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1 1 大肠杆菌染色体 DNA 的复制调控 调节蛋白 大肠杆菌染色体 DNA 的调控依赖于复制起点和调节蛋白的相互作用 起始物位点编码复制调节蛋白 起始物位点突变使复制停止并导致细胞死亡

2 2 ColE1 质粒 DNA 的复制调控 引物 RNA:RNA 2 RNase H DNA 复制方向 反义 RNA 1 起始点 ColE1 质粒 DNA 的复制依赖于宿主 DNA 聚合酶 I 调控依赖于 Rop 蛋白和反义 RNA 加强 RNA 1 的作用 Rop 蛋白和反义 RNA 控制起始 DNA 复制所必需的引物合成 反义 RNA 和引物 RNA 分子可逆结合控制复制起始频率 Rop 蛋白提高 RNA1 和引物 RNA 的相互作用 Rop 蛋白 Rop 基因

3 3 真核细胞 DNA 的复制调控 细胞周期水平 G1 S 染色体水平 决定不同染色体上 同一染色体不同部位的复制子有序在 S 期复制 复制子水平 决定复制的起始

4 分子生物学 第二章染色体与 DNA 2.5 DNA 的修复 2.6 DNA 的转座 夏玉琼

5 5 目录 DNA 的修复 错配修复 切除修复 重组修复 直接修复 SOS 反应 DNA 的转座 转座子的分类和结构特征 真核生物中的转座子 转座作用的机制 转座作用的遗传学效应

6 6 为什么要 DNA 修复 DNA 复制的准确性 DNA 日常保养中的损伤修复

7 7 错配 :G 被误读成 T X 射线和 γ 射线的照射 H 2 O OH 造成单链或双链 DNA 的断裂 OH 误读 8-oxoguanine 8-Oxoguanine is especially prevalent and will sometimes mispair with adenine leading to an 8oxoG A base pair instead of a G C base pair

8 8 错配修复 区分母链和子链 Dam 甲基化酶 (DNA adenine methylase) 5 -GATC 中腺苷酸的 N 6 甲基化 甲基化的母链保存 非甲基化的子链被切开

9 9 错配修复 发现错配 MutS 和 MutL 结合错配 MutH 切开未甲基化的子链

10 10 目录 DNA 的修复 错配修复 切除修复 重组修复 直接修复 SOS 反应 DNA 的转座 转座子的分类和结构特征 真核生物中的转座子 转座作用的机制 转座作用的遗传学效应

11 11 碱基切除修复 (BER) 损伤的核苷酸 AP 位点 糖苷水解酶移除碱基 AP 核酸内切酶 糖苷水解酶能够特异性识别受损核酸位点 e.g. 尿嘧啶糖苷水解酶识别胞嘧啶脱氨形成尿嘧啶 AP 位点 apurinic or apyrimidinic site DNA 聚合酶 I 或 ε DNA 连接酶

12 12 核苷酸切除修复 (NER) 大肠杆菌的 NER 受损伤的核苷酸 Uvr-A, Uvr-B, Uvr-C 三种 DNA 切割酶切开两端 DNA 聚合酶 I 和连接酶

13 13 缺乏 NER 引起的疾病 着色性干色病 xeroderma pigmentosum (XP) 一种由于 DNA 修复基因缺陷引起的遗传性皮肤病 表现为皮肤光敏和早发性肉瘤 缺乏 NER

14 14 目录 DNA 的修复 错配修复 切除修复 重组修复 直接修复 SOS 反应 DNA 的转座 转座子的分类和结构特征 真核生物中的转座子 转座作用的机制 转座作用的遗传学效应

15 15 重组修复 又称 复制后修复 机体细胞先跳过 DNA 损伤部位 在新合成链中留下对应于损伤序列的缺口 缺口由 DNA 重组来修复

16 重组修复 16

17 17 目录 DNA 的修复 错配修复 切除修复 重组修复 直接修复 SOS 反应 DNA 的转座 转座子的分类和结构特征 真核生物中的转座子 转座作用的机制 转座作用的遗传学效应

18 18 直接修复 :UV 导致嘧啶二体 UV 造成嘧啶二体 四元环 (80-90%) 4-6 位相连 (10-20%)

19 19 直接修复 : 修复嘧啶二体 修复嘧啶二体 DNA 光解酶

20 20 直接修复 : 致癌剂导致烷基化 DNA 烷基化的位点 Guanine-N7 烷基化无害 Adenine-N3 烷基化后不能与任何碱基配对,DNA 复制中止

21 21 直接修复 : 致癌剂导致烷基化 Guanine-O-6 烷基化后与 T 配对 如果致癌物质使得起控制或影响细胞分化发生突变, 则导致癌细胞的增殖

22 22 DNA 的直接修复 : 修复甲基化 DNA 甲基转移酶

23 23 目录 DNA 的修复 错配修复 切除修复 重组修复 直接修复 SOS 反应 DNA 的转座 转座子的分类和结构特征 真核生物中的转座子 转座作用的机制 转座作用的遗传学效应

24 24 SOS 反应 是细胞 DNA 受到损伤或者复制系统受到抑制的紧急情况下, 细胞为求生存而产生的一种应急措施 包括诱导 DNA 损伤修复 诱变效应 细胞分裂的抑制 溶原性细菌释放噬菌体 广泛存在原核和真核生物中, 包括修复 DNA 和产生变异两个方面, 有利有弊

25 25 目录 DNA 的修复 错配修复 切除修复 重组修复 直接修复 SOS 反应 DNA 的转座 转座子的分类和结构特征 真核生物中的转座子 转座作用的机制 转座作用的遗传学效应

26 26 转座子 DNA 的转座 (transposition) 由可移位因子介导的遗传物质重排现象 通俗地讲 : 一小段 DNA 复制后插到别的位置 转座子 (transposon, Tn) 在染色体 DNA 上可自主复制和移位的基本单位 人体有 35% 以上, 大多与疾病相关

27 27 转座子 剪切 - 粘贴 复制 - 粘贴

28 28 转座子的分类 插入序列 Insertional sequence, IS 复合型转座子

29 29 插入序列 最简单的转座子, 不含有任何宿主基因 带有介导自身移动的蛋白 ( 转座酶 ) 也可以作为其它转座子的组成部分 很小,~1000 bp

30 30 插入序列 末端具有倒置重复序列 转座时复制一部分宿主靶位点的一小段 DNA ATGCA TACGT ATGCA TACGT 插入序列 ( 包含倒置重复序列 ) 靶序列顺式重复

31 31 复合型转座子 带有某些抗药性基因或其它宿主基因 两翼是两个相同或高度同源的 IS 序列 复合型转座子 插入序列 抗药性基因 插入序列 倒置重复区 转座的基因

32 32 复合型转座子 :TnA 家族 两翼有 38 碱基的倒置重复序列 带有三个基因 : 编码 tnpa tunr 和 AmpR 倒置重复序列 转座酶解离酶 β- 内酰胺酶 Transposase (tnp) tnpa Resolvase(R) tnpr

33 33 目录 DNA 的修复 错配修复 切除修复 重组修复 直接修复 SOS 反应 DNA 的转座 转座子的分类和结构特征 真核生物中的转座子 转座作用的机制 转座作用的遗传学效应

34 McClintock 在玉米中发现 34

35 35 玉米中的转座子 :Ac-Ds 系统 Ac-Ds 系统 ( 激活 - 解离系统 ) 突变 转座

36 36 玉米中的转座子 :Ac-Ds 系统 Ac 自主性转座子 4563 bp 转录产物为转座酶 两翼有 11bp 的反向重复序列 在靶位点复制形成 8bp 正向重复序列 能自主转座, 形成不稳定的基因突变 不使染色体断裂 活化 Ds 因子, 并通过 Ds 控制结构基因表达

37 37 玉米中的转座子 :Ac-Ds 系统 Ds 元件 非自主性转座子, 解离因子 与 Ac 属于同一家族 是 Ac 转座子的缺失突变体 当 Ac 存在时, 能活化 Ds, 使其转座, 导致基因失活或改变结构基因的表达水平, 可使染色体特定部位断裂 非自主性转座子, 只要细胞内有相应转座酶活性, 就能恢复转座功能

38 38 玉米中的转座子 :Ac-Ds 系统 Ac-Ds 系统 ( 激活 - 解离系统 ) 突变 转座

39 39 目录 DNA 的修复 错配修复 切除修复 重组修复 直接修复 SOS 反应 DNA 的转座 转座子的分类和结构特征 真核生物中的转座子 转座作用的机制 转座作用的遗传学效应

40 40 转座作用的机制 靶位点 靶位点特征黏性末端切割 形成具有单链黏性末端的转座子 黏性末端复制形成直接重复序列

41 41 目录 DNA 的修复 错配修复 切除修复 重组修复 直接修复 SOS 反应 DNA 的转座 转座子的分类和结构特征 真核生物中的转座子 转座作用的机制 转座作用的遗传学效应

42 42 转座作用的遗传学机制 引起插入突变 产生新的基因 产生染色体畸变 引起生物进化

43 43 小结 染色体 DNA 结构复制修复转座 碱基结构双螺旋结构超螺旋结构 半保留复制半不连续复制引物复制叉各种酶 修复的原因修复的方式 : 直接修复切除修复 转座的概念转座子及例子转座的机制转座的意义

44 44 思考题 描述皮肤被紫外线晒伤后 DNA 如何损伤, 如何修复的 什么是转座子? 分为哪几类

45 45 下次课的内容 第三章生物信息的传递上 RNA 转录的基本过程 转录机器的主要成分

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