第五章的复制突变修复和重组

1、第1页，共61页。下一页上一页2第2页，共61页。下一页上一页（一）半保留复制、复制子、复制叉、双（一）半保留复制、复制子、复制叉、双向复制向复制DNA的呼吸作用、了解大肠杆菌的复制终的呼吸作用、了解大肠杆菌的复制终点点（二）（二）DNA复制的酶系复制的酶系P:97-99（三）（三）DNA复制的过程复制的过程3第3页，共61页。下一页上一页l1.复制原点复制原点l2.复制的起始复制的起始l引发引发l延伸：了解复制体的概念延伸：了解复制体的概念4第4页，共61页。下一页上一页l（一）复制的起始点（一）复制的起始点l（二）复制的过程（二）复制的过程l（三）（三）DNA复制的终止复制的终止 重点了解

2、端粒的复制重点了解端粒的复制P105-107放放录像录像 5第5页，共61页。下一页上一页lP108-112五、噬菌体和病毒五、噬菌体和病毒DNA的复制的复制l自学为主自学为主l重点教授重点教授P119的逆转录病毒的复制的逆转录病毒的复制6第6页，共61页。下一页上一页l移码突变插入或缺失一个或两个碱基使阅 读框改变，造成氨基酸改变或终 止密码子位置改变。3.据对遗传信息的改变：据对遗传信息的改变：l同义突变-点突变没有改变所编码的氨基酸。l错义突变点突变使相应的氨基酸发生改变。l无义突变氨基酸密码子因点突变而变为终 止密码子。7第7页，共61页。下一页上一页基因突变基因突变血红蛋白血红蛋白链

3、基因突变链基因突变8第8页，共61页。下一页上一页9第9页，共61页。下一页上一页10第10页，共61页。下一页上一页11第11页，共61页。下一页上一页染色体结构的变异染色体结构的变异倒位倒位12第12页，共61页。下一页上一页13第13页，共61页。下一页上一页）插入序列、Mu噬菌体、转座子、 返座子插入）体细胞自发突变癌症）转录或转录后突变二、突变自然发生二、突变自然发生14第14页，共61页。下一页上一页Dots are cancer associated genes.15第15页，共61页。下一页上一页l非条件性的突变非条件性的突变l条件性的突变条件性的突变5.突变效应突变效应正向突

4、变正向突变回复突变回复突变：抑制突变：抑制突变6.影响基因的调控序列：启动子突变体和影响基因的调控序列：启动子突变体和组成型突变体组成型突变体16第16页，共61页。下一页上一页（一）自发突变（一）自发突变:DAN复制复制DNA自发的化学变化自发的化学变化碱基的异构互变碱基的异构互变DNA中4种碱基各自的异构体间都可自发地相互变化（例如烯醇式与酮式碱基间的互变。A:C17第17页，共61页。下一页上一页l碱基的脱氨基作用碱基的脱氨基作用l碱基的环外氨基有时会自发脱落，从而胞嘧啶会变成尿嘧啶、腺嘌呤会变成次黄嘌呤（H）、鸟嘌呤会变成黄嘌呤（X）等，遇到复制时，U与A配对、H和X都与C配对就会导致

5、子代DNA序列的错误变化。胞嘧啶自发脱氨基的频率约为每个细胞每天190个。18第18页，共61页。下一页上一页19第19页，共61页。下一页上一页诱变：某些物理化学因素与生物体接触使 基因突变。射线、化学诱变剂、）溴）化学物质修饰碱基复制时错配）吖啶类染料易嵌入的碱基之间， 该处易插入突变。 （二）诱发突变20第20页，共61页。下一页上一页1.体外定向突变的原理：聚合酶链反应（）诱变：点突变、插入、缺失放录像体外人工诱变（三）基因的人工诱变21第21页，共61页。下一页上一页l注意适应性突变与自发突变的区别注意适应性突变与自发突变的区别lP13522第22页，共61页。下一页上一页原核生物、

6、单倍体真核生物：温度敏感突变体，下致死双倍体真核生物：杂合体杂交、回交、自交纯合体。三、突变三、突变 体的分离与分析体的分离与分析23第23页，共61页。下一页上一页、单链构象多态性分析（）： 点突变使构象改变。、限制性长度多态性分析（）： 点突变使酶切位点消失。、互补分析：两突变体交配基因互补。、染色体显带：检查染色体畸变。突变的分析突变的分析24第24页，共61页。下一页上一页基因打靶用同源重组的方法使染色体DNA得到定点修饰的方法。基因敲除用突变的基因置换生物体内相应的正常基因的技术。 五、体内基因打靶与基因敲除25第25页，共61页。下一页上一页 过程：构建基因打靶载体（目标基因-ne

7、o-目标基因-tk）黑鼠胚胎干细胞 未重组:不生长 非同源重组:丙氧鸟苷培养基中不生长 同源重组:neo、丙氧鸟苷培基中均生长.参见教材P107-10926第26页，共61页。下一页上一页物理、化学因素诱导突变，复制错误每天上千次损伤。损伤修复系统使生殖细胞每年仅个错配。 第三节 修复系统27第27页，共61页。下一页上一页）原核生物的聚合酶I、III外切酶活性。）错配修复系统：mutH,L,S错配矫正酶识别、切除错配碱基。一、修复复制时发生的错配28第28页，共61页。下一页上一页是修复DNA损伤最为普遍的方式，对多种DNA损伤包括碱基脱落形成的无碱基位点、嘧啶二聚体、碱基烷基化、单链断裂等

8、都能起修复作用。这种修复方式普遍存在于各种生物细胞中，也是人体细胞主要的DNA修复机制。修复过程需要多种酶的一系列作用。教材P11529第29页，共61页。下一页上一页30第30页，共61页。下一页上一页31第31页，共61页。下一页上一页l糖基酶识别、切除损伤的碱基。l应该说目前对真核细胞的DNA修复的反反应类型、参与修复的酶类和修复机制应类型、参与修复的酶类和修复机制了解还不多，但DNA损伤修复与细胞突变、寿命、衰老、肿瘤发生、辐射效应、某些毒物的作用都有密切的关系。l人类遗传性疾病已发现4000多种，其中不少与DNA修复缺陷有关，这些DNA修复缺陷的细胞表现出对辐射和致癌剂的敏感性增加。

9、32第32页，共61页。下一页上一页l例 如 着 色 性 干 皮 病着 色 性 干 皮 病 （ x e r o d e r m a pigmentosum）就是第一个发现的DNA修复缺陷性遗传病，患者皮肤和眼睛对太阳光特别是紫外线十分敏感，身体暴光部位的皮肤干燥脱屑干燥脱屑、色素沉着色素沉着、容易发生溃溃疡疡、皮肤癌皮肤癌发病率高，常伴有神经系统障碍，智力低下智力低下等，病人的细胞对嘧啶二聚体和烷基化的清除能力降低33第33页，共61页。下一页上一页基因突变+遗传重组生物体进化遗传重组不同DNA分子断裂、交换、连接而产生DNA片段的交换，并重新组合成新DNA的过程。分为广义（独立分配与交换）与

10、狭义（基因交换）。分为同源重组和非同源重组。第四节第四节 遗传重组遗传重组34第34页，共61页。下一页上一页同源重组同源或相似的DNA序列之间的交换。（一）同源重组模型 Holliday模型：同源染色体单条链断裂交叉连接形成holliday结构分支迁移形成异源双链区四条链断裂、再交互连接完成双链交换。35第35页，共61页。下一页上一页36第36页，共61页。下一页上一页37第37页，共61页。下一页上一页38第38页，共61页。下一页上一页交互重组一条亲本DNA分子的一段双链与另一条亲本DNA分子对应的一段DNA发生交换，产生了两条重组的DNA分子的重组现象。思考题：Holiday模型中无

11、交叉重组与交互重组的区别与联系是什么？（切口、产物、共同点）39第39页，共61页。下一页上一页40第40页，共61页。下一页上一页41第41页，共61页。下一页上一页42第42页，共61页。下一页上一页43第43页，共61页。下一页上一页44第44页，共61页。下一页上一页RuvC切割位点的一致序列为：5-A/TTT G/C-345第45页，共61页。下一页上一页（一）噬菌体DNA的整合与切离 噬菌体整合进宿主菌DNA溶原状态切离裂解生长整合过程与同源重组相似：整合酶切开 噬菌体和细菌染色体的核心序列交叉连接分支迁移7bp链交换（P125图5-40） 切离：Xis切除酶46第46页，共61页

12、。下一页上一页位点特异性重组：不依赖于DNA序列的同源性，而依赖于能与催化DNA链断裂和重新连接的酶结合于特异DNA序列。位点特异性重组与同源重组的区别： 部位 结果位点特异性重组 特异位点 DNA重排同源重组 切断随机，RecA蛋白 原有次序47第47页，共61页。下一页上一页48第48页，共61页。下一页上一页49第49页，共61页。下一页上一页attP:POP, 235bpattB:BOB, 23bp核心序列（O）：15bp50第50页，共61页。下一页上一页51第51页，共61页。下一页上一页l整合酶Int的三重功能：噬菌体的插入（成为原噬菌体，溶源）；原噬菌体的切离（进入溶源状态）；拓扑异构酶活性（松弛DNA状态att位点的超螺旋结构）宿主编码的整合宿主因子：IHF由HimA编码的亚基和hip编码的 亚基构成，结合于attP，对整合起作用。 切除酶（ Xis ）：无需提供能源和辅助因子。 52第52页，共61页。下一页上一页53第53页，共61页。下一页上一页54第54页，共61页。下一页上一页55第55页，共61页。下一页上一页56第56页，共61页。下一页上一页57第57页，共61页。下一页上一页1.转基因或基因敲除2.转基因技术用于疾病治疗3.基因打靶58第58页，共61页。下一页上一页59第59页，共61页。