分子生物学第五、六章 DNA的损伤、修复、基因突变、重组与转座
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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。