复旦大学：《分子生物学》课程电子教案（PPT教学课件）第三章 DNA复制（3/3）

想一想 1.原核和真核DNA复制区别？ 2.大肠杆菌复制的调控？

想一想 1. 原核和真核DNA复制区别？ 2. 大肠杆菌复制的调控？

第四节DNA修复 命

第四节 DNA修复

什么是DNA突变？ ·进化的动力！ 来源 ·DNA复制中的错配 ·天然和非天然化合物以及辐射 ·转座子DNA的插入 3

3 什么是DNA突变？ • 进化的动力！ 来源 • DNA复制中的错配 • 天然和非天然化合物以及辐射 • 转座子DNA的插入

DNA损伤 DNA分子结构的任何异常改变都可以看作是DNA损伤 1.自发性DNA损伤 错配(mispairing or mismatch) 互变异构现象（tautomerism) 。 DNA聚合酶的"打滑”（slippage) 。脱氨基作用 。 形成酮式-烯醇式或复基-亚氨基的互变异构体 当C或A以亚氨基形式存在时：发生A=C错配 当G或T以烯醇式存在时：发生G=T错配 不论是模板链或新生链有时都会发生碱基的“环出”的 现象，引起一个或数个碱基的缺失或插入。 4

4 DNA损伤 • 不论是模板链或新生链有时都会发生碱基的“环出”的 现象，引起一个或数个碱基的缺失或插入。 • DNA分子结构的任何异常改变都可以看作是DNA损伤 1.自发性DNA损伤 • 错配（mispairing or mismatch） • 互变异构现象（tautomerism） • DNA聚合酶的“打滑”（slippage） • 脱氨基作用 • 形成酮式－烯醇式或氨基－亚氨基的互变异构体 当C或A以亚氨基形式存在时：发生A＝C错配 当G或T以烯醇式存在时：发生G＝T错配

DNA聚合酶的“打滑 AGCGTGAAAAATCAGC TCGCACTTTTTAGTCG Parental strand loops out Progeny strand loops out A AGCGTGAAAAT-> AGCGTGAAAAAT→ TCGCACTTTTAGTCG TCGCACTTTTTAGTCG Another round of replication AGCGTGAAAATTCAGO AGCGTGAAAAAATCAGC TCGCACTTTTA- TCGCACTTTTTTAGTCG One-base deletion One-base insertion

DNA聚合酶的“打滑

脱氨基作用 Nature of mutation Consequences Cytosine Uracil U-G replaces C-G 。 胞嘧啶脱氨基作 Deamination 用（自发地或化学 Corrected by removing U 诱变剂)产生一个 错配的UG对。 H Purine pair distorts duplex o Replication errors Cytosine Corrected by removing G 6

6 脱氨基作用 • 胞嘧啶脱氨基作 用(自发地或化学 诱变剂)产生一个 错配的U·G 对。 C U

·活性氧引起的诱变。 ·氧化碱基8-0oG(G0)（7,8-二氢-8-氧代鸟嘌 呤)可与C,A配对，却无法校正。 ·DNA氧化损伤。 。7 碱基的丢失。 ·DNA分子的自发水解。 7

7 • 活性氧引起的诱变。 • 氧化碱基8-oxoG（GO）（7，8-二氢-8-氧代鸟嘌 呤）可与C，A配对，却无法校正。 • DNA氧化损伤。 • 碱基的丢失。 • DNA分子的自发水解

2环境因素对DNA的损伤 (1)化学因素（化学诱变剂) ①DNA-反应性化合：甲基化、氧化反应 ②碱基类似物：替代碱基 ③移码诱变剂：EB、吖啶（插入或缺失） (2)物理因素：紫外线、电离辐射 (3)生物因素 8

8 2.环境因素对DNA的损伤 （1）化学因素（化学诱变剂） ①DNA－反应性化合：甲基化、氧化反应 ②碱基类似物：替代碱基 ③移码诱变剂：EB、吖啶（插入或缺失） （2）物理因素：紫外线、电离辐射 （3）生物因素

·DNA应该如何应对损伤？

• DNA应该如何应对损伤？

一、DNA的修复 、错配修复：恢复错配的碱基 ·碱基切除修复：切除受损伤的碱基 ·核苷酸切除修复：修复受损伤的DNA DNA直接修复：修复嘧啶二聚体或甲基化DNA ·重组修复 ·SOS修复系统 10

10 一、DNA的修复 • 错配修复：恢复错配的碱基 • 碱基切除修复：切除受损伤的碱基 • 核苷酸切除修复：修复受损伤的DNA • DNA直接修复：修复嘧啶二聚体或甲基化DNA • 重组修复 • SOS修复系统