分子生物学 许晓东2公开课一等奖省优质课大赛获奖课件

2染色体与DNA2.1染色体2.1.1染色体概述染色体(chromosome)是细胞核中载有遗传信息物质，在显微镜下呈丝状或棒状，由核酸和蛋白质组成，在细胞发生有丝分裂时期轻易被碱性染料着色，所以而得名。同一物种内每条染色体所带DNA量是一定，但不一样染色体或不一样种中间改变很大。原核细胞染色体外裹着稀疏蛋白质，其中一部分与DNA折叠相关，另一些则参加DNA复制、重组及转录过程。真核细胞染色体中，DNA与蛋白质完全融合在一起，其蛋白质与对应DNA质量比约为2:1。另外还有少许RNA。人类染色体显微结构图19Mb210genes240Mb3453genesDNA分布主要在染色体上细胞质内细胞核遗传细胞质遗传生物遗传例：紫茉莉叶色遗传在分子生物学中，我们用“染色体DNA”，是为了区分质粒、线粒体和叶绿体DNA。了解染色体，是为了了解DNA存在状态，同时也是为了了解染色体水平基因表示调控。染色体本身也是分子生物学家研究材料，比如针对端粒研究。2.1.2真核细胞染色体组成染色体作为遗传物质特征：分子相对稳定；能自我复制，保持遗传连续性；能指导蛋白质合成，控制生命过程；能产生可遗传变异。化学组成(1).DNA：约占30%，每条染色体一个双链DNA分子是遗传信息载体，也就是所谓遗传物质(2).蛋白质组蛋白(histone)：呈碱性，结构稳定；与DNA结合形成、维持染色质结构，与DNA含量呈一定百分比非组蛋白：种类和含量不稳定；作用还不完全清楚，可能与染色质结构调整相关，在DNA遗传信息表示中有主要作用(3).少许RNA（含量小于DNA含量10%）1.蛋白质包含组蛋白（Histone）和非组蛋白。富含赖氨酸和精氨酸HistonewereanalyzedbySDS组蛋白特征1.进化上极端保守性尤其是H3、H4，牛、猪、大鼠H4完全相同，牛和豌豆H4只有两个氨基酸差异。2.无组织特异性仅发觉两个例外（鸟鱼两栖红细胞H1->H5，精细胞鱼精蛋白）3.肽链上氨基酸分布不对称性N端碱性氨基酸C端疏水氨基酸4.组蛋白修饰作用甲基化、乙酰化、磷酸化、ADP核糖基化等

5.富含赖氨酸组蛋白H5只存在于鸟类、两栖类等含有细胞核红细胞中肽链上氨基酸分布不对称性N端碱性氨基酸C端疏水氨基酸组蛋白修饰作用——影响组蛋白与DNA亲和性，调控基因表示。Sitesofpost-translationalmodificationsonthehistonetails.Themodificationsshownincludeacetylation(purple),methylation(red),phosphorylation(green),andubiquitination(orange).——Genes&Dev.

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15:2343-2360

非组蛋白（含量约为组蛋白60-70%）包含酶类和细胞分裂相关蛋白（收缩蛋白、骨架蛋白、核孔复合物蛋白、肌动蛋白、肌球蛋白、微管蛋白、原肌蛋白）高速泳动蛋白（highmobilitygroupprotein,HMG蛋白）能与DNA结合，也能与H1作用，可能与超螺旋结构相关。DNA结合蛋白可能是一些与DNA复制或转录相关酶或调解物质。A24非组蛋白C端与H2A相同，功效不详2.真核生物基因组DNA特点：含有大量重复序列；功效DNA序列大多被非功效DNA隔开。C值(Cvalue)：一个生物单倍体基因组DNA总量。C值反常现象(C-valueparadox)：C值往往与种系进化复杂程度不一致。不重复序列一个或几个拷贝，占DNA总量40-80%，序列长约750-bp.单拷贝基因也能够合成大量蛋白：蚕丝心蛋白DNA—104mRNA—109protein中度重复序列重复次数10-104，占DNA总量10-40%，编码rRNA、tRNA和一些结构蛋白。

高度重复序列卫星DNA(satelliteDNA)，占基因组10-60%，由6-100个碱基组成，大多位于染色体着丝粒，功效不明，可能与染色体稳定性相关。卫星DNA(satelliteDNA)3.染色质和核小体(Chromatinandnucleosomes)染色质DNATm值比自由DNA高。染色质DNA复制和转录活性比自由DNA低。DNA酶I(DNaseI)对染色质DNA消化慢于纯DNA。延伸Tm值:DNA熔解温度，指把DNA双螺旋结构降解二分之一时温度核小体(nucleosome)是一个串珠状结构，由关键颗粒和连结线DNA两部分组成，可描述以下：①每个核小体单位包含约200bpDNA、一个组蛋白关键和一个H1；②由H2A、H2B、H3、H4各两分子形成八聚体，组成关键颗粒；③DNA分子以左手螺旋缠绕在关键颗粒表面，每圈80bp，共1.75圈，约146bp，两端被H1锁合；④相邻关键颗粒之间为一段60bp连接线DNA。ShorterlinkerDNAfavorLongerlinkerDNAfavor用小球菌核酸酶(Micrococcusnuclease)消化染色质DNAJBCApril27,vol.282no.1712537-12546核小体单体被微球菌核酸酶处理后，伴随时间延长，其降解产物(DNA片段)会逐步缩短，从200bp降至146bp，至此极难再深入降解。这种稳定结构为关键颗粒，它是由146bpDNA片段和H2A、H2B、H3和H4各2分子组成。从DNA到染色体染色体结构矛盾及协调DNA与组蛋白及其它包装蛋白结合降低了其可靠近能力。这种可靠近能力降低会影响介导DNA复制、修复、转录和重组蛋白与DNA间靠近和相互作用。处理压缩DNA和靠近DNA矛盾就是怎样调控染色质结构.研究已表明，单个核小体结构改变可允许染色体该区域DNA与其它蛋白相互作用。核小体结构改变可由修饰和重建核小体酶所介导。所以，了解核小体结构及其改变调控是解释真核细胞DNA复制、重组、转录等过程关键。Certainstainingtechniquescausethechromosomestohavetheappearanceofaseriesofstriations,whicharecalledG-bands.ThebandsarelowerinG-Ccontentthantheinterbands.GenesareconcentratedintheG-C-richinterbands.ThehumanXchromosomecanbedividedintodistinctregionsbyitsbandingpattern扩展：ChromosomesHaveBandingPatterns果蝇(Drosophila)染色体结构图经过染色体形态，能够研究基因缺失、重复和倒置。PhotocourtesyofJoséBonner,IndianaUniversityThepolytenechromosomesofD.melanogasterformanalternatingseriesofbandsandinterbandsIndividualbandscontainingparticulargenescanbeidentifiedbyinsituhybridizationPolyteneChromosomesFormBands真核生物基因组结构特点基因组庞大存在大量重复序列大部分为非编码序列（>90%）转录产物为单顺反子(见下页解释)真核基因是断裂基因，有内含子存在大量顺式作用元件（开启子、增强子、缄默子）存在大量DNA多态性有端粒结构相对同一染色体或DNA分子而言为“顺式”（cis）；对不一样染色体或DNA分子而言为“反式”（trans）。延伸：什么是顺反子(cistron)2.1.3原核生物基因组1结构简练绝大部分编码蛋白质2存在转录单元功效相关基因往往集中在一起，它们可被一起转录成多顺反子mRNA3有重合基因阅读框改变或不改变重合基因OverlappinggenesBMCGenomics,9:1692.2DNA结构2.2.1DNA一级结构DNA（脱氧核糖核酸deoxyribonucleicacid）组成成份：核糖和脱氧核糖嘌呤(purine)嘧啶(pyrimidine)多聚核苷酸链中新生磷酸糖苷键产生DNA方向是5’-3’（蛋白质是N-C）DNA通常以线性或环状形式存在DNA通常是双链(dsDNA)，少数是单链(ssDNA)DNA一级结构是指4种核苷酸排列次序。GC丰富区易形成左手螺旋反向重复片段易形成发夹结构一级结构对高级结构影响：延伸：5‘TCTCTCTCTCTCTAGAGAGAGAGAGA’3

3‘AGAGAGAGAGAGATCTCTCTCTCTCT’55‘NNNGAAGGTCCNNNNGGACGTTCNNN’3

3‘NNNCTTGCAGGNNNNCCTGCAAGNNN’5反向重复序列（invertedrepeatsequence）回文结构（Palindrome）NNNN

CGCGTAGCGCATATGCNNNNNN2.2.2DNA二级结构DNA二级结构是指两条多核苷酸链反向平行盘绕所生成双螺旋结构。碱基间形成氢键B-DNA反向平行双螺旋结构克里克草图大沟通常是蛋白质与DNA相互作用部位……Transcriptionactivator-likeeffectornucleases(TALENs)areartificialrestrictionenzymesgeneratedbyfusingaTALeffectorDNAbindingdomaintoaDNAcleavagedomain.DNA缠绕在组蛋白上……B构象：生物体内天然存在DNA几乎都以B-DNA存在。A构象：是在以钠、钾或铯作为反向离子时，将DNA纤维在75%相对湿度下进行X光衍射测定出来。DNA-RNA杂交分子、RNA-RNA双链结构均为A构象。Z构象：在DNA进行转录或其它一些生理过程中会产生Z-DNA结构，之后DNA会放出能量，形成B-DNA。GC含量高区域易于形成Z构象。右手螺旋：A-DNA,B-DNA左手螺旋：Z-DNAZ－DNA生物学意义：应该指出Z－DNA形成通常在热力学上是不利。因为Z-DNA中带负电荷磷酸根距离太近了，这会产生静电排斥。不过，DNA链局部不稳定区存在就成为潜在解链位点。

另外，DNA螺旋上沟特征在其信息表示过程中起关键作用。Z-DNA中大沟消失，小沟狭而深，使调控蛋白识别方式也发生改变。

这些都暗示Z-DNA存在不但仅是因为DNA中出现嘌呤-啶嘧交替排列之结果，也一定是在漫漫进化长河中对DNA序列与结构不停调整与筛选结果，有其内在而深刻含意，只是人们还未充分认识而已。扩展：其它结构Hollidayjunction由重复排列端粒组成脱氧核糖核酸四联体结构形态DNA双链变性与复性加热、提升pH、降低离子强度，都能使DNA双链变性。反之，变性DNA又能够复性。G+C含量、离子强度和DNA均一性都会影响变性曲线。2.2.3DNA高级结构DNA高级结构是指DNA双螺旋深入扭曲盘绕所形成特定空间结构。1965年Vinograd等用电镜发觉SV40和多瘤病毒环形DNA超螺旋。负超螺旋松弛DNA正超螺旋拓扑异构酶拓扑异构酶supercoiledlinear

opencircularTopoisomeraseL=T+WL(linkingnumber)：环形DNA分子两条链间交叉次数T(twistingnumber)：盘绕数W(writhingnumber)：超螺旋数对于真核生物来说，即使其染色体多为线形分子但其DNA均与蛋白质相结合，两个结合点之间DNA形成一个突环(loop)结构，类似于共价封闭环(covalentlyclosedcircle,CCC)分子，一样含有超螺旋形式。真核生物中，DNA与组蛋白八聚体形成核小体结构时，存在着负超螺旋。研究发觉，全部DNA超螺旋都是由DNA拓扑异构酶产生。2.3DNA复制过程复杂；需要各种酶和蛋白质参加（包含拓扑异构酶、解旋酶、单链DNA结合蛋白、引物合成酶、DNA聚合酶及连接酶等）。起始-延伸-终止2.3.1DNA半保留复制最初推测复制模型2.3.2DNA复制一些基本概念复制起点（复制原点,Theoriginofreplication）是固定，能识别参加复制起始特殊蛋白质。DNA从复制起点开始复制直到终点为止，每一个这么DNA复制单位称为复制子（replicon）。从复制起点开始，双链解开形成叉子状生长点，叫复制叉（replicationfork）。复制叉移动方向和速度是各种多样，但以双向等速移动为主。真核生物： 双向等速原核生物： 双向等速（大肠杆菌） 双向不等速（枯草杆菌） 先单向后双向（R6K质粒） 单向（ColE1质粒） 相向（一些线性DNA病毒：腺病毒）2.3.3复制几个主要方式DNA生物合成只能从5’到3’起始时候需要一个自由羟基1线性DNA双链复制全部已知核酸聚合酶，不论是DNA聚合酶还是RNA聚合聚合酶都只从5’向3’端移动，新链合成方向与聚合酶移动方向一致，即只能是5’→3’；而对于DNA合成必需一段引物存在，体内DNA复制时，由一段RNA引物起始DNA合成，起始后它必须切除，切除后，5’端怎样起始呢？end-replicationproblem经过将线性复制子转变为环状或多聚分子。如λ噬菌体（成环）、T7噬菌体（多聚分子）。DNA可形成特殊结构。如草履虫线性线粒体DNA在末端形成发夹，使分子没有游离末端。某种蛋白质可能会介入，在真正末端上开启。几个线性病毒核酸含有与5`端碱基共价结合蛋白质，其中了解最清楚例子是腺病毒DNA。末端是可变，而不是准确确定。真核生物染色体可能采取这种方式，在这种情况下，DNA末端短重复序列拷贝数改变（如端粒复制）。??二聚体ATCGTAGCATCGTAGC专一性核酸内切酶T7噬菌体末端复制草履虫线粒体DNA末端复制CurrGenet(1993)24:241-247腺病毒经过蛋白引发DNA复制端粒复制NatureReviewsCancer1,203-213(December)延伸端粒

NobelPrizeforPhysiologyorMedicine:ElizabethBlackburn，

CarolW.Greider

and

JackW.Szostak.SzostakJW,BlackburnEH.Cloningyeasttelomeresonlinearplasmidvectors.Cell1982;29:245-255.GreiderCW,BlackburnEH.IdentificationofaspecifictelomereterminaltransferaseactivityinTetrahymenaextracts.Cell1985;43:405-13.GreiderCW,BlackburnEH.AtelomericsequenceintheRNAofTetrahymenatelomeraserequiredfortelomererepeatsynthesis.Nature1989;337:331-7.四膜虫Tetrahymena端粒长度与衰老端粒合成模型2环状DNA双链复制θ型（如大肠杆菌E.coli）滚环型（rollingcircle）如ФX174D-环形（D-loop）如哺乳动物线粒体DNA2.4原核生物和真核生物DNA复制特点2.4.1原核生物DNA复制特点1DNA复制引发oriC(84min)（dnaA结合位点）复制原点,Theoriginofreplication不一样原核生物复制起始位点Abacterialartificialchromosome(BAC)isaDNAconstruct,basedonafunctionalfertilityplasmid(orF-plasmid),usedfortransformingandcloninginbacteria,usuallyE.coli.F-plasmidsplayacrucialrolebecausetheycontainpartitiongenesthatpromotetheevendistributionofplasmidsafterbacterialcelldivision.Thebacterialartificialchromosome'susualinsertsizeis150-350kbp.扩展：BACTheeight-plasmidpolI–polIIsystemforthegenerationofinfluenzaAvirus.dnaA与OriC结合开启了DNA复制NatureReviewsMicrobiology

11,303–315

()HU+ATPRNA引物：全部DNA聚合酶都从3’羟基端开始DNA合成。DNA复制首先需要由引发酶在DNA模板上合成一段RNA链，提供引发末端。长度11±1。引发体primosome引发前体preprimosome引发酶Primase(DnaG)DnaBhelicaseDnaChelicaseassistantDnaTPriAPriBPriC2DNA双螺旋解旋DNA解链酶(DNAhelicase)需要水解ATP取得能量。大部分沿模板5’-3’方向移动，少数沿3’-5’方向移动(Rep蛋白)。在Ecoli中，解旋酶DnaB作为引发体组员，参加复制叉形成，并结合于一个复制叉，利用ATP水解能量解开双螺旋，推进复制叉向前延伸。单链结合蛋白(single-strandbindingprotein,SSB蛋白)原核生物SSB蛋白有协同效应。预防单链DNA退火。使DNA单链保持一个伸展构象，它们与磷酸骨架结合，离开暴露碱基——那些碱基能作为DNA合成模板；使解开单链不形成发卡结构；保护DNA单链不受Dnase水解。DNA拓扑异构酶(DNAtopoisomerase)第一型拓朴异构酶（TypeItopoisomerase）：切断一股DNA，属于这类型有拓朴异构酶I与拓朴异构酶III等。第二型拓朴异构酶（TypeIItopoisomerase）：切断双股DNA，属于这类型有拓扑异构酶IIα与拓扑异构酶IIβ等。扩展：TOPOCloning3

复制延伸冈崎片段与半不连续复制冈崎片段(Okazakifragment)普通长约1000-个碱基，原核比真核长。前导链Leadingstrand后随链Laggingstrand然后，RNaseH（大肠杆菌中为DNA聚合酶I）降解RNA引物，DNA聚合酶I补齐缺口，再由DNA连接酶连接两个冈崎片段。4复制终止Tus与约22bp终止序列Ter结合，使dnaB不再解链。当复制叉前移，碰到重复性终止子序列（Ter）时，Ter-Tus复合物能阻挡复制叉继续前移，等到相反方向复制叉抵达后在DNA拓扑异构酶IV作用下使复制叉解体，释放子链DNAPNAS

September2,

vol.105

no.3512831-128365DNA聚合酶全部DNA聚合酶（不论是原核生物还是真核生物起源）共同性质：(a)在DNA聚合酶活性中心，在模板DNA链指导下，按照碱基互补配对标准对新加入碱基含有严格地选择；(b)新和成链延伸方向是由5’→3’进行，新生链与模板链反向平行。(c)DNA聚合酶不能从头开始合成—全部DNA聚合酶都需要一段寡聚核苷酸引物，（有3’-OH），在引物3’-端逐一加入新核苷酸。细菌中，已经有五种DNA聚合酶被发觉。*DNA聚合酶I（PolI）：C端(Klenow片段)含有聚合酶活性和3‘-5’外切酶活性；N端含有5‘-3’外切酶活性；能去除冈崎片段5‘端得RNA引物；有内切酶活性。*DNA聚合酶II（PolII）：活性低，在DNA损伤修复中起作用。*DNA聚合酶III（PolIII）：活性强，含有聚合酶活性和3‘-5’外切酶活性，在大肠杆菌DNA复制过程中起主要作用。*DNA聚合酶IV（PolIV）：SOS修复中发挥作用。*DNA聚合酶V（PolV）：SOS修复中发挥作用。Onlywhenacorrectbasepairisformedarethe3'OHoftheprimer

andtheα-phosphateoftheincomingnucleosidetriphosphateintheoptimumpositionforcatalysistooccur.InDNApolymerase,thenucleotidebindingpocketistoosmalltoallowthepresenceofa2’OHontheincomingnucleotide.Thisspaceisoccupiedbytwoaminoacids(discriminatoraminoacids)thatmakevanderWaalscontactswiththesugarring.DNAPolymeraseHoloenzymeConsistsofSubcomplexesAclamploaderplacestheprocessivitysubunitsonDNA,wheretheyformacircularclamparoundthenucleicacid.Onecatalyticcoreisassociatedwitheachtemplatestrand.DNApolymeraseIIIholoenzymeassemblesinstages,generatinganenzymecomplexthatsynthesizestheDNAofbothnewstrandsclampTheClampControlsAssociationofCoreEnzymewithDNAThecoreontheleadingstrandisprocessivebecauseitsclampkeepsitontheDNA.Theclampassociated withthecoreonthe laggingstrand dissociatesattheendof eachOkazakifragment andreassemblesforthe nextfragment.Thedimericpolymerasemodel扩展：双链DNA上单链切口能够激活DNA聚合酶Ｉ５‘→３’外切酶活力，从切口５‘切去核苷酸，同时从切口开始合成新链，可使DNA链上切口向前推进，产生切口平移。切口平移时，假如新掺入脱氧核苷三磷酸为α－３２ｐ－ｄＮＴＰ，则重新合成新链为带有同位素标识ＤＮＡ分子，能够用做探针进行分子杂交试验。2.4.2真核生物DNA复制特点真核生物是多点复制，原核生物是单点复制。真核生物在完成全部复制之前，各个起始点上DNA复制不能再开始；原核生物起始点上可连续开始新DNA复制。真核生物复制原核生物复制复制起始位点：自主复制序列(autonomousreplicatingsequence,ARS)这个序列是染色体正常起始复制所必需。全部ARSDNA都有一段保守序列。ARS能结合起始点识别复合物(originrecognitioncomplex,ORC)。a|Theoriginrecognitioncomplex(ORC)isfirstrecruitedtothereplicationorigin.b|ORCrecruitsCdc6andCdt1.c|ORC,Cdc6andCdt1acttogethertoloadmultipleminichromosomemaintenance(Mcm)2–7proteinhexamersontotheorigin,whichlicensestheDNAforreplication.d|Initiation-competentcomplexesareprobablyformedbytheback-to-backassemblyoftwoMcm2–7complexes.AstheORCisasymmetrical,thismightrequiredepositionofasecondORCmoleculetoloadMcm2–7intheoppositeorientation.NatureReviewsMolecularCellBiology6,476-486(June)真核细胞染色体ＤＮＡ各个区域不是全部同时复制，Ｓ期中不停有复制子被活化，直至整个染色体完全复制。在真核生物基因组复制过程中，只有部分复制位点起作用，这可能与染色体结构、基因转录、生物发育过程、ＤＮＡ甲基化等原因相关。比如，动物发育过程中，细胞周期Ｓ期在胚胎期能够只有几分钟，在成熟组织中长达几小时。ＤＮＡ复制在Ｓ期及时完成主要取决于有效复制起始位点增加，而不是复制叉移动速度增加。已发觉15种真核DNA聚合酶，在哺乳动物细胞中有5种：Polα：做为引发酶合成RNA引物，然后做为DNA合成酶延伸此段RNA引物；合成数百个碱基后，将后续延伸过程交给Polδ与ε。Polβ：在DNA修复中起作用。Polγ：复制线粒体DNA。Polδ：Polδ与Polε是真核细胞主要DNA聚合酶。（前导链）Polε：填补引物空隙，切除修复，重组。（冈崎片段）

（真核生物DNA聚合酶普通不含有外切酶活性，推测有其它酶参加校对。）去除冈崎片段：分两步，RNA酶H1切断DNA-RNA，FEN1蛋白降解RNA片段，DNA连接酶连接两个冈崎片段。2.4.3DNA复制调控大肠杆菌染色体DNA复制调控 复制起始不依赖于细胞分裂，复制终止则能引发细胞分裂。复制调控主要发生在起始阶段。

对dam-E.Coli研究表明，半甲基化OriC不能发动一轮新复制 在复制过程中，OriC半甲基化状态约保留13min。而在基因组其它区域GATC位点，在复制后1.5min内即被甲基化。ColE1质粒DNA复制调控引物RNA前体转录起始于复制起点上游555个核苷酸处，需经RNaseH加工后产生有555个核苷酸引物，然后由DNA聚合酶I在引物3’末端起始DNA合成。RNA1编码区在引物RNA编码区5’末端，转录方向与引物RNA相反，所以与引物RNA5’末端互补。RNA1经过氢键配对与引物RNA前体相互作用，阻止了RNaseH加工引物前体，使其不能转化为有活性引物而对复制起负调控作用。（负调控）当不存在RNA1时，RNA引物前体形成本身发夹结构，起类似终止子作用当前体RNA与RNA1互补配对时，类终止子效应消失，引物前体转录被继续，阻止了RNaseH加工引物前体Rop蛋白能提升RNA1与引物前体相互作用，从而加强了RNA1负调控作用3.真核细胞DNA复制调控（1）细胞生活周期水平调控DNA复制只发生在S期

S期主要事件是DNA复制，该过程将准确生成两套半保留染色体。对此，有些人提出“DNA复制执照”假说，该假说认为细胞中存在一个因子使DNA仅能复制一次。且该因子将不停降解从而使DNA复制于G2期中止，并直至下一次M期重新接触到该因子才可继续复制。有试验证实Mcm、Orc蛋白等成份组成了执照因子。（2）染色体水平调控不一样染色体或同一染色体不一样部位复制子按一定时间次序在S期起始复制。机理还不清楚。（3）复制子水平调控

各个复制子按专一时间次序活化。

Thecelldivisioncycleanditscontrol.Thecellcycleisdividedintofourdistinctphases(G1,S,G2,andM).TheprogressionofacellthroughthecellcycleispromotedbyCDKs,whicharepositivelyandnegativelyregulatedbycyclinsandCKis,respectively.Asshown,cyclinDisoformsinteractwithCDK4andCDK6todrivetheprogressionofacellthroughG1.CyclinD/CDK4,6complexesphosphorylatepRb,whichreleasesE2Ftotranscribegenesnecessaryforcellcycleprogression.TheassociationofcyclinEwithCDK2isactiveattheG1-StransitionanddirectsentryintoS-phase.TheINK4sbindandinhibitcyclinD-associatedkinases(CDK4andCDK6).ThekinaseinhibitorproteingroupofCKi,p21Cip1/Waf-1,p27Kip1,andp57Kip2,negativelyregulatecyclinD/CDK4,6andcyclinE/CDK2complexes.S-phaseprogressionisdirectedbythecyclinA/CDK2complex,andthecomplexofcyclinAwithCdk1isimportantinG2.CDK1/cyclinBisnecessaryfortheentryintomitosis.CurcuminmodulatesCKis,CDK-cyclinandRb-E2FcomplexestorenderG1-arrestandaltersCDK/cyclinBcomplexformationtoblockG2/Mtransition.SaandDasCellDivision3:14doi:10.1186/1747-1028-3-142.5DNA修复维持DNA序列保真性；可在复制前后进行；有各种修复机制来纠正DNA损伤；DNA修复失败可能造成突变和肿瘤。怎么损伤？1自发损伤DNA复制中错误（10-1~-2->10-5~-6->10-10）DNA自发性化学改变（碱基异构、脱氨基、脱嘌呤嘧啶、碱基修饰）2物理原因紫外线电离辐射3化学原因烷化剂碱基类似物（5-溴尿嘧啶……）EBmismatchrepair(MMR)–Atypeofrepairthatcorrectsmispairedbases,typicallyimmediatelyfollowingreplication.Theprocesspreferentiallycorrectsthesequenceofthedaughterstrandbydistinguishingthedaughterstrandandparentalstrand,sometimesonthebasisoftheirstatesofmethylation.Thehumangenomehasmanyrepairgenes修复方式概览2.5.1错配修复2.5.2切除修复AP位点全部细胞中都带有不一样类型、能识别受损核酸位点糖苷水解酶，它能够特异性切除受损核苷酸上N-β-糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点(apurinic/apyrimidinicsite)。AP位点AP核酸内切酶DNA聚合酶IDNA连接酶1.碱基切除修复2.核苷酸切除修复2.5.3重组修复有时在进行DNA修复之前，受损环DNA链经常还能进行复制。在这种情况下，受损亲代链复制受损坏碱基干扰，跨过这段损坏序列后，此时在新一个起点继续开始复制，此时新合成子代链碱基序列就有了一个缺口。这种缺口能够经过重组修复机制纠正。这种修复机制有点类似于遗传重组。

当进行第二轮复制时，假如损伤还留在母链上，仍会给复制带来困难，复制经过损伤部位时所产生缺口还需经过一样重组过程来填补，直至损伤被切除修复所消除。不过，伴随复制不停进行，若干代后，即使损伤一直未从亲代链中除去，而在后代细胞群中也已被稀释，实际上消除了损伤影响。2.5.4DNA直接修复2.5.5SOS反应SOS修复（SOSresponse）是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导一个DNA修复方式，修复结果只是能维持基因组完整性，提升细胞生成率，但留下错误较多，故又称为错误倾向修复（error-pronerepair），使细胞有较高突变率。在SOS修复中，能够诱导产生校对功效低DNA聚合酶Ⅳ和Ⅴ，合成新DNA链是不忠实，有许多不配正确碱基，而复制仍可进行。往往造成突变产生，但对细胞来说，比根本不能存活要好。在此情况下允许错配可增加存活机会。

DamagetoDNAcausesRecAtotriggertheSOSresponse,whichconsistsofgenescodingformanyrepairenzymes.RecAactivatestheautocleavageactivityofLexA.LexArepressestheSOSsystem;itsautocleavageactivatesthosegenes.LexAandRecAhaveareciprocallyantagonisticrelationshipRecATriggerstheSOSSystemSOSresponseinE.coli

2.6DNA转座转座子定义:能将本身插入基因组新位置DNA序列。2.6.1转座子分类和结构特征每个IS转座频率是10-4~10-6/世代，恢复频率则低得多，约为10-10~10-6/世代。插入序列（insertionalsequence,IS）

（1）含短末端反向重复序列;（2）含编码转座酶基因;（3）靶位点存在5-9bp短正向重复序列。插入序列结构特征2.复合型转座子（compositetransposon）

TheorderofeventsandexactnatureoftheconnectionsbetweentransposonandtargetDNAdeterminewhethertranspositionisreplicativeornonreplicative.TransposoniscopiedtonewsiteTransposonmovestonewsite2.6.2真核生物中转座子2.6.2真核生物中转座子自主性转座子（autonomoustransposon）：含有自主剪接和转座功效。非自主性转座子（nonauton