第14章DNA复制和修复药学

1、第第1414章章DNADNA复制和修复药学复制和修复药学中心法则中心法则 Central DogmaCentral DogmaRNARNADNADNA蛋白质蛋白质转录转录翻译翻译复制复制逆逆转录转录少数病毒复制少数病毒复制翻译翻译 蛋白质蛋白质（病毒）（病毒）复制复制( (replication)是指遗传物质的传代，以母链是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板为模板合成子链合成子链DNA的过程。的过程。复制复制亲代亲代DNA子代子代DNA复制的基本规律复制的基本规律Basic Rules of DNA Replication 第一节第一节l 复制的方式复制的方式半保留复制半保留复制(semi-

2、conservative replication)l 复制的高保真性复制的高保真性(high fidelity) l 半不连续复制半不连续复制(semi-discontinuous replication) 一、半保留复制的实验依据和意义一、半保留复制的实验依据和意义 DNA生物合成时，母链生物合成时，母链DNA解开为两股单解开为两股单链，各自作为模板链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。

3、两个子细胞的新合成。两个子细胞的DNA都和亲代都和亲代DNA碱基序碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。列一致。这种复制方式称为半保留复制。半保留复制的概念半保留复制的概念AGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCCCACTGGGGTGACCAGGTACTGTCCATGACTCCATGACAGGTACTGAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACCAGGTACTGCCACTGGTCCATGACGGTGACC+母链母链DNA 复制过程中形成复制过程中形成的复制叉的复制叉子代子代DNA 目目 录录 1958 1958 Matthew Meselson Matt

4、hew Meselson和和Franklin StahlFranklin Stahl美国科学家马修美国科学家马修. .梅塞尔梅塞尔(Matthew (Matthew Keelson)Keelson)福兰克林福兰克林. .斯塔尔斯塔尔(Franklin Stahl)(Franklin Stahl)密度梯度实验密度梯度实验 实验结果支持半保留复制的设想。实验结果支持半保留复制的设想。含重氮含重氮-DNA的细菌的细菌培养于普培养于普通培养液通培养液 第一代第一代继续培养于继续培养于普通培养液普通培养液 第二代第二代梯度离心结果梯度离心结果按半保留复制方式，子代按半保留复制方式，子代DNA与亲代与亲代

5、DNA A的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。传信息，体现了遗传的保守性。半保留复制的意义半保留复制的意义遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，遗传的保守性，是物种稳定性的分子基础，但不是绝对的。但不是绝对的。二、复制的半不连续性二、复制的半不连续性3 5 3 5 解链方向解链方向3 5 3 3 5 领头链领头链(leading strand)随从链随从链(lagging strand)顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为领头链。这股链称为领头链。另一股链因为复制的

6、方向与解链方向相反，不能另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为随从链。复制中的不连续片段称为岡崎片段为随从链。复制中的不连续片段称为岡崎片段(okazaki fragment)。 领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。的半不连续性。 DNA复制的酶学和拓扑学变化复制的酶学和拓扑学变化The Enzymology of DNA Replication第二节第二节参与参与DNA复制的物质复制的物质 底物底物(substrate): dATP, dGT

7、P, dCTP, dTTP聚合酶聚合酶(polymerase): 依赖依赖DNA的的DNA聚合酶，简写聚合酶，简写 为为 DNA-pol模板模板(template) : 解开成单链的解开成单链的DNA母链母链引物引物(primer): 提供提供3 -OH末端使末端使dNTP可以依次聚合可以依次聚合 其他的酶和蛋白质因子其他的酶和蛋白质因子一、复制的化学反应一、复制的化学反应 (dNMP)n + dNTP (dNMP)n+1 + PPi 目目 录录聚合反应的特点聚合反应的特点DNA 新链生成需引物和模板；新链生成需引物和模板； 新链的延长只可沿新链的延长只可沿5 3 方向进行方向进行 。二、二、

8、DNA聚合酶聚合酶全称：依赖全称：依赖DNA的的DNA聚合酶聚合酶 (DNA-dependent DNA polymerase)简称：简称：DNA-pol活性：活性：1. 53 的聚合活性的聚合活性2. 核酸外切酶活性核酸外切酶活性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 外切酶活性外切酶活性 5 3 外切酶活性外切酶活性?能切除突变的能切除突变的 DNA片段。片段。能辨认错配的碱基对，并将其水解。能辨认错配的碱基对，并将其水解。 核酸外切酶活性核酸外切酶活性

9、 目目 录录（一）原核生物的（一）原核生物的DNA聚合酶聚合酶DNA-pol DNA-pol DNA-pol （一）原核生物的（一）原核生物的DNA聚合酶聚合酶可能可能不可能不可能可能可能基因突变后的致死性基因突变后的致死性无无无无有有5 3 核酸外切酶活性核酸外切酶活性20？400分子数分子数/细胞细胞多亚基不对称多亚基不对称二聚体二聚体？单肽链单肽链组成组成250120109分子量分子量(kD)DNA-pol IIIDNA-pol IIDNA-pol I可能可能不可能不可能可能可能基因突变后的致死性基因突变后的致死性无无无无有有5 3 核酸外切酶活性核酸外切酶活性20？400分子数分子数/

10、细胞细胞多亚基不对称多亚基不对称二聚体二聚体？单肽链单肽链组成组成250120109分子量分子量(kD)DNA-pol IIIDNA-pol IIDNA-pol I功能功能：对复制中的错误进行校读，对复制和：对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙进行填补。修复中出现的空隙进行填补。 ( (损伤修复，填补空隙）损伤修复，填补空隙）DNA-pol （109kD）323个氨基酸个氨基酸小片段小片段5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性大片段大片段/Klenow 片段片段 604个氨基酸个氨基酸DNA聚合酶活性聚合酶活性 3 5 核酸外切酶活性核酸外切酶活性N 端端C 端端木瓜蛋白酶木瓜蛋白酶DN

11、A-pol Klenow片段是实验室合成片段是实验室合成DNA，进行，进行分子生物学研究中常用的工具酶。分子生物学研究中常用的工具酶。 DNA-pol （120kD） DNA-pol II基因发生突变，细菌依然能存活。基因发生突变，细菌依然能存活。 它参与它参与DNA损伤的应急状态修复。损伤的应急状态修复。 功能功能是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。 DNA-pol (250kD)（二）真核生物的（二）真核生物的DNADNA聚合酶聚合酶DNA-pol 起始引发，有引物酶活性。起始引发，有引物酶活性。延长子链的主要酶，有解螺旋酶活性。延长子链的主要酶

12、，有解螺旋酶活性。参与低保真度的复制参与低保真度的复制 , ,参与核参与核DNADNA的修复的修复. .在复制过程中起校读、修复和填补缺在复制过程中起校读、修复和填补缺口的作用。口的作用。在线粒体在线粒体DNA复制中起催化作用。复制中起催化作用。DNA-pol DNA-pol DNA-pol DNA-pol 填补引物填补引物空隙，切空隙，切除修复，除修复，重组重组延长子延长子链的主链的主要酶，要酶，解螺旋解螺旋酶活性酶活性线粒体线粒体DNA复复制制低保低保真度真度的复的复制制起始引起始引发，引发，引物酶活物酶活性性功能功能+-3 5 核酸外切核酸外切酶活性酶活性高高高高高高？中中5 3 聚合活

13、性聚合活性25.512.514.04.016.5分子量（分子量（kD）DNA-pol填补引物填补引物空隙，切空隙，切除修复，除修复，重组重组延长子延长子链的主链的主要酶，要酶，解螺旋解螺旋酶活性酶活性线粒体线粒体DNA复复制制低保低保真度真度的复的复制制起始引起始引发，引发，引物酶活物酶活性性功能功能+-3 5 核酸外切核酸外切酶活性酶活性高高高高高高？中中5 3 聚合活性聚合活性25.512.514.04.016.5分子量（分子量（kD）DNA-pol三、复制保真性的酶学依据三、复制保真性的酶学依据复制按照碱基配对规律进行，是遗传信息能准复制按照碱基配对规律进行，是遗传信息能准确传代的基本原

14、理。确传代的基本原理。复制保真性的酶学机制：复制保真性的酶学机制：（一）（一）DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校读的核酸外切酶活性和及时校读 （二）复制的保真性和碱基选择（二）复制的保真性和碱基选择（一）（一）DNA-pol的核酸外切酶活性和及时校的核酸外切酶活性和及时校读读A：DNA-pol的外切酶活性切除错配碱基；并用的外切酶活性切除错配碱基；并用其聚合活性掺入正确配对的底物。其聚合活性掺入正确配对的底物。B：碱基配对正确，：碱基配对正确， DNA-pol不表现活性。不表现活性。（二）复制的保真性和（二）复制的保真性和碱基选择碱基选择 DNA聚合酶靠其大分子结构协调非共价（氢键）聚合酶

15、靠其大分子结构协调非共价（氢键）与共价（磷酸二酯键）键的有序形成。与共价（磷酸二酯键）键的有序形成。 嘌呤的化学结构能形成顺式和反式构型，与相应嘌呤的化学结构能形成顺式和反式构型，与相应的嘧啶形成氢键配对，嘌呤应处于反式构型。的嘧啶形成氢键配对，嘌呤应处于反式构型。 1. 遵守严格的碱基配对规律；遵守严格的碱基配对规律；2. 聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；聚合酶在复制延长时对碱基的选择功能；3. 复制出错时复制出错时DNA-pol的及时校读功能。的及时校读功能。DNA复制的保真性至少要依赖三种机制复制的保真性至少要依赖三种机制 四、复制中的分子解链及四、复制中的分子解链及DNA 分子分子

16、拓扑学变化拓扑学变化 DNADNA分子的碱基埋在双螺旋内部，只有把分子的碱基埋在双螺旋内部，只有把DNADNA解成单链，它才能起模板作用。解成单链，它才能起模板作用。（一）解螺旋酶、引物酶和单链（一）解螺旋酶、引物酶和单链DNA结合蛋白结合蛋白理顺理顺DNA链链拓扑异构酶拓扑异构酶 (gyrA, B)稳定已解开的单链稳定已解开的单链单链单链DNA结合蛋白结合蛋白SSB催化催化RNA引物生成引物生成引物酶引物酶DnaG (dnaG)运送和协同运送和协同DnaBDnaC (dnaC)解开解开DNA双链双链解螺旋酶解螺旋酶DnaB (dnaB)辨认起始点辨认起始点DnaA (dnaA)蛋白质（基因）

17、蛋白质（基因）通用名通用名功能功能原核生物复制起始的相关蛋白质原核生物复制起始的相关蛋白质E. Coli 基因图基因图目目 录录 解螺旋酶解螺旋酶(helicase)利用利用ATP供能，作用于氢键，使供能，作用于氢键，使DNA双链双链解开成为两条单链解开成为两条单链 引物酶引物酶(primase)复制起始时催化生成复制起始时催化生成RNA引物的酶引物的酶 单链单链DNA结合蛋白结合蛋白(single stranded DNA binding protein, SSB)在复制中维持模板处于单链状态并保护单在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整链的完整 解旋酶解旋酶 (helicase)(h

18、elicase)解螺旋酶解螺旋酶作用：断裂互补碱基间的氢键，使作用：断裂互补碱基间的氢键，使DNADNA成单链成单链dnaA、B、CDnaA、B、CATP引物酶引物酶( (PrimasePrimase) ) 5 5 5 5 催化催化RNARNA引物合成的酶叫引物酶，它是一种特引物合成的酶叫引物酶，它是一种特殊的殊的RNARNA聚合酶聚合酶 DNADNA合成需在合成需在RNARNA引物的基础上进行引物的基础上进行RNARNA引物引物5 5 3 3 5 5 3 3 单链单链DNADNA结合蛋白（结合蛋白（SSBSSB）作用：防止单链作用：防止单链DNADNA重重新形成双链，防止单新形成双链，防止单

19、链链DNADNA被核酸酶水解被核酸酶水解（协同效应）（协同效应）1010 8 8 局部解链后局部解链后（二）（二）DNA拓扑异构酶拓扑异构酶(DNA topoisomerase) 解链过程中正超螺旋的形成解链过程中正超螺旋的形成目目 录录拓扑异构酶作用特点拓扑异构酶作用特点既能水解既能水解 、又能连接磷酸二酯键、又能连接磷酸二酯键 拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶拓扑异构酶分分 类类拓扑异拓扑异构酶构酶切断切断DNA双链中双链中一股一股链，使链，使DNA解链旋转不致打结；适当时候封解链旋转不致打结；适当时候封闭切口，闭切口，DNA变为松弛状态。变为松弛状态。反应反应不需不需ATP。拓扑异拓扑异构

20、酶构酶切断切断DNA分子分子两股两股链，断端通过链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛。切口旋转使超螺旋松弛。利用利用ATP供能，连接断端，供能，连接断端， DNA分子进入负超螺旋状态。分子进入负超螺旋状态。作用机制作用机制 五、五、DNA连接酶连接酶连接连接DNA链链3 -OH末端和相邻末端和相邻DNA链链5 -P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把两段相邻的邻的DNA链连接成一条完整的链。链连接成一条完整的链。 DNA连接酶连接酶(DNA ligase)作用方式作用方式POO-O-OHO5POO-O-O335DNA连接酶连接酶ATPADP5353目目 录录D

21、NA连接酶在复制中起最后接合缺口的连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。作用。在在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。也是基因工程的重要工具酶之一。功能功能 小小 结结主要成员主要成员 主要作用主要作用DnaA DnaA 识别复制起始位点识别复制起始位点解螺旋酶解螺旋酶 解开解开DNADNA双链双链SSB SSB 维持已解开单链维持已解开单链DNADNA的稳定的稳定引物酶引物酶 合成合成RNARNA引物引物 TOPO TOPO 使打结、缠绕、正超螺旋的使打结、缠绕、正超螺旋的DNADNA松驰松驰DNA-pol DNADNA-

22、pol DNA复制复制DNA-pol DNA-pol 水解引物、填补空隙、修复作用水解引物、填补空隙、修复作用DNADNA连接酶连接酶 催化双链催化双链DNADNA中单链缺口的连接中单链缺口的连接DNA生物合成过程生物合成过程The Process of DNA Replication第三节第三节1.1.复制的起始复制的起始2.2.复制复制的延长的延长3.3.复制的终止复制的终止（一）复制的起始（一）复制的起始需要解决两个问题：需要解决两个问题：1. DNA解开成单链，提供模板。解开成单链，提供模板。2. 合成引物，提供合成引物，提供3 -OH末端。末端。一、原核生物的一、原核生物的DNA生物

23、合成生物合成 复制起始点复制起始点 oriC GATTNTTTATTT GATCTNTTNTATT GATCTCTTATTAG 1 13 17 29 32 44 1 13 17 29 32 44 TGTGGATTA-TTATACACA-TTTGGATAA-TTATCCACA58 66 166 174 201 209 237 24558 66 166 174 201 209 237 245 串联重复序列串联重复序列 反向重复序列反向重复序列5 3 5 3 1. DNA解链解链复制起始点复制起始点oriCoriC跨度为跨度为245bp245bp，有，有3 3组串组串联重复序列和联重复序列和2 2对

24、反向重复序列对反向重复序列 GATTNTTTATTTGATCTNTTNTATTGATCTCTTATTAG串联重复序列串联重复序列 反向重复序列反向重复序列TTTGGATAA.TTATCCACA TGTGGATTATTATACACA 2. 引发体和引物引发体和引物 Dna A Dna B、 Dna CDNA拓扑异构酶拓扑异构酶引物引物酶酶SSB3 5 3 5 含有解螺旋酶、含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为引发体。复制起始区域的复合结构称为引发体。 3 5 3 5 引物是由引物酶催化合成的短链引物是由引物酶催化合成的短链RNA分子。分子。 引物引物

25、3 HO5引物引物酶酶（二）复制的延长（二）复制的延长复制的延长指在复制的延长指在DNA-pol催化下，催化下，dNTP以以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，的方式逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。其化学本质是磷酸二酯键的不断生成。 5 5 3 35 5dATPdGTPdTTPdCTPdTTPdGTPdATPdCTPOH 33 3DNA-pol目目 录录领头链的合成领头链的合成目目 录录随从链的合成随从链的合成目目 录录目目 录录（三）复制的终止（三）复制的终止 由由DNA聚合酶聚合酶I完成切除引物，完成切除引物，并且填补空隙，由并且填补空隙，由DNA连

26、接酶将连接酶将DNA片段连接起来。片段连接起来。5 5 5 RNA酶酶OHP5 DNA-pol dNTP5 5 PATP ADP+Pi5 5 DNA连接酶连接酶反转录和其他复制方式反转录和其他复制方式Reverse Transcription and Other DNA Replication Ways第四节第四节反反转录酶转录酶(reverse transcriptase) 反反转录转录(reverse transcription) 反反转录转录酶酶一、反转录病毒和反转录酶一、反转录病毒和反转录酶 反转录病毒细胞内的反转录现象反转录病毒细胞内的反转录现象RNA 模板模板反转录酶反转录酶DNA

27、-RNA 杂杂化双链化双链RNA酶酶单链单链DNA反转录酶反转录酶双链双链DNA二、反转录研究的意义二、反转录研究的意义 反转录酶和反转录现象，是分子生物学研究中反转录酶和反转录现象，是分子生物学研究中的重大发现。的重大发现。 反转录现象说明：至少在某些生物，反转录现象说明：至少在某些生物，RNA同样同样兼有遗传信息传代与表达功能。兼有遗传信息传代与表达功能。对反转录病毒的研究，拓宽了对反转录病毒的研究，拓宽了20世纪初已注意世纪初已注意到的病毒致癌理论。到的病毒致癌理论。 滚环复制滚环复制(rolling circle replication)三、滚环复制和三、滚环复制和D环复制环复制 是某

28、些低等生物的复制形式，如是某些低等生物的复制形式，如 X174和和M13噬菌体等。噬菌体等。3 -OH5 -P5 5 5 3 3 3 3 5滚环复制滚环复制5 5 3 3 5 目目 录录dNTPDNA-pol D环复制环复制(D-loop replication) 是线粒体是线粒体DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)的复制形式。的复制形式。 DNA损伤（突变）与修复损伤（突变）与修复DNA Damage (Mutation) and Repair第五节第五节遗传物质的结构改变而引起的遗传信息遗传物质的结构改变而引起的遗传信息改变，均可称为突变。改变，均可称为突变。在复制过

29、程中发生的在复制过程中发生的DNA突变称为突变称为DNA损伤损伤(DNA damage)。从分子水平来看，突变就是从分子水平来看，突变就是DNA分子上分子上碱基的改变。碱基的改变。 一、突变的意义一、突变的意义（一）突变是进化、分化的分子基础（一）突变是进化、分化的分子基础（二）突变导致基因型改变（二）突变导致基因型改变（三）突变导致死亡（三）突变导致死亡（四）突变是某些疾病的发病基础（四）突变是某些疾病的发病基础 二、引发突变的因素二、引发突变的因素物理因素物理因素 紫外线紫外线(ultra violet, UV)、各种辐射、各种辐射 UV化学因素化学因素常见的化学诱变剂常见的化学诱变剂化合

30、物类别化合物类别作作 用用 点点分子改变分子改变碱基类似物碱基类似物如：如：5-BUA 5-BU G- A - T - G - C -羟胺类（羟胺类（NH2OH）T C- T - A - C - G -亚硝酸盐（亚硝酸盐（NO2）C U- G - C - A - T -烷化剂烷化剂如：氮芥类，如：氮芥类，NitrominsG mGG mGDNA缺失缺失G目目 录录三、突变的分子改变类型三、突变的分子改变类型错配错配 (mismatch)缺失缺失 (deletion)插入插入 (insertion)重排重排 (rearrangement)框移框移(frame-shift) DNA分子上的碱基错配

31、称点突变分子上的碱基错配称点突变(point mutation)。发生在同型碱基之间，即嘌呤代替另发生在同型碱基之间，即嘌呤代替另一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。 1. 转换转换发生在异型碱基之间，即嘌呤变嘧啶发生在异型碱基之间，即嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤。或嘧啶变嘌呤。 2. 颠换颠换（一）错配（一）错配镰形红细胞贫血病人镰形红细胞贫血病人Hb (HbS) 亚基亚基N-val his leu thr pro val glu C 肽链肽链CAC GTG基因基因正常成人正常成人Hb (HbA)亚基亚基N-val his leu thr pro glu glu C 肽链肽链C

32、TCGAG基因基因（二）缺失（二）缺失、插入插入和框移和框移缺失：一个碱基或一段核苷酸链从缺失：一个碱基或一段核苷酸链从DNA大分子上大分子上消失。消失。插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入插入：原来没有的一个碱基或一段核苷酸链插入到到DNA大分子中间。大分子中间。移码突变是指三联体密码的阅读方式改变，造移码突变是指三联体密码的阅读方式改变，造成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。成蛋白质氨基酸排列顺序发生改变。 缺失或插入都可导致移码突变缺失或插入都可导致移码突变 。谷谷 酪酪 蛋蛋 丝丝5 G C A G U A C A U G U C 丙丙 缬缬 组组 缬缬正常正常5 G A G U A

33、 C A U G U C 缺失缺失C缺失引起框移突变缺失引起框移突变（三）重排（三）重排DNA分子内较大片段的交换，称为分子内较大片段的交换，称为重组或重排。重组或重排。 由基因重排引起的两种地中海贫血基因型由基因重排引起的两种地中海贫血基因型目目 录录四、四、DNA损伤的修复损伤的修复修复修复(repairing) 是对已发生分子改变的补偿措施，使其是对已发生分子改变的补偿措施，使其回复为原有的天然状态。回复为原有的天然状态。光修复光修复(light repairing)切除修复切除修复(excision repairing)重组修复重组修复(recombination repairing)

34、SOS修复修复 修复的主要类型修复的主要类型（一）光修复（一）光修复光修复酶光修复酶(photolyase) UVUvrAUvrBUvrCOHPDNA聚合酶聚合酶OHP （二）切除修复（二）切除修复是细胞内最重要和是细胞内最重要和有效的修复机制，主要有效的修复机制，主要由由DNA-pol和连接酶和连接酶完成。完成。DNA连接酶连接酶ATP的切除修复的切除修复机制机制目目 录录切切 除除 修修 复复 动动 画画案例分析案例分析 着色性干皮病着色性干皮病(XP) 此病为常染色体隐性遗传病此病为常染色体隐性遗传病,患者皮肤对日光敏患者皮肤对日光敏感感,病变累及颜面病变累及颜面,肩，臂等肩，臂等. 发

35、病机制发病机制 XPA基因第基因第631位碱基由胞嘧啶突变为胸腺嘧啶位碱基由胞嘧啶突变为胸腺嘧啶(转换转换) 第第211位氨基酸由精氨酸突变为终止位氨基酸由精氨酸突变为终止密码子密码子 所编码的所编码的XPA蛋白在蛋白在C端缺失了端缺失了63个个氨基酸氨基酸 XPA蛋白功能蛋白功能(参与参与DNA的切除修复的切除修复)产生缺陷产生缺陷 DNA损伤修复失效损伤修复失效 日晒诱发日晒诱发DNA链嘧啶二聚体形成链嘧啶二聚体形成 皮肤发生色素沉着皮肤发生色素沉着,萎缩萎缩. 先复制再修复。子代链在对应模板链的损先复制再修复。子代链在对应模板链的损伤伤 处留下缺口，先将同源母链处留下缺口，先将同源母链D

36、NA上相应的上相应的核苷酸片段转移替补，然后再合成一段序列填核苷酸片段转移替补，然后再合成一段序列填充缺口。充缺口。（三）重组修复（三）重组修复（四）（四）SOS修复修复 当当DNA损伤广泛难以继续复制时，由此而诱损伤广泛难以继续复制时，由此而诱发出一系列复杂的反应。发出一系列复杂的反应。 在在E. coli，各种与修复有关的基因，组成一个，各种与修复有关的基因，组成一个称为调节子称为调节子(regulon)的网络式调控系统。的网络式调控系统。 这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能这种修复特异性低，对碱基的识别、选择能力差。通过力差。通过SOS修复，复制如能继续，细胞是修复，复制如能继续，细

37、胞是可存活的。然而可存活的。然而DNA保留的错误较多，导致保留的错误较多，导致较广泛、长期的突变。较广泛、长期的突变。习题选择选择 1.1.DNADNA复制时，序列复制时，序列55TpApGpApCpTTpApGpApCpT33指导合成的互指导合成的互补结构是补结构是( ( ) ) A A、55ApTpCpTpTpApApTpCpTpTpAp3 3 B B、55ApGpTpCpTpApApGpTpCpTpAp3 3 C C、55ApGpUpCpUpApApGpUpCpUpAp3 3 D D、3TpGpTpCpTpAp5 3TpGpTpCpTpAp5 E E、55ApGpGpCpGpApApGpGpCpGpAp33 冈崎片段是指冈崎片段是指( )( ) A A、DNADNA模板上的模板上的DNADNA片段片段 B B、随从链上合成的、随从链上合