分子生物学课件ChDNAReplication,Repair

Ch3.DNAReplication,Repair目前一页\总数一百四十一页\编于三点3.1.复制的特点:

1.复制机制的多样性;

方式多样:线状、环状

D-环复制，θ型复制，滚环复制

2.复制的完整性；

3.DNA复制与细胞周期的协调性（一致）

4.DNA复制的真实性

DNA复制错误率10-9—10-10（生物进化、多

样性的来源）

目前二页\总数一百四十一页\编于三点The

mammaliancellcycleG1SG2MG0DNAsynthesisandhistonesynthesis

Growthandpreparationforcelldivision

RapidgrowthandpreparationforDNAsynthesisQuiescentcellsphasephasephasephaseMitosis目前三页\总数一百四十一页\编于三点

3.2.DNA复制反应的共同特点

1.半保留复制；

以母链为模板，合成新的互补链

2.

半不连续复制；

3.

有特定的复制起点；

复制子（复制单元）

4.

需要引物；（3’-OH）

5.

复制真实性；

6.

复制叉的双向移动，DNA合成的单向延伸5’→3’；

8.

复制受控制

目前四页\总数一百四十一页\编于三点DNAreplicationissemi-conservativeParentalDNAstrandsDaughterDNAstrandsEachoftheparentalstrandsservesasatemplateforadaughterstrand目前五页\总数一百四十一页\编于三点

DNA的半不连续复制

由于DNA的两条链为反向平行，以复制叉移动的方向为基准，一条链为3’→5’，其新合成的DNA链沿5’→3’连续进行——前导链

另一条链为5’→3’，新生的DNA链先合成短的冈崎片段，不连续合成——滞后链，再由DNA连接酶连接成完整的DNA链。

这种前导链的连续复制和滞后链的不连续复制称为半不连续复制。目前六页\总数一百四十一页\编于三点DiscontinuoussynthesisofDNA3’5’5’3’3’5’BecauseDNAisalwayssynthesizedina5’to3’direction,synthesisofoneofthestrands...5’ 3’ ...hastobediscontinuous.Thisisthelaggingstrand.5’3’3’5’5’3’目前七页\总数一百四十一页\编于三点RNAprimer5’3’3’5’3’5’directionofleadingstrandsynthesisdirectionoflaggingstrandsynthesisreplicationfork目前八页\总数一百四十一页\编于三点5’3’5’3’Movementofthereplicationfork目前九页\总数一百四十一页\编于三点MovementofthereplicationforkRNAprimerOkazakifragmentRNAprimer5’目前十页\总数一百四十一页\编于三点从复制起点到终点的DNA单位——复制子（复制单元）目前十一页\总数一百四十一页\编于三点originsofDNAreplication(every~150kb)replicationbubbledaughterchromosomesfusionofbubblesbidirectionalreplicationOriginsofDNAreplicationonmammalianchromosomes5’3’3’5’5’3’3’5’3’5’5’3’目前十二页\总数一百四十一页\编于三点3.3.原核生物DNA的复制

1.参与DNA复制的酶和蛋白因子

螺旋酶（Helicase）

促使DNA在复制叉处打开双链，与单链DNA结合，与ATP结合，分解成ADP+Pi，产生能量沿DNA链向前运动，促使DNA双链解开。

目前十三页\总数一百四十一页\编于三点目前十四页\总数一百四十一页\编于三点单链DNA结合蛋白（SSBP）

与单链DNA结合，防止解开的单链重新配对形成双链或被核酸酶降解;

使单链DNA呈伸展状态，无弯曲和结节，利于作为模板；

SSBP可重复使用。

——形成稳定的单链构象

目前十五页\总数一百四十一页\编于三点目前十六页\总数一百四十一页\编于三点

拓扑异构酶Topoisomerase——导入负超螺旋

引物酶Primase

催化引物RNA分子的合成

DNA聚合酶DNAPolymerase

特点：1.以dNTP为前体催化合成DNA；

2.需要模板和引物；

3.催化dNTP加到DNA链的3’-OH端；

4.催化合成方向5’→3’。目前十七页\总数一百四十一页\编于三点目前十八页\总数一百四十一页\编于三点

PropertiesofDNApolymerases

DNApolymerasesofE.coli_

polI polII polIII(core)Polymerization:5’to3’ yes yes yesProofreadingexonuclease:3’to5’ yes yes yesRepairexonuclease:5’to3’ yes no noDNApolymeraseIIIisthemainreplicatingenzymeDNApolymeraseIhasaroleinreplicationtofillgapsandexciseprimersonthelaggingstrand,anditisalsoarepairenzymeallDNApolymerasesrequireaprimer

withafree3’OH

groupallDNApolymerasescatalyzechaingrowthina

5’to3’direction

someDNApolymeraseshavea3’to5’proofreadingactivity目前十九页\总数一百四十一页\编于三点DNApolymerasesIII目前二十页\总数一百四十一页\编于三点

DNA连接酶

将双链DNA上的切口连接起来；

主要用于冈崎片段的连接，DNA修复、重组，两个复制单元间片段的连接。

连接双链DNA的要求：

切口

3’-OH

5’-磷酸基团

需要能量目前二十一页\总数一百四十一页\编于三点newlysynthesizedDNA(Okazakifragment)5’3’5’3’DNAligasesealsthegapbycatalyzingtheformationofa3’,5’-phosphodiesterbondinanATP-dependentreaction目前二十二页\总数一百四十一页\编于三点

2.大肠杆菌DNA的复制过程

起始——延伸——终止

目前二十三页\总数一百四十一页\编于三点DNA螺旋酶解开双链，拓扑异构酶形成负超螺旋SSBP结合单链DNA复制因子组装成引发前体RNA引物合成在DNApolIII作用下延伸引物酶引发体起始阶段：目前二十四页\总数一百四十一页\编于三点dnaA蛋白+重复序列（9bp）→dnaB和dnaC+重复序列（13bp）结合→其它蛋白因子结合——装配成全酶（引发前体）+引物酶→引发体Primosome目前二十五页\总数一百四十一页\编于三点InitiationofDNAsynthesisattheE.coliorigin(ori)5’3’3’5’originDNAsequencebindingofdnaAproteinsAAAdnaAproteinscoalesceDNAmeltinginducedbythednaAproteinsAAAAAAAAAAAABCdnaBanddnaCproteinsbindtothesingle-strandedDNAdnaBfurtherunwindsthehelix目前二十六页\总数一百四十一页\编于三点AAAAAABCdnaBfurtherunwindsthehelixanddisplacesdnaAproteinsGdnaG(primase)binds...AAAAAABCG...andsynthesizesanRNAprimerRNAprimer目前二十七页\总数一百四十一页\编于三点BCG5’3’templatestrandRNAprimer(~5nucleotides)PrimasomednaB(helicase)dnaCdnaG(primase)OH3’5’目前二十八页\总数一百四十一页\编于三点3’5’3’RNAprimernewlysynthesizedDNA5’5’DNApolymerase目前二十九页\总数一百四十一页\编于三点

链的延伸

•螺旋酶解开双链；

•拓扑异构酶改变双螺旋数，使复制叉前进；

•SSBP结合，保持双链状态；

•

DNA聚合酶Ⅲ合成前导链和滞后链，前

导链引发1次，滞后链引发几次；

•

DNA聚合酶Ⅰ切除RNA引物，补齐空缺

的碱基；

•DNA连接酶连接冈崎片段。目前三十页\总数一百四十一页\编于三点目前三十一页\总数一百四十一页\编于三点5’3’3’5’ProteinsatthereplicationforkinE.coliRepprotein(helicase)Single-strandbindingprotein(SSB)BCGPrimasomepolIpolIIIpolIIIDNAligaseDNAgyrase-thisisatopoisomeraseII,whichbreaksandresealstheDNAtointroducenegativesupercoilsaheadofthefork目前三十二页\总数一百四十一页\编于三点3’RNAprimer5’DNApolymeraseIIIinitiatesattheprimerandelongatesDNAuptothenextRNAprimer5’5’3’5’newlysynthesizedDNA(100-1000bases)(Okazakifragment)5’3’DNApolymeraseIinititatesattheendoftheOkazakifragmentandfurtherelongatestheDNAchainwhilesimultaneouslyremovingtheRNAprimerwithits5’to3’exonucleaseactivitypolIIIpolI目前三十三页\总数一百四十一页\编于三点newlysynthesizedDNA(Okazakifragment)5’3’5’3’DNAligasesealsthegapbycatalyzingtheformationofa3’,5’-phosphodiesterbondinanATP-dependentreaction目前三十四页\总数一百四十一页\编于三点终止

环状DNA：合成完即终止；

线状DNA：末端合成问题。

目前三十五页\总数一百四十一页\编于三点ComponentsofthereplicationapparatusdnaA bindstooriginDNAsequencePrimasomednaB helicase(unwindsDNAatorigin)dnaC bindsdnaBdnaG primase(synthesizesRNAprimer)DNAgyrase introducesnegativesupercoilsahead ofthereplicationforkRepprotein helicase(unwindsDNAatfork)SSB bindstosingle-strandedDNADNApolIII primaryreplicatingpolymeraseDNApolI removesprimerandfillsgapDNAligase sealsgapbyforming3’,5’-phosphodiesterbond目前三十六页\总数一百四十一页\编于三点复制体：

在DNA复制过程中，在复制叉附近，形成以两套DNA聚合酶Ⅲ全酶分子、引发体和螺旋酶构成的类似核糖体大小的复合体称为DNA复制体。目前三十七页\总数一百四十一页\编于三点目前三十八页\总数一百四十一页\编于三点回环模型：

在DNA复制叉处由两套DNA聚合酶在同

一时间分别复制前导链和滞后链，如果滞后

链模板环绕DNA聚合酶Ⅲ全酶，并通过DNA

聚合酶Ⅲ，再回折与未解链的双链DNA在同

一方向，则滞后链的合成与前导链的合成在

同一方向上进行。目前三十九页\总数一百四十一页\编于三点Replisomemodel目前四十页\总数一百四十一页\编于三点目前四十一页\总数一百四十一页\编于三点ReplisomeincovalenceelongationSSB目前四十二页\总数一百四十一页\编于三点3.DNA复制方式：

θ型复制：目前四十三页\总数一百四十一页\编于三点滚环复制目前四十四页\总数一百四十一页\编于三点许多病毒、细菌因子的复制方式目前四十五页\总数一百四十一页\编于三点D-环复制：

线粒体、叶绿体环状DNA复制方式之一；

特点：1.以轻链为模板先复制其互补链；

2.以轻链为模板的子链继续合成，以

重链为模板开始合成；

3.复制完成。

两条链的合成不是同步的目前四十六页\总数一百四十一页\编于三点D—环复制目前四十七页\总数一百四十一页\编于三点4.线状DNA的复制

线状DNA复制的一个重要问题是末端RNA引物消除后如何补齐？

①形成环状DNA进行复制λ-phage

②形成聚合体T7DNA

③末端形成发夹结构痘病毒目前四十八页\总数一百四十一页\编于三点线状DNA的不完全复制目前四十九页\总数一百四十一页\编于三点目前五十页\总数一百四十一页\编于三点带发夹环的线性病毒DNA的复制目前五十一页\总数一百四十一页\编于三点

④不需要RNA引物的复制腺病毒

蛋白质分子介入，进行末端的引发。

腺病毒中发现80Kd的末端结合蛋白（Tp），由丝氨酸残基（Ser）的-OH基团通过磷酸二酯键与胞苷酸（C）的5’-共价连接。Tp内的胞苷酸与线状DNA的3’端配对，成为病毒DNA复制起始的引物，在酶作用下合成新链。

其它枯草杆菌噬菌体φ29中也发现了27Kd的末端蛋白。目前五十二页\总数一百四十一页\编于三点目前五十三页\总数一百四十一页\编于三点ReplicationoflinearAdnovirus-2DNA

35937bp

pTP

C

G

IR103-162

IR;including50bpreplicationorigin

richAT&1thC/Ghighconversation

pTP;pre-Terminalprotein80kd→

TP55kdSSB;S.S.DNAbindingprotein72kdAd2DNApolymerase;

140kd

目前五十四页\总数一百四十一页\编于三点复制起始复合体引发复制（不需引物）

避免5’-endshortentpTp-Ser-dCMP

CG●过程SSB+ATPDNA末端解链

TPpTP-Ser+

dCTP

pTP-Ser-dCMP

3‘OH目前五十五页\总数一百四十一页\编于三点IRIRCGGCGCCGpTP-Ser-dCMPReplacedS.SDNAHairpinPanhandlepTP-Ser-dCMPG3’G3’G3’TP目前五十六页\总数一百四十一页\编于三点

5.单链DNA的复制

单链环状DNA的复制φ174、G4、M13

复制三阶段：

•将单链DNA→双链DNA（复制型DNA）；

•复制足够多的双链DNA（滚环复制）；

•以负链为模板，合成正链，并包装成病毒颗

粒。目前五十七页\总数一百四十一页\编于三点目前五十八页\总数一百四十一页\编于三点A蛋白参与的滚环复制目前五十九页\总数一百四十一页\编于三点单链线状DNA的复制——细小病毒目前六十页\总数一百四十一页\编于三点目前六十一页\总数一百四十一页\编于三点上节回顾：1.DNA复制的特点:

2.原核生物DNA的复制过程类型(双链环状,单链环状线状单链DNA)目前六十二页\总数一百四十一页\编于三点

6.DNA复制的真实性

DNA复制错配率10-9~10-10，大肠杆菌染色体中有4.5×106bp，每1000个细胞经过一次分裂才会插入一个不正确的碱基。

目前六十三页\总数一百四十一页\编于三点维持DNA复制准确性的因素：

内因：

①按碱基配对原则，10-4~10-5

②DNA聚合酶的作用10-4~10-5

•对碱基的识别作用；

选择正确的碱基参入到引物末端

•对底物的识别作用；

先识别引物最后一个碱基是否正确，后识

别参入的dNTP是否正确

•校正阅读

3’→5’外切酶的作用

③RNA引物最终被切除，提高了复制的准确性

目前六十四页\总数一百四十一页\编于三点3’→5’外切酶的校正阅读目前六十五页\总数一百四十一页\编于三点

外因：

•四种dNTP要平衡；

•Mn+2和Mg+2的比例、浓度（酶活）

目前六十六页\总数一百四十一页\编于三点

3.4.真核生物DNA的复制

•与原核生物相似

半保留、半不连续复制

复制过程：引发—延伸—终止三个阶段

需要酶和蛋白因子

•不同点

复制特性上

复制酶

复制过程目前六十七页\总数一百四十一页\编于三点

3.4.1.真核生物的复制特点：

1.原核生物是单复制子，真核生物是多复制子（每条染色体上有多个复制起点）；

2.DNA全部复制完毕才进行第二轮复制，原核生物在第一轮复制未完成就进行第二轮复制。目前六十八页\总数一百四十一页\编于三点•

•

目前六十九页\总数一百四十一页\编于三点3.4.2.参与DNA复制的酶：

DNA聚合酶

真核生物DNA聚合酶有五种，DNA聚合酶α，β，γ，δ，ε，其中与核DNA复制有关的酶是DNA聚合酶α和δ。其他因子可能与DNA的修复，重组等过程有关。

目前七十页\总数一百四十一页\编于三点

DNA聚合酶α

是DNA复制的主要酶，由4个亚基组成，分子量分别是160~185kd、70kd、60kd和50kd，除具有5’→3’的聚合酶活性外，还有引物酶活性，是一个双功能酶，但无3’→5’外切活性。

功能前导链的起始（具有DNA复制的起始能力，具有引物酶结合，起动引物合成）滞后链的复制（经常引发RNA合成，聚合活性小，只能合成短片段）目前七十一页\总数一百四十一页\编于三点

停靠蛋白——

DNA聚合酶α中的一条70kd的多肽，把DNA聚合酶亚基和引物酶亚基连接起来的蛋白。

目前七十二页\总数一百四十一页\编于三点DNA聚合酶δ

由2个亚基组成，125kd和25kd，既具有3’→5’外切酶活性，又有5’→3’的聚合酶活性，是前导链合成的主要酶类。

δ酶需要一个37kd的辅助蛋白促进δ酶与模板/引物相互作用。——PCNA分裂细胞核抗原，它是控制细胞分裂的“细胞周期调控蛋白”的一种，研究发现，PCNA表达水平高，DNA聚合酶活性高，细胞分裂、复制旺盛。目前七十三页\总数一百四十一页\编于三点DNA聚合酶ε

具有象δ一样的3’→5’外切酶活性，但不依赖于PCNA，在许多细胞中均分离得到，是DNA聚合酶中的一种酶类。

辅因子：①PCNA

②复制因子C（RF-C）

具有ATP活性，是δ酶的辅助因子

③复制因子A（RF-A）

单链结合蛋白

④DNA解旋酶目前七十四页\总数一百四十一页\编于三点

PropertiesofDNApolymerases

DNApolymerasesofhumans

abgdeLocation nucl nucl mito nuclnuclReplication yes no yes yes(no)Repair no yes no no yes3Functions5’to3’polymerase yes yes yes yesyes3’to5’exonuclease no no yes yesyes5’to3’exonuclease1 no no no nonoPrimase yes no no nonoAssociateswithPCNA2 no no no yesnoProcessivity low highStrandsynthesis lagging

repairbothleading

repair1activitypresentinassociatedproteins2ProliferatingCellNuclearAntigen3involvedintranscription-linkedDNArepair目前七十五页\总数一百四十一页\编于三点真核生物DNA复制所需酶类前导链的复制：polα起始，δ+PCNA合成延伸滞后链的复制：polα起始，合成冈崎片段目前七十六页\总数一百四十一页\编于三点目前七十七页\总数一百四十一页\编于三点5’3’3’5’ProteinsatthereplicationforkinhumanshelicaseSSBpolaDNAligasetopoisomerasesIandIIPCNAprimaseactivityassociatedwithpolapoldleadingstrandlaggingstrand5’to3’exoassociatedwiththecomplexpole目前七十八页\总数一百四十一页\编于三点目前七十九页\总数一百四十一页\编于三点3.4.3.复制过程：

以SV40DNA的复制为例说明

SV40—猿猴空泡病毒，一种动物病毒，具有环状双链DNA与四种组蛋白组成的染色质。基因组有5243bp，除了T抗原外，SV40DNA的复制全部依赖于宿主细胞的复制系统，因此，了解该病毒的DNA复制机制对研究真核生物DNA复制有重要的意义。

目前八十页\总数一百四十一页\编于三点目前八十一页\总数一百四十一页\编于三点复制起点：5208-29的64bp的序列—40%-50%

5192-30的82bp的序列—100%

T抗原结合区：I、Ⅱ、III

三个功能区：前期区、中心区和后期区，

T抗原蛋白是SV40复制必不可缺的，其作用是结合起始区的三个结合位点，具有ATP酶和解旋酶活性。目前八十二页\总数一百四十一页\编于三点复制过程：T抗原识别，使AT富含区解链，形成复制叉T抗原随复制叉向左移动至T抗原结合位点Ⅱ的回文结构DNApola引物合成，向左合成的前导链延伸合成至Ⅰ区时，引发体复合物与模板结合，合成引物，向右合成的前导链延伸前导链合成一段后，DNApola脱落，

pold延伸，DNApola引发合成滞后链目前八十三页\总数一百四十一页\编于三点

特点：

1.T抗原的依赖性；

2.从复制起始位点开始的两个方向复制并不是同时开始的。

目前八十四页\总数一百四十一页\编于三点

终止：——由端粒酶合成末端

端粒（Telomere）：真核细胞内染色体末端的蛋白质-DNA结构，其功能是完成染色体末端的复制，防止染色体免遭融合、重组和降解。

端粒酶(Telomerase)

一种核糖核蛋白（RNP），由RNA和蛋白质两种成分组成，催化端粒DNA的合成，能够在缺少DNA模板的情况下延伸端粒寡核苷酸片段。

端粒酶中的RNA长约159bp，其中含有“CAACCCCAA”序列，能附着于DNA末端并与末端互补配对，起到模板的作用，蛋白质起到反转录酶的作用，合成末端。目前八十五页\总数一百四十一页\编于三点端粒端粒目前八十六页\总数一百四十一页\编于三点目前八十七页\总数一百四十一页\编于三点目前八十八页\总数一百四十一页\编于三点端粒酶一旦出问题，往往会导致疾病的发生：

端粒及端粒酶与衰老有关

越来越多的证据表明端粒长度控制着衰老进程，端粒缩短是触发衰老的分子钟。

端粒酶活化与肿瘤

在正常的人体细胞中，端粒程序性地缩短限制了转化细胞的生长能力，这很可能是肿瘤形成的一个抑制机制。

目前八十九页\总数一百四十一页\编于三点人体发育完成，端粒酶被抑制，细胞分裂次数与端粒长短呈正比细胞分裂端粒阈值端粒长短端粒酶活

Harley(1989)端粒的重复片段为探针检测胎儿细胞株婴儿细胞株青年细胞株老年细胞株年龄小大端粒长度长短早衰性侏儒症的端粒明显较正常人短“多莉”的衰老＞研究端粒（记时器）丢失的速率/年，预测人类的寿命XXXYwhy?PCD机制、癌细胞的无限繁殖(癌细胞中的端粒酶被激活)目前九十页\总数一百四十一页\编于三点

与复制有关的一些问题：

1.DNA复制通常从非转录区开始，向两侧进行，在转录不旺盛的细胞中，由于非转录区相对较多，DNA复制快，而在转录旺盛的细胞中，非转录区少，复制起点少，复制慢。

2.核小体的组装

有人认为，细胞内有一类蛋白质能够将组蛋白转移到DNA上，进而组装成核小体。

例如核浆素：转移H2A、H2B

N1：H3、H4目前九十一页\总数一百四十一页\编于三点DNA复制速率及拷贝数的调控(?!)

目前九十二页\总数一百四十一页\编于三点a)影响因素

多种专一性的蛋白质因子浓度除引物以外的其他RNA分子（anti-RNA）营养条件（aastarved的抑制)（原核生物）细胞复制周期速率的影响（真核生物）…b)严格的自我调控机制

e.g.plasmid（parasite）

independentreplicationstringenttype(1-2copies)relaxedtype(10-100copies)incompatibility(具有相同的复制机制，酶，repressor..)compatibility(具有不同的复制机制F,ColEI…)

自然选择进化适应过度复制何以寄生目前九十三页\总数一百四十一页\编于三点30℃E.Coli+episomeF因子复制受控于E.coliO42℃FE.coli复制受控于F因子30℃F因子复制独立于E.coliOE.Coli

(ts)

episome(F)目前九十四页\总数一百四十一页\编于三点Repressormodel

AntisenseRNAmodel

RNA-2positivecontrol

0-5550

RNA-2

RnaseHOH

RNA-2DNA/RNA

primerforDNAreplication

复制的调控e.g.ColEIplasmidNegativecontrol目前九十五页\总数一百四十一页\编于三点RNA-1110bp

RNaseH不能识别D.S.RNA-1/RNA-2,不能形成primer的3’-OH-555

-4450RNA-2RNA-1RNA-2

110bpD.S.RNA目前九十六页\总数一百四十一页\编于三点RNA-10

WhenRNA-2200-360Nt

Rom

geneexpression

RNA-1/RNA-2D.S.repression

RNA-1

/RNA-2

不能形成primer的

3’-OH促进

限制

63aaROP(Romprotein)

RNA-2

只能转录到100-220base,不能到达“0”原点

能形成primer

的3’-OH0目前九十七页\总数一百四十一页\编于三点CheckpointsinEukaryoticcell目前九十八页\总数一百四十一页\编于三点3.5.RNA的复制

遗传信息——DNA

有一些RNA病毒以RNA作为遗传信息的载体

RNA病毒：

正链RNA病毒

负链RNA病毒

逆转录病毒目前九十九页\总数一百四十一页\编于三点正链RNA“+”：RNA分子本身即有编码功能，

进入宿主细胞后便可翻译成蛋白。

负链RNA“-”：只有它们的互补链才有编码功能。

逆转录RNA：

整合到宿主基因组中转录、翻译ProteinVirus逆转录目前一百页\总数一百四十一页\编于三点RNA的复制过程：

1.复制酶是RNA复制所必需的；

宿主细胞内的RNA不能作为模板合成新的RNA分子

病毒RNA的复制需要一种全新的酶——RNA复制酶

2.RNA复制酶

（+）RNA：感染宿主后，利用宿主的翻译系统合成复制酶；

（-）RNA：复制酶来自病毒；目前一百零一页\总数一百四十一页\编于三点以（+）或（-）链为模板，合成（-）链或（+）RNA以新合成的链为模板，合成病毒RNA以（+）链翻译成蛋白包装成病毒颗粒复制过程：辅因子（宿主细胞蛋白）Tu、Ts因子：协助复制酶识别病毒3’端的CCA-OH，引发RNA复制开始；S1因子：以（+）链为模板合成（-）链时需要，作用：协助复制酶识别RNA上特异位点。目前一百零二页\总数一百四十一页\编于三点目前一百零三页\总数一百四十一页\编于三点RNA复制的特点和调节

1.新生的RNA链与模板之间不形成双螺旋结构，只在复制生长点的末端形成一段RNA-RNA的双链区；

2.新生成的子链又可作模板生成更多的子链，（“+”链较多—复制酶更容易与负链结合）

3.调节

复制酶不但可和RNA-3’端结合,合成互补RNA分子，还可以和RNA分子内部的两个位点结合：

外壳蛋白基因的结合位点

复制酶基因内的结合位点目前一百零四页\总数一百四十一页\编于三点3.6.逆转录病毒遗传信息的传递

1.逆转录病毒RNA的结构

二倍体结构

基因组含三个结构基因：

gag基因（病毒核心蛋白基因）

pol基因（反转录酶基因）

env基因（病毒外膜糖基因）目前一百零五页\总数一百四十一页\编于三点目前一百零六页\总数一百四十一页\编于三点目前一百零七页\总数一百四十一页\编于三点目前一百零八页\总数一百四十一页\编于三点目前一百零九页\总数一百四十一页\编于三点TypesandratesofmutationType Mechanism Frequency________Genome chromosome 10-2percelldivisionmutation missegregation (e.g.,aneuploidy)Chromosomechromosome 6X10-4percelldivisionmutation rearrangement (e.g.,translocation)Gene basepairmutation 10-10perbasepairpermutation (e.g.,pointmutation, celldivisionor orsmalldeletionor 10-5-10-6perlocusper insertion generation

目前一百一十页\总数一百四十一页\编于三点Mutationrates*ofselectedgenesGeneNewmutationsper106gametesAchondroplasia(软骨发育不全) 6 to40Aniridia(无虹膜) 2.5 to5Duchennemusculardystrophy(杜氏肌肉营养障碍）43 to105HemophiliaA（血友病） 32 to57HemophiliaB （血友病） 2 to3Neurofibromatosis-1 44 to100Polycystickidneydisease（多囊性肾病） 60 to120Retinoblastoma 5 to12*mutationrates(mutations/locus/generation)canvary from10-4to10-7dependingongenesizeandwhether thereare“hotspots”formutation(thefrequencyatmost lociis10-5to10-6).目前一百一十一页\总数一百四十一页\编于三点Polymorphismsexistinthegenomethenumberofexistingpolymorphismsis~1per500bpthereare~5.8milliondifferencesperhaploidgenomepolymorphismswerecausedbymutationsNewgermlinemutationseachspermcontains~100newmutationsanormalejaculate（一次射出的精液）has~100millionsperm100X100million=10billionnewmutations~1in10spermcarriesanewdeleteriousmutationatarateofproductionof~8X107spermperday, amalewillproduceaspermwithanewmutation intheDuchennemusculardystrophy

gene approximatelyevery10seconds.目前一百一十二页\总数一百四十一页\编于三点TypesofbasepairmutationsCATTCACCTGTACCAGTAAGTGGACATGGTCATGCACCTGTACCAGTACGTGGACATGGTCATCCACCTGTACCAGTAGGTGGACATGGTtransition(T-AtoC-G)transversion(T-AtoG-C)CATCACCTGTACCAGTAGTGGACATGGTdeletionCATGTCACCTGTACCAGTACAGTGGACATGGTinsertionbasepairsubstitutionstransition:pyrimidinetopyrimidinetransversion:pyrimidinetopurinenormalsequencedeletionsandinsertionscaninvolveoneormorebasepairs目前一百一十三页\总数一百四十一页\编于三点3.8.DNA损伤及修复

自发性DNA损伤：

错配mismatch/mispairing

互变异构现象tautomerism

碱基“环出（loopingout）”

环境因素：

化学诱变—烷化剂、亚硝酸

物理因素—紫外线、电离辐射目前一百一十四页\总数一百四十一页\编于三点DNA损伤的化学及物理因素目前一百一十五页\总数一百四十一页\编于三点互变异构引起的突变：TautomericformsoftheDNAbasesAdenineCytosineAMINO（氨基）IMINO（亚氨基）目前一百一十六页\总数一百四十一页\编于三点GuanineThymineKETO（酮式）ENOL（烯醇式）TautomericformsoftheDNAbases目前一百一十七页\总数一百四十一页\编于三点MutationcausedbytautomerofcytosineCytosineCytosineGuanineAdeninecytosinemispairswithadenineresultinginatransitionmutationNormaltautomericformRareiminotautomericform目前一百一十八页\总数一百四十一页\编于三点MutationisperpetuatedbyreplicationreplicationofC-GshouldgivedaughterstrandseachwithC-GtautomerformationC

duringreplicationwillresultinmispairingandinsertionofanimproperAinoneofthedaughterstrandsACwhichcouldresultinaC-GtoT-Atransitionmutationinthenextroundofreplication,orifimproperlyrepairedCGCGandCGCGCAandCGTA目前一百一十九页\总数一百四十一页\编于三点碱基环出目前一百二十页\总数一百四十一页\编于三点Chemicalmutagens化学诱变Deaminationbynitrousaci