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修复与重组

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简述细胞内dna修复的主要类型。。

简述细胞内dna修复的主要类型。。

简述细胞内dna修复的主要类型。

细胞内DNA修复的主要类型包括直接修复、切除修复、错配修复和重组修复。

1. 直接修复：直接修复是指直接将受到损伤的碱基转化为正常的碱基，而不需要将它们切除。

这种修复方式有多种类型，例如光复活修复，它是一种非常有效的修复方式，能够准确地修复由于紫外线照射导致的DNA损伤。

2. 切除修复：切除修复是指在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤的部分切除，以完整的那一条链为模板，合成出正常的核苷酸，再由DNA连接酶重新连接，使DNA恢复正常结构的过程。

切除修复是细胞内主要的修复方式，它能够有效地修复各种类型的损伤，包括化学损伤、紫外线损伤等。

3. 错配修复：错配修复是指当DNA在复制过程中出现错配时，根据甲基化程度的不同，将新合成子链上错配碱基修复。

这种修复方式能够确保DNA复制的准确性，避免因错配导致的基因突变。

4. 重组修复：重组修复是指DNA复制过程中，将模板链DNA上的正确片段通过DNA重组的方式进行修复。

这种修复方式能够有效地修复DNA复制过程中的错误，确保基因组的稳定性和完整性。

此外，SOS修复也是细胞内的一种应急性的修复方式，当DNA发生严重损伤，
上述的4种修复机制受到抑制时，细胞为了生存而发出的一系列复杂反应。

SOS 修复是一种紧急应对机制，能够暂时维持细胞的正常功能，但长期使用可能会导致基因组不稳定和致癌风险增加。

生物化学讲义16-DNA的复制、修复和重组 考研生物化学精编辅导讲义

生物化学讲义16-DNA的复制、修复和重组 考研生物化学精编辅导讲义

第三部分、分子生物学－信息途径第十六节：DNA的复制、修复和重组中大历年考题：一、填空题1. DNA 复制时，引发前体和引发酶构成____________。

（0828）2. 端粒的简单串联重复DNA 合成由_________酶负责。

（0724）3. 基因组中能独立复制的单位称__________。

（0725）4. 现已发现大肠杆菌有五种不同的DNA 聚合酶，其中真正负责DNA 复制的是_________。

（0619）5. DNA 复制的两大特点是_________复制和_________复制。

（0501）6. 基因组中能够独立复制的单位称_________。

（0502）7. DNA 连接酶催化的连接反应需要能量供给，大肠杆菌以_________为能量来源，而动物细胞以_________为能量来源。

（0503）8. 大肠杆菌的三种DNA 聚合酶中有5’-3’外切酶活性的是_________。

（0504）9. 真核生物DNA 聚合酶中负责冈崎片段合成的是_________。

（0505）10. 端粒的简单串联重复DNA 合成由_________酶负责。

（0506）11. DNA 复制后最常见的修饰是某些碱基的___________，目的是自我识别，以免受到自身核酸内切酶的破坏。

（0524）12. 反向重复序列_________（05三7）13. 基因突变________（05三9）14. 复制体________（05三10）15. 基因家族_________（04三5）16. 复制子__________（04三8）二、判断题1. 生物物种随基因组增大，独特基因减少，家族基因增多。

（0820）2. 细胞器基因组都是环状DNA 分子。

（0828）3．小鼠基因组的中性位点的年替换率大于人类的基因组。

（0830）4. 原核生物和真核生物的聚合酶都是以dNTP 为底物。

（0719）5. 噬菌体的整合由整合酶引发，其功能相当于Ⅱ型拓扑异构酶。

原核生物dna修复方式

原核生物dna修复方式

原核生物dna修复方式原核生物（Prokaryote）是一类生物，其细胞没有真核细胞的特征，没有明确的细胞核和其他细胞器。

原核生物的细胞内存在着许多与修复DNA损伤相关的机制，这些机制可以帮助细胞修复受损的DNA，保证遗传信息的传递和细胞的正常功能。

原核生物的DNA修复机制可以分为直接修复、碱基切除修复、错配修复和重组修复等多种方式。

下面将详细介绍这些修复机制。

1. 直接修复直接修复是一种修复DNA中某些特定类型的损伤的机制。

在原核生物中，一种常见的直接修复机制是光修复（Photoreactivation），通过使用特殊的光酶可以将紫外线引起的嘧啶二聚体（pyrimidine dimer）还原为单个嘧啶。

这种修复机制广泛存在于细菌和古菌中。

2. 碱基切除修复碱基切除修复（Base Excision Repair）是一种常见的DNA损伤修复机制，可以修复由氧化剂、低重复频率的单碱基修改或碱基丢失等引起的DNA损伤。

碱基切除修复通过一系列酶的协同作用来去除损伤碱基，并通过DNA聚合酶和DNA连接酶来完成修复。

在原核生物中，碱基切除修复是一种常见的修复机制。

3. 错配修复错配修复（Mismatch Repair）是一种修复DNA中碱基不匹配或错误插入的机制，可以修复由DNA复制错误或化学损伤引起的碱基错配。

在原核生物中，错配修复通常通过识别新合成的DNA链和亲本DNA链之间的错配来完成修复。

错配修复机制需要错配修复蛋白（MutS、MutL和MutH等）的参与，可以保证DNA的准确复制和维护基因组的稳定性。

4. 重组修复重组修复（Recombinational Repair）是一种通过基因重组修复DNA损伤的机制。

在原核生物中，重组修复机制主要包括同源重组（Homologous Recombination）和非同源重组（Non-Homologous End Joining）。

同源重组通过利用亲本DNA链作为模板来修复DNA断裂，并在碱基序列上进行基因重组。

分子生物学 6 DNA 损伤、修复和重组

分子生物学 6 DNA 损伤、修复和重组

吖啶橙、原黄素、吖黄素等吖啶类染料 嵌合到DNA碱基对之间 base addition /deletion / frameshift mutation
DNA损伤（DNA damage）
自发损伤: 脱氨基/ 脱嘌呤 外源损伤: 1. 氧化损伤 (需氧细胞) 活性氧：超氧化物，过氧化氢和羟自由基（· OH） 8-氧鸟嘌呤，2-氧腺嘌呤，5-甲酰尿嘧啶 2. 烷基化损伤 影响DNA复制和转录时的解旋 多数是间接诱变 3. 加成损伤 嘧啶二聚体 苯并芘（肝脏细胞色素P-450） 双环氧物-G 芳基化试剂 黄曲霉毒素B1（肝致癌剂）
DNA损伤、修复和重组
突变和突变发生
（mutation and mutagenesis) DNA损伤（DNA damage） DNA修复（DNA repair） 重组（recombination）
突变概念
突变（mutation） DNA分子碱基序列的可遗传改变 突变体（mutant） 与野生型（+）相对 突变剂（mutagen） 突变发生（mutagenesis） 自发突变（spontaneous mutation） 诱发突变（induced mutation）
突变类型 1. DNA碱基序列改变的多少 单点突变（point mutation） 碱基替换（base substitution） 转换（transition） A-T G-C 颠换（transversion）A-T T-A 碱基增加（base addition） 碱基删除（base deletion） 多点突变（multiple mutation）
BER
5' 3' UvrABC 3' 5' 3' 5' Pol I (或δ和ε） 5' 3' DNA glycosylase 5' 3' AP内切核酸酶 5' 3' 进一步酶切

分子生物学中的DNA修复和重组

分子生物学中的DNA修复和重组

分子生物学中的DNA修复和重组在分子生物学中，DNA修复和重组是两个非常重要的概念。

DNA修复是指在细胞中修复DNA受损的过程，而DNA重组则是指在细胞中将DNA片段组合成新的DNA序列的过程。

这两个过程在生命的演化中起到了非常重要的作用，下面将详细介绍这两个过程的原理和应用。

DNA修复DNA受到外部物理和化学因素的影响时，如紫外线辐射、化学物质、放射线、热能等，会引起DNA分子的损伤。

DNA分子的损伤对于细胞来说是非常危险的，因为这些损伤可能导致基因突变、染色体畸变、细胞凋亡、肿瘤等病理现象的发生。

因此，DNA修复是保证基因稳定性和遗传稳定性的关键。

细胞内的DNA 修复机制主要分为三种基本类型：直接复制、切除复制和非切断复制。

直接复制是DNA受到伤害后，单纯地将DNA分子的二条链区分开来，然后再用同样的片段来修复它。

这种修复方式有时可能会造成不完全复制，从而导致基因突变或者染色体畸变。

切除复制是细胞发现存在某些损伤区域后，将其划定为一个区域，并且感知整个区域的基因信息。

细胞塔将周围的损伤部分切掉，通过粘贴的方式，使整个区域得到修复，从而保证基因稳定性。

切除复制主要包括核苷酸切失修复和错误配对修复两种机制。

非切割复制主要是一种高保真复制的方式，通过对DNA分子的一部分进行修复，使得DNA的各种结构和信息得到完整。

非切割复制包括模板交替和泛素修复两种方式，泛素修复主要可以修复一些氧化损伤和热能损伤产生的大量碳静电等不完全摩尔的DNA骨架。

DNA重组DNA重组是细胞在进行分裂过程中，将DNA的片段重新组合成新的DNA序列的过程。

在染色体重组的过程中，染色体发生了断裂和重组，通过断裂前后的DNA重组，使得基因序列得到重新组合，从而形成新的复合基因、新的生物种类等新的生物体。

这种DNA重组既是自然界演化的一种方式，也是人工改良可行性研究基因工程的基础。

DNA重组主要包括两个过程：DNA分子的断裂和DNA分子的重组。

细胞核内的DNA修复与重组过程

细胞核内的DNA修复与重组过程

细胞核内的DNA修复与重组过程在生物体中，细胞核是一个重要的细胞器，它包含了生物体中的遗传物质，即DNA。

DNA是生命的基础，它是生物体中所有遗传信息的载体。

然而，DNA是非常容易受到损伤的，诸如紫外线、化学物质和电离辐射等因素都能对DNA造成损害。

如果不及时修复，这些损伤就会引起严重的生物学后果，甚至会导致DNA突变、基因突变等严重的生理疾病。

因此，DNA的修复和重组过程非常重要。

DNA修复过程是指当DNA受到损伤后，细胞通过各种途径修复DNA的损伤，保证DNA序列的准确性和完整性的过程。

DNA修复分为三种方式：直接修复、拼接修复和替换修复。

直接修复是指对DNA中的异常结构，如气体和金属离子等，直接进行修复。

拼接修复有两个亚型：非同源末端连接和同源性修复。

非同源末端连接是在DNA双链断裂时连接两个不同的DNA片段，而同源性修复则是选取合适的DNA同源物质使其进行修复。

替换修复是指通过嵌合DNA在受损位点产生一个完整的DNA分子替换受损的DNA分子。

细胞核内的DNA重组过程是指DNA分子中两个不同的DNA片段通过某种机制连接起来形成新的DNA序列的过程。

DNA重组过程包括三种方式：同源重组、非同源重组和复合型重组。

同源重组是指同一条染色体中两个不同的DNA片段之间发生的重组修复。

非同源重组是指发生在两个不同的染色体中的DNA重组。

复合型重组包含着同源重组和非同源重组，同时还有Homologous Recombination (HR)和Non-Homologous End Joining (NHEJ)两种方式。

Homologous Recombination (HR) 是细胞中一个常见的DNA重组方式，它是同源重组的一种方式。

在Homologous Recombination 过程中，损失的DNA段被同源染色体上的DNA片段所复制，然后与另一副染色体的DNA进行配对，每个互补碱基的配对碱基后，发生突然切换重组。

F_DNA 损伤、修复和重组

F_DNA 损伤、修复和重组

2. 根据是否有突变剂的参与
突变发突生变类发型生
自发突变（spontaneous mutation） 1. 碱基错配／错配修复(mismatch repair) 2. 碱基互变异构： 亚氨基A*- C, C*-A；烯醇式T*- G, G*-T 3. 脱嘌呤(depurination)／AP endonucleases 4. 脱氨基(deamination) CU / 尿嘧啶-N-葡糖基酶
GAG (Glu) UAG (Stop)
渗漏突变（Leaky mutation） 人的蚕豆病（葡萄糖-6-磷酸脱氢酶）
移框突变（frameshift mutation）
3. 对外界环境的敏感性 非条件突变（nonconditional mutation） 条件突变（conditional mutation） 温度敏感型突变 (ts mutant,temperature-sensitive)
突变发生类型
1. 根据错误碱基的产生方式
直接诱变 (direct mutagenesis) 错配碱基没有被DNA修复系统去除 如：5-BU
间接诱变 (indirect mutagenesis) 转移损伤DNA合成 （translesion DNA synthesis） 在下一轮复制： 模板链可以修复/子链产生突变 定向的（targetted）/非定向的（untargetted） SOS修复系统（原核生物） DNA聚合酶ζ（真核生物 ）
DNA损伤、修复和重组
突变和突变发生 （mutation and mutagenesis)
DNA损伤（DNA damage） DNA修复（DNA repair） 重组（recombination）
突变概念
突变（mutation） DNA分子碱基序列的可遗传改变

华中农业大学生物化学本科试题库 第14章 DNA的复制、修复与重组

华中农业大学生物化学本科试题库 第14章 DNA的复制、修复与重组

第14章 DNA的复制、修复与重组单元自测题（一）名词解释1、复制2、半保留复制3、前导链与滞后链4、半不连续复制5、冈崎片段6、光复活7、切除修复8、重组修复9、DNA突变 10、同源重组 11、特异位点重组 12、转座因子（二）填空题1、DNA复制时，前导链的合成是的，复制方向与复制叉移动的方向，后随链的合成是，复制方向与复制叉移动的方向。

2、在真核细胞的DNA切除修复过程中，受损伤的碱基可由和切除，并由和共同作用将缺失的碱基补上。

3、在线粒体中的环状基因组是通过合成方式复制。

滚筒式复制的特点是由。

4、DNA复制和RNA的合成都需要酶，在DNA复制中该酶的作用。

5、DNA聚合酶Ⅰ是一个多功能酶，其主要的功能是，和作用。

6、DNA聚合酶Ⅲ的活性使之具有功能，极大地提高了DNA复制的保真度。

7、染色体中参与复制的活性区呈Y型结构，称为。

8、在DNA复制和修复过程中修补DNA螺旋上缺口的酶称为。

9、如果DNA聚合酶出现错误，会产生一对错配碱基，这种错误可以被一个通过甲基化作用来区别新链和旧链的特别系统进行校正。

10、可被看成一种可形成暂时单链缺口（Ⅰ型）或暂时双链缺口（Ⅱ型）的可逆核酸酶。

11、在大肠杆菌中发现了种DNA聚合酶。

DNA修复时需要DNA聚合酶。

12、在DNA修复过程中，需要第二种酶，，作用是将DNA中相邻的碱基起来。

DNA聚合酶具有外切核酸酶的活性。

有两种外切核酸酶活性，它们分别从和降解DNA。

DNA聚合酶只有外切核酸酶活性。

13、途径可以切去任何造成DNA双螺旋大片段改变的DNA损伤。

14、在中，基因交换发生在同源DNA序列间，最常见是发生在同一染色体的两个拷贝间。

15、在交换区域，一个DNA分子的一条链与另一个DNA分子的一条链相互配对，在两个螺旋间形成一个。

16、大肠杆菌的染色体配对需要；它与单链DNA结合并使同源双链DNA与之配对。

17、一般性重组的主要中间体是，也用它的发现者命名为。

DNA修复与重组解析

DNA修复与重组解析

第四章 DNA修复与重组一、填空题1．在大肠杆菌中发现了——----种DNA聚合酶。

DNA修复时需要DNA聚合酶——---。

2．真核生物中有5种DNA聚合酶，它们是：(1)—-----—(2)—---—(3)—---—(4)—-----—(5)—------—。

3．在DNA修复过程中，需要第二种酶，—--------—，作用是将DNA中相邻的碱基—---------—起来。

————————DNA聚合酶具有外切核酸酶的活性。

有两种外切核酸酶的活性，它们分别从—-----------—和—----------—降解DNA。

DNA聚合酶—---------—只有———————外切核酸酶活性。

4．只有真核DNA聚合酶—------—和—------—显示—-----—外切核酸酶活性。

5． DNA大多数自发变化都会通过称之为—----------—的作用很快被校正。

仅在极少情况下，DNA将变化的部分保留下来导致永久的序列变化，称为—-------—。

6．偶然情况下，在同一基因两个稍微不同拷贝(等位基因)间发生重组的过程中，一个等位基因经过—----------—过程会被另一等位基因代替。

7．通过—---------—基因重组，游动DNA序列和一些病毒可进人或离开一条目的染色体。

8． DNA修复包括3个步骤：—-----------—酶对DNA链上不正常碱基的识别与切除，—-------—酶对已切除区域的重新合成，—--------—酶对剩下切口的修补。

9．一种主要的DNA修复途径称—---------—，包括一系列—----—酶，它们都能识别并切去DNA上不正常碱基。

10．—----—途径可以切去任何造成DNA双螺旋大片段改变的DNA损伤。

11．大肠杆菌中，任何由于DNA损伤造成的DNA复制障碍都会诱导—-----—的信号，即允许跨过障碍进行复制，给细胞一个生存的机会。

12．在—----—中，基因交换发生在同源DNA序列间，最常见是发生在同一染色体的两个拷贝间。

DNA复制,修复和重组

DNA复制,修复和重组

ppi 焦磷酸酶 2pi
＋2 KJ/mol
－30 KJ/mol
－28 KJ/mol
Δ G0’＝-28 KJ/mol
但由DNA聚合酶催化的上述反应在无焦 磷酸酶参与下仍能继续进行。聚合反应 导致多重弱相互作用的形成，它们释放 的能量促进多聚化反应：
C－H 约100 KJ/mol；OH …O＝C 约4-5 KJ/mol；van der Waal’s 约1 KJ/mol。
图12-9 图12-10
酸， DNA polymerase I 除去RNA引物， 并合成DNA链代替，所留下的nick（切 口）由DNA连接酶连接。
c. DNA连接酶
连接具有5’－磷酸和3’－OH的切口形 成磷酸二酯键，连接酶以NAD或ATP为 能源。
3. 终止
在原核细胞中，两个方向相反的复制叉 在染色体对相遇时复制的终止过程开始。
第二节 DNA修复（repair）
一. 关于突变的一些概念
1. 天然突变和诱变 天然突变：如碱基的互变异构，宇宙线 造成的突变。天然突变率称突变的本底 水平（background）。 诱导突变（induced mutation）：补加诱 变剂诱发的突变。
诱变剂：引起突变的任何物理因子或化 学因子称诱变剂或诱变因子。
DNA修复－差错倾向修复所需的酶类。
b. DNA polymerase V和translesion replication
DNA聚合酶V能复制DNA链的损伤位点， 造成高突变率。
第三节 细胞内DNA的遗传重组 （Genetic recombination ，或称基
因重排 Gene rearrangement）
第二章 DNA的复制，修 复和重组
1. DNA的代谢过程包括复制，修复和重组 2. 大肠杆菌遗传图

DNA损伤,修复与重组

DNA损伤,修复与重组
┬┬┬─┬┬─┬┬┬
━→ A T G ▋C T ▋A C G
TACXGA YTGC ┴┴┴┴┴┴┴┴┴┴
DNA损伤,修复与重组
碱基类似物 ─→错配 ─→复制 ─→突变
5-BrU or 5-BrdU 更高比例的烯醇式，与G配对； 8-oxo-dGTP 更多地与 A配对
H
A
N–H
H―O
8-oxo-dGTP
DNA损伤,修复与重组
第二节 DNA 损伤
2.1 DNA损伤 ❖ DNA损伤是指DNA正常理化结构的改变。 ❖ DNA损伤可因碱基杂环和环外功能基化学活性而引起
诱变剂→碱基的―┬→不配对或错配→直接或间接突变发生 理化损伤 └→物理扭曲→复制中断→细胞死亡
❖ 直接作用：指诱变剂直接与DNA反应所引起的损伤；
第六章 DNA损伤,修复,突变与重组
1 基因突变 2 DNA 损伤与 3 DNA 损伤的修复 4 DNA重组
DNA损伤,修复与重组
第一节 基因突变
突变的概念的提出：
❖ 德弗里斯 — 突变论
1888 用一种红杆月见草，与 常规品种杂交，选育出4个稳 定的新品种：小月见草、晚月 见草、红斑月见草和巨形月见 草。把生物中出现的突然的、 明显的性状变异称为突变。
└ 无义突变：产生新的终止密码→多肽链合成 提前终止
◆ 移码突变┬碱基删除→读码框前移┬删除或插入点→肽段 └碱基插加→读码框后移┘后的密码改变 的变化 ↓ 突变蛋白质 ↓ 变异
◆无表型效应的基因突变的累积与可导致DNA多态性产生。
◆复制的忠实性原因： 半保留复制； 校正机制(DNA pol I、DNA polε)； 修复机制。
DNA损伤,修复与重组
烷化作用
烷化剂 → 碱基烷化 ┬→ 干扰DNA解旋 → 致死 └→ 复制异常 → 直接或间接诱变

dna的四个修复机制

dna的四个修复机制

dna的四个修复机制
DNA的修复机制是生物体内非常重要的一种自我保护机制，它能够有效地修复因各种因素导致的DNA损伤，从而保证遗传信息的稳定传递。

以下是DNA的四个主要修复机制：
直接修复：此机制主要针对的是DNA碱基的修饰，如嘧啶二聚体的形成。

通过特定的酶直接将受损的碱基修复为正常状态。

切除修复：当DNA链上存在化学损伤或核苷酸错误时，细胞会利用特殊的酶将损伤部分从DNA链上切去，然后由DNA聚合酶填补新的核苷酸，最后再由DNA连接酶完成修复工作。

重组修复：当DNA双链都受到损伤时，细胞会暂时停止复制，并利用另一条未受损伤的DNA链作为模板，通过重组的方式完成损伤链的修复。

错配修复：此机制主要针对复制过程中出现的碱基错配进行修复。

当DNA聚合酶发现碱基错配时，会暂停复制，并利用校对酶修正错误，确保遗传信息的准确性。

这四种修复机制在生物体内协同作用，确保DNA的完整性不受损害。

每种机制都有其独特的修复特点和适用范围，但它们共同的目标都是维护基因组的稳定性。

当这些修复机制出现异常或功能障碍时，可能会导致基因突变、癌症等多种疾病的发生。

因此，深入了解这些修复机制对于理解生物体的生命活动、预防和治疗相关疾病具有重要意义。

第4章 DNA损伤、修复及重组

第4章 DNA损伤、修复及重组

• TT 、 CC 、 CT 之间都可 形成二聚体。
• 紫外线引起的DNA损伤最易形成胸腺嘧啶二聚 体（TT）。
（2）电离辐射造成的DNA损伤 • 碱基的变化：细胞中的H2O经辐射分解后产生•OH， 使碱基氧化修饰，形成过氧化物，导致碱基的破 坏和脱落。 • 脱氧核糖的变化：•OH可以使脱氧核糖分解，引 起DNA单链或双链断裂。 • DNA的交联，包括DNA链间交联和DNA与蛋白质 的交联。
• 以胸腺嘧啶二聚体为例，含有二聚体的DNA仍可 进行复制，但复制到二聚体时要暂停一下，然后 越过此处障碍，在二聚体的后面以未知的机制开 始复制，这种起始复制可能不需引发。 • 这样在合成的子链上留下一个大缺口，而其互补 链则复制成完整的双链。然后由完整双链中的母 链与带缺口的子链发生重组。
• DNA合成时，复制叉遇到嘧 啶二聚体，会跳跃过损伤部 位，在下游约1000个核苷酸 处重新开始。复制的子链形 成一个缺口。 • recA蛋白可以识别并结合于 此，并同时识别同源双链区。 • 在recA蛋白的作用下，同源 双链发生重组交换，无损伤 的母链断裂修补缺损的空隙。 • 母链的缺损部位以互补链为 模板，进行合成修复。
（四）烷基转移修复
• 烷化剂所引起的最常见的DNA损伤时使鸟嘌呤O6 甲基化。在大肠杆菌中存在 O6-甲基鸟嘌呤转移酶， 可修复甲基化的碱基。将O6甲基鸟嘌呤的甲基转 移至该酶的一个半胱氨酸上，酶自身失活。
二、切除修复
• 切除修复是指在一系列酶的作用下，将DNA分子 中受损伤部分切除，然后以另一条完整的互补链 为模板，重新合成切去的部分，是DNA恢复正常 结构的过程。
5´ 3´
T
G
GATC
GATC
3´ 5´
CH3
dNTPs

DNA的复制修复与重组RNA代谢

DNA的复制修复与重组RNA代谢

Dna的复制修复＆重组1．Meselson－Stahl实验证明大肠杆菌染色体DNA的复制是半保留的。

有一种“分散”式复制模型假定亲本链被切成随机大小的片断，然后和新合成的子代链连接产生子代双链，在Meselson－stahl实验中，每条链可能含有重链和轻链的随机片断。

解释Meselson－Stahl 实验如何排除这种复制模型的可能性。

2．在含有15NH4Cl 的介质中生长的大肠杆菌被转移到含14NH4CI的介质培养三代（细胞群体增加 8倍），此时杂合 DNA（15N－14N）和轻DNA（14N－14N）的分子比例是多少？3．大肠杆菌染色体含有4 639 221个碱基对，(a)在E．coli染色体复制期间多少个DNA螺旋必须解开？（b）根据本章资料，在37o C时，如果有两个复制叉从原点出发需要多少时间才能完成大肠杆菌染色体DNA复制？假定复制以每秒1000bP速度进行，而大肠杆菌细胞20min能分裂1次，怎样才能实现这一点？（c）在复制期间有多少个冈崎片断形成？如何保证冈崎片断按正常次序组装？4．已知噬菌体ΦX 174一条链的碱基成分是：A、24．1％；G、24．7％；C、18．5％；T、32．7％，如果提供ΦX 174（一种环形 DNA分子）互补链的等摩尔混合物作为模板，预计由DNA聚合酶催化合成的全部DNA的碱基组成。

回答这个问题要有什么前提？5．Kornberg和他的同事用dATP，dTTP，dGTP和dCTP混合物与可溶性大肠杆菌抽提物一起保温，且所有这些脱氧核苷三磷酸都是在α一磷酸基团用32P中标记的。

在保温一段时间之后，保温混合物都用三氯醋酸处理，它沉淀DNA，但不沉淀核苷酸前体。

收集沉淀，测定存在于沉淀中的放射性来确定前体掺人的水平。

（a）如果四种核苷酸前体中的任意一种被省去，沉淀中是否会有放射性？为什么？（b）如果只有dTTP是被32P标记的，能否在沉淀中测出放射性？（c）如果32P被标记在β-或γ-磷酸基团，能否在沉淀中发现放射性？6．列表比较在大肠杆菌DNA复制中各种前体、酶和其他蛋白质因子在前导链和滞后链合成中的功能。

第13章 损伤、修复和重组

第13章 损伤、修复和重组

• Damaged DNA of λ-phage be repaired more in E.coli A
• SOS repair in E. coli have to be induced by U.V.（A） • High frequency mutation by SOS repair（Error-prone）
颠换（transversion）：DNA分子中嘌呤被嘧
啶所取代或嘧啶被嘌呤所取代而引起的突变；
transition transversion Py Py Py Pu Pu Pu
点突变的效应：
无义突变（nonsense ~）：使氨基酸密码子转变为终止密码
子（UGA、UAG、UAA）的突变.
错义突变（missense ~）：三联体密码子发生突变导致蛋白 质中原来的氨基酸被另一氨基酸取代 同义突变（samesense ~）：虽然三联体密码子发生突变， 但仍然编码同一种AA。
单/多个不稳定的烷基，可将烷基加入到核酸上 各种位点的亲电化学试剂。
O EMS（Ethyl methane sulfonate） 已基甲烷磺酸 MMS （methylmethane sulfonate） 甲烷磺酸甲酯 SM（Sulfur Mustards gas）硫芥 CH3-S-O-CH2CH3 O O CH3-S-O-CH3
3’－（3-4） 5‘-7 5’－22
3、重组修复（recombination repair）
实质：并非修复，而是“稀释”。
4、错配修复（mismatch repair）
DNA polymerase ligase dam gene m6A甲基化酶
MCE（mismatch correct enzyme） 3 subunits mutH, L, S

第12章DNA的复制重组与修复

第12章DNA的复制重组与修复
第十二章
DNA的复制、修复和重组
分子生物学的中心法则(central-dogma): 1958年，由Francis.Crick提出。
第一节
DNA的代谢
一、DNA代谢包括DNA复制、修复和重组
二、大肠杆菌遗传图
第二节
DNA复制的一般规律
一、关于模板的概念
模板（template）： 1.早期推测模板分子的表面可以让许多小分
复制一条新链。二个子代DNA分子碱基顺 序与亲代分子完全一致，其中一条链来自 亲代DNA链，另一条是新合成的。
The Meselson-Stahl experiment:
1957年， 由 Mathew Meselson 和Franklin Stahl设 计。
三、DNA复制的起点与方向
复制从原点（origin）开始双向进行的 John Cairns experiment
子按一定排列顺序排列，然后连接这些小 分子形成有特定结构和功能的大分子。 2.Watson-Crick DNA双螺旋结构表明，DNA 双链严格按碱基配对互补，故，如以一条 链为模板，可合成另一条有既定顺序的互 补链。
二、DNA复制是半保留的
半保留复制(semi conservative replication): 亲代的DNA双链，每条链都可作为模板，
具有高度专一的DNA修复功能（appears to have a highly specialized DNA repair function ）。
DNA聚合酶Ⅲ（ pol Ⅲ）： 为E.coli的主要复制酶（replicase）。
1.全酶含10种亚基,为不对称二聚体。 2.α,ε和θ 组成核心酶 （α具有5′→3′聚合 酶 活性， ε具有3′→5′外切酶活性和碱基选择功能） 。

第十一章 DNA的复制

第十一章 DNA的复制

第十一章DNA的复制、修复和重组1．Meselson－Stahl实验证明大肠杆菌染色体DNA的复制是半保留的。

有一种“分散”式复制模型假定亲本链被切成随机大小的片断，然后和新合成的子代链连接产生子代双链，在Meselson－stahl实验中，每条链可能含有重链和轻链的随机片断。

解释Meselson－Stahl实验如何排除这种复制模型的可能性。

2．在含有15NH4Cl 的介质中生长的大肠杆菌被转移到含14NH4CI的介质培养三代（细胞群体增加8倍），此时杂合DNA（15N－14N）和轻DNA（14N－14N）的分子比例是多少？3．大肠杆菌染色体含有4 639 221个碱基对，(a)在E．coli染色体复制期间多少个DNA螺旋必须解开？（b）根据本章资料，在37oC时，如果有两个复制叉从原点出发需要多少时间才能完成大肠杆菌染色体DNA复制？假定复制以每秒1000bP速度进行，而大肠杆菌细胞20min能分裂1次，怎样才能实现这一点？（c）在复制期间有多少个冈崎片断形成？如何保证冈崎片断按正常次序组装？4．已知噬菌体ΦX 174一条链的碱基成分是：A、24．1％；G、24．7％；C、18．5％；T、32．7％，如果提供ΦX 174（一种环形DNA分子）互补链的等摩尔混合物作为模板，预计由DNA聚合酶催化合成的全部DNA的碱基组成。

回答这个问题要有什么前提？5．Kornberg和他的同事用dATP，dTTP，dGTP和dCTP混合物与可溶性大肠杆菌抽提物一起保温，且所有这些脱氧核苷三磷酸都是在α一磷酸基团用32P中标记的。

在保温一段时间之后，保温混合物都用三氯醋酸处理，它沉淀DNA，但不沉淀核苷酸前体。

收集沉淀，测定存在于沉淀中的放射性来确定前体掺人的水平。

（a）如果四种核苷酸前体中的任意一种被省去，沉淀中是否会有放射性？为什么？（b）如果只有dTTP是被32P标记的，能否在沉淀中测出放射性？（c）如果32P被标记在β-或γ-磷酸基团，能否在沉淀中发现放射性？6．列表比较在大肠杆菌DNA复制中各种前体、酶和其他蛋白质因子在前导链和滞后链合成中的功能。

生殖细胞发育过程中的染色体重组与修复

生殖细胞发育过程中的染色体重组与修复

生殖细胞发育过程中的染色体重组与修复生殖细胞发育过程中，染色体的重组和修复是非常重要的。

染色体重组是指在生殖细胞发育过程中，染色体的配对和交换过程，它是形成新个体的必要过程。

而染色体修复则是指染色体在发生损伤后的修复过程，它保证了细胞的稳定性和遗传信息的完整性。

一、染色体重组染色体重组是指在生殖细胞发育过程中，染色体的配对和交换过程。

这个过程在有性生殖中非常关键，它使得染色体的基因组得以重新组合，形成新个体的基因组多样性。

染色体重组主要分为两个过程：染色体配对和染色体交换。

（一）染色体配对染色体配对是指在生殖细胞发育过程中，同源染色体之间互相配对。

也就是说，一个来自母亲的染色体会与同样来自母亲的染色体配对，而来自父亲的染色体也会与同样来自父亲的染色体配对。

通过这个过程，同源染色体之间的非交叉区域可以通过基因重组互相结合形成新的组合。

（二）染色体交换染色体交换是指在染色体配对之后，同源染色体之间产生交叉的过程。

在这个过程中，同源染色体之间的某个部分发生交叉，交换了一些基因。

交换后形成的染色体上，基因的组合顺序发生了改变。

这个过程增加了染色体上的遗传信息的组合多样性。

二、染色体修复染色体修复是指在染色体发生损伤后的修复过程。

染色体中的损伤会引起遗传信息的变异或丢失，因此，染色体修复过程的正确性非常重要。

染色体的修复主要有三种机制：切除修复、交叉修复和不完全互补修复。

（一）切除修复切除修复是指当染色体中出现断裂或损伤时，发生同源重组修复的过程。

在这个过程中，损伤的DNA段会被切除，并以同源染色体为模板进行重组修复。

（二）交叉修复交叉修复是指在染色体交换的过程中，发生非同源交换的过程。

在这个过程中，两个不同来源的染色体之间交换了一部分基因序列，因此基因序列的顺序发生了变化。

（三）不完全互补修复不完全互补修复是指当染色体损伤时，受损染色体的信息被遗失，但在染色体重组过程中，遗失的信息被另一个同源染色体所补充。

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13-1 DNA 修复与重组
一填空
1·在大肠杆菌中发现了种DNA聚合酶。

DNA修复时需要DNA聚合酶。

2·真核生物中有5种DNA聚合酶，它们是:(1) （2） (3) (4) (5) 。

3·在DNA修复过程中，需要第二种酶，，作用是将DNA中相邻的碱基起来。

DNA聚合酶具有外切核酸酶的活性。

有两种外切核酸酶的活性，它们分别从和降解DNA。

DNA聚合酶只有外切核酸酶活性。

4·只有真核DNA聚合酶和显示外切核酸酶活性。

5·DNA大多数自发变化都会通过称之为的作用很快被校正。

仅在极少情况下，DNA将变化的部分保留下来导致永久的序列变化，称为。

6·偶然情况下，在同一基因两个稍微不同拷贝(等位基因)间发生重组的过程中，一个等位基因经过
过程会被另一等位基因代替。

7·通过基因重组，游动DNA序列和一些病毒可进人或离开一条目的染色体。

8·DNA修复包括3个步骤: 酶对DNA链上不正常碱基的识别与切除，酶对已切除区域的重新合成，酶对剩下切口的修补。

9·一种主要的DNA修复途径称，包括一系列酶，它们都能识别并切去DNA上不正常碱基。

10·途径可以切去任何造成DNA双螺旋大片段改变的DNA损伤。

11·大肠杆菌中，任何由于DNA损伤造成的DNA复制障碍都会诱导的信号，即允许跨过障碍进行复制，给细胞一个生存的机会。

12·在中，基因交换发生在同源DNA序列间，最常见是发生在同一染色体的两个拷贝间。

13·在交换区域，一个DNA分子的一条链与另一个DNA分子的一条链相互配对，在两个双螺旋间形成一个。

14·通过，两个单链的互补DNA分子一起形成一个完全双链螺旋，人们认为这个反应从一个慢的步骤开始。

15·大肠杆菌的染色体配对需要 ;它与单链 DNA结合并使同源双链DNA与之配对。

16·一般性重组的主要中间体是，也用它的发现者名字命名为。

二、选择题仁单选或多选)
1·关于DNA的修复，下列描述中，哪些是不正确的( )
(a)UV照射可以引起嚼陡碱基的交联
(b)DNA聚合酶皿可以修复单链的断裂
(c)双链的断裂可以被DNA聚合酶Ⅱ修复
(d)DNA的修复过程中需要DNA连接酶
(e)细菌可以用一一种核酸内切酶来除去受损伤的碱基
彻糖背酶可以切除DNA中单个损伤的碱基
2·DNA最普遍的修饰是甲基化，在原核生物中这种修饰的作用有:( )
(a)识别受损的DNA以便于修复
(b)复制之后区分链，以确定是否继续复制
(c)识别甲基化的外来DNA并重组到基因组中
(d)保护它自身的DNA免受核酸内切酶限制
(e)识别转录起始位点以便MVA聚合酶能够正确结合
3·单个碱基改变是DNA损伤的一种形式，它们:( )
(a)影响转录但不影响复制，在此过程中一个ATG起始密码可能被修改
(b)影响DNA序列但不影响DNA的整个结构
(c)将继续引起结构变化但不影响复制循环
(d)可能由错配复制或酶的DNA修饰(如脱氨基)所引起
(e)可以由UV照射(如嘧啶二聚体)或加成化合物形成(如烷基化)所引起
4·错配修复是基于对复制期间产生的错配的识别。

下列叙述正确的是:( )
(a)UvrABC系统识别并靠DNA聚合酶Ⅰ促使正确核苷酸的引人而使错配被修复
(b)假如识别发生在被重新甲基化的半甲基化DNA之前，那么修复可能偏向野生型序列(Dam甲基化，MutH，MutSL)
(c)错配一般由单链交换所修复，这要靠RecA蛋白恢复正常拷贝序列的能力
(d)错配修复也可被认为是对DNA的修饰活动，如去烷基化或再氨基化，但是不会替换损伤的核苷酸
(e)错配修复是靠正常情况下被LexA蛋白抑制的修复功能完成的(SOS反应)
6·许多细菌在它们的基因组中几乎平均分配重组敏感热点，这些热点在大肠杆菌
E.coli万中称为chi，它们是:( )
(a)是双链经常断裂的部位，它可来诱导重组
(b)是单链经常断裂的部位，导致单链同化作用
(c)是RecBCD复合物作用的位点，在这些位点，受双链断裂激活的RecBCD复合物切开一个自由3'-OH端
(d)是顺式作用元件，在该元件内可以产生一个单链的自由3'-OH末端
(e)是RecA蛋白结合的DNA位点，RecA蛋白从该位点沿着DNA移动直到断裂
三、判断题
1·拓扑异构酶Ⅰ和Ⅱ可以使DNA产生正同超螺旋。

2·拓扑异构酶Ⅰ解旋需要ATP酶。

3·RNA聚合酶Ⅰ合成DNA复制的RNA引物。

4·线粒体DNA的复制需要使用DNA引物。

5·λ噬菌体整合到大肠杆菌基因组上是由一个位点专一的拓扑异构酶(λ整合酶)催化的，它可以识别在两条染色体上短的特异DNA序列。

6·在真核生物染色体DNA复制期间，会形成链状DNA。

7·所有已知的基因转变都需要一定量的DNA合成。

8·根据不同物种同一蛋白质中氨基酸的不同来估计突变率往往较实际的突变率低，因为一些突变体由于危及蛋白质功能，在选择压力下从种群中消失。

9·因为组蛋白H4在所有物种中都是一样的，可以预期该蛋白基因在不同物种中也是一样的。

1O·DNA修复机制有很多种，但所有这些机制都依赖于二倍体染色体上两套遗传信息的存在。

11·自发的脱嘌呤作用和由尿嘧啶DNA糖基化酶切去一个已脱碱基的胞嘧啶都会产生可被无嘌呤嘧啶内切核酸酶作为底物识别的同样的中间产物。

12·DNA修复的第一步是由专用于修复过程的酶催化的，下面的步骤由DNA代谢过程中的常用酶催化。

13·大肠杆菌中SOS反应的最主要作用是通过在原始DNA损伤区附近导人补偿突变来提高细胞存活率。

14·DNA中四个常用碱基自发脱氨基的产物，都能被识别出来。

15·在细菌细胞中，短片段修复是由损伤诱导的。

相反，长片段修复是组成型的，且往往涉及长约1500~9O00bp损伤DNA片段的替换。

16·真核生物中DNA的修复没有原核生物重要，这是因为体细胞的二倍体特征。

17·一般性重组需要交换的双方都有一长段同源DNA序列，而位点专一重组仅需要短而专一的核苷酸序列，某些情况下，只需要交换双方中的一方具有该序列即可。

18·一般性重组包括DNA片段的物理交换，该过程涉及DNA骨架上磷酸二酯键的断裂和重新形成。

19·RecA蛋白同时具有位点专一的单链切割的活性和将单链从双螺旋DNA分子上脱离的解旋酶的功能，但需要依赖于ATP活性。

20·大肠杆菌的单链结合蛋白通过与糖-磷酸骨架结合并使碱基暴露，从而解开单链上的短发夹结构。

21·RecA蛋白同时与单链、双链DNA结合，因此它能催化它们之间的联会。

22 交叉链互换包括交叉链和末交叉链，至少其中一条链的磷酸骨架断裂才可能使方过程逆转。

四简答题
1 假如发生了碱基对的错配会产生什么表型，它们怎样被修复?
2为什么DNA的甲基化状态可以为复制的调节和DNA的修复所利用?
3错配修复的方向可以怎样被调节(突变型到野生型或野生型到突变型)?
4 RecA蛋白是怎样调节SOS反应的?。