和DNA的逆转录合成，DNA的修复将在下一章叙述。
第一节DNA复制的基本特征DNA复制的主要特征包括：半保留复制(semi-conservative replication)、双向复制(bidire- ctional replication)和半不连续复制（semi-discontinuous replication）。
DNA的复制具有高保真性( high fidelity)。
一、DNA以半保留方式进行复制DNA生物合成的半保留复制规律是遗传信息传递机制的重要发现之一。
在复制时，亲代双链DNA解开为两股单链，各自作为模板，依据碱基配对规律，合成序列互补的子链DNA双链。
亲代DNA模板在子代DNA中的存留有3种可能性，全保留式、半保留式或混合式(图14-la)。
1958年，M.Meselson和F.W.Stahl用实验证实自然界的DNA复制方式是半Cl为氮源合成DNA的特性，将细菌在含15保留式的。
他们利用细菌能够以NH4NHCl的培养液中培养若干代(每一代约20min)，此时细菌DNA全部是含15N的4“重”DNA；再将细菌放回普通的14 NH4Cl培养液中培养，新合成的DNA则有14N 的掺入；提取不同培养代数的细菌DNA做密度梯度离心分析，因15N-DNA和14 N-DNA的密度不同，DNA因此形成不同的致密带。
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真核生物和原核生物是两种不同类型的生物。
它们在生物学中有着重要的区别，其中之一就是它们的DNA修复过程。
在本文中，我将简要描述真核生物和原核生物的主要DNA修复过程，并探讨它们之间的区别。
1. 真核生物的主要DNA修复过程
真核生物的DNA修复过程包括多种机制，其中最常见的有以下几种：
1.1 核苷酸切除修复（NER）
核苷酸切除修复是真核生物中最为重要的DNA修复机制之一。
它能够修复各种不同类型的DNA损伤，包括紫外线引起的损伤和化学物质引起的损伤。
在核苷酸切除修复中，损伤的DNA片段被识别并切除，随后由DNA聚合酶和DNA连接酶进行修复。
1.2 碱基修复
碱基修复是另一种常见的DNA修复机制，它用于修复DNA中的碱基损伤。
在碱基修复中，受损的碱基被移除并替换为新的碱基，以确保DNA的完整性和稳定性。
1.3 互补末端联合修复（NHEJ）
互补末端联合修复是真核生物中修复DNA双链断裂的重要机制。
在这种修复过程中，DNA双链断裂的末端被切除，并由DNA连接酶进行连接，最终恢复DNA的完整性。
2. 原核生物的主要DNA修复过程
原核生物的DNA修复过程相对简单，主要包括以下几种机制：
2.1 错配修复
错配修复是原核生物中最为常见的修复机制之一。
在这种修复过程中，DNA中的错配碱基被修复酶识别并修复，以维持DNA的稳定性和完
整性。
2.2 光反应修复
光反应修复是原核生物中对紫外线损伤的修复机制。
在这种修复过程中，DNA中的光损伤被特定酶修复，以避免进一步的DNA损伤。
3. 真核生物与原核生物DNA修复过程的区别
真核生物和原核生物的DNA修复过程在机制上有一些区别。
主要表现在以下几个方面：
- 多样性：真核生物的DNA修复机制更加多样化，涵盖了多种不同类型的DNA损伤修复，而原核生物的DNA修复机制相对简单。
- 复杂性：真核生物的DNA修复过程通常比原核生物更加复杂，涉及到更多的酶和蛋白质参与。
- 灵活性：由于真核生物的细胞结构和功能更加复杂，其DNA修复过程通常更加灵活和高效。
4. 个人观点和总结
在我看来，真核生物和原核生物的DNA修复机制是生物进化过程中的重要适应性特征。
它们在不同环境和生存条件下，拥有适应性和有效
性的DNA修复机制，有助于维持生物体的遗传物质的完整性和稳定性。
深入了解这些修复过程不仅有助于我们理解生命的本质，也有助于应
对相关疾病和环境压力。
通过以上对真核生物和原核生物的主要DNA修复过程的介绍和比较，相信读者能够更加深入地理解这一主题，并对生物学中的DNA修复机制有更为全面和深刻的认识。
在本文中，我以简述真核生物和原核生物的主要DNA修复过程为主题，按照知识的文章格式进行撰写，希望能够达到您的要求。
如果需要进
一步的讨论或修改，还请您提出宝贵意见。
真核生物和原核生物的DNA修复机制是生物学中非常重要的一部分。
在真核生物中，DNA
修复的过程更加复杂和多样化，包括核苷酸切除修复、碱基修复和互
补末端连接修复等多种机制。
而在原核生物中，DNA修复的过程相对简单，主要包括错配修复和光反应修复。
值得注意的是，真核生物和原核生物的DNA修复过程在机制上有所区别。
真核生物的DNA修复机制更加多样化，涵盖了多种不同类型的DNA损伤修复，而原核生物的DNA修复机制相对简单。
在复杂性上，
真核生物的DNA修复过程通常比原核生物更加复杂，涉及到更多的酶和蛋白质参与。
由于真核生物的细胞结构和功能更加复杂，其DNA修复过程通常更加灵活和高效。
除了以上提到的DNA修复机制之外，还有一些其他的DNA修复过程在真核生物和原核生物中起着重要作用。
在真核生物中还存在着另一种重要的修复过程——双链断裂修复，主要包括同源重组修复和非同源末端连接修复。
而在原核生物中，则存在着闪耀复制和甲基化修复等其他修复机制。
对于真核生物和原核生物的DNA修复机制的深入理解，不仅有助于我们更好地了解生物体的遗传物质的完整性和稳定性，也有助于我们应对相关疾病和环境压力。
通过研究真核生物和原核生物的DNA修复机制，可以为医学领域的癌症治疗和基因治疗提供重要的参考和支持。
真核生物和原核生物的DNA修复过程在生物学中扮演着非常重要的角色。
它们的差异和共性不仅代表了生物进化的适应性特征，也为我们提供了关于生命本质的深刻认识。
希望未来能够有更多的研究能够深入探索和理解真核生物和原核生物的DNA修复机制，为人类的健康和生存环境提供更多的启示和帮助。