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第二章 DNA的复制、修复和重组
第一节 DNA的复制(DNA Replication)
一、DNA复制的基本特性
1. 半保留性(Semi-Conservative)
Meselson-Stahl实验 2. 双向复制(一般)
复制起始点(origin)+两侧复制叉=复制单位(复制子, Replicon)
3.半不连续性(Semi-discontinuous) 前导链(leading strand)-连续合成
随从链(Lagging Strand)-不连续,由岗崎片段(okazaki fragment)连接而成.
二、DNA复制必需的成份(真核生物)
1.染色体DNA复制必需三种核苷酸序列①复制起点②着丝粒③端粒.
2． RNA引物(RNA Primer) 一般8-14nt.带游离3'-OH末端. 3.参加DNA复制的主要酶和蛋白质 ① DNA聚合酶(DNA Polymerase) 真核DNA复制的主要酶DNA Pol a/δ. 功能:从5'-3'方向延伸与模板互补的子代链.
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旗开得胜 ②引发酶(Primase)
与其他多种蛋白组成多蛋白复合体-引发体(Primosome).催化RNA引物合成和复制起始.
③DNA连接酶(DNA Ligase)
催化一个双链DNA的5'磷酸与另一双链DNA的3'-OH形成磷酸二酯键.
④DNA解链酶(DNA Helicase),打开DNA双链.
⑤增殖细胞核抗原(Proliferating cell nuclear antigen.PCNA) 辅助催化前导链合成. ⑥端粒酶(Telomerase) 末端复制问题。
端粒酶负责染色体末端(端粒)复制,是由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白.其中的RNA成分是端粒复制的模板.(因此端粒是逆转录酶)
作用:维持端粒长度.
端粒酶活性可用基于PCR的“TRAP”（Telomerase repeat amplification protocol）法测定（Kim,N et al.,science,266,2011-2014(1994)
端粒与细胞寿命。
端粒、端粒酶与肿瘤的关系：绝大多数恶性肿瘤具有端粒酶活性但端粒缩短，但也有约5%的肿瘤无端粒酶活性且端粒较长。 端粒酶作为新的肿瘤标志和肿瘤治疗靶点.
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第二节 DNA修复（DNA repair）
DNA修复是维持基因组完整性的重要机制，在保护基因组避免发生可能导
致肿瘤或遗传疾病的突变中起关键的作用。
引起DNA损伤的因素： 1、 细胞内源性损伤因素：
DNA复制错误；自发损伤包括碱基互变异构、碱基脱氨（C→U、A→I）和碱基丢失等；氧化代谢副产物如活性氧物质（Reactive oxygen species，ROS）的攻击等。 2、 环境中的损伤因素：
辐射（含紫外线、X射线）产生胸腺嘧啶二聚体；化学致癌物（氧化脱氨，烷化剂或代谢活化物如苯并芘、黄曲霉素等产生碱基加合物） 一、碱基切除修复(Base excision repair、BER)
该途径中最关键的是必须通过一种糖苷酶(glycosylase)先除去变异碱基(如被氧化、烷基化或脱氨的碱基)，该糖苷酶催化连接损伤碱基与脱氧核糖之间的糖苷键水解，释放游离碱基并在DNA中产生一个去碱基位点，然后由去嘌呤／去嘧啶(AP)核酸内切酶、DNA聚合酶和DNA连接酶等利用相对的一条正常链为模板进行修补合成。
BER途径中的重要糖苷酶：
(1)尿嘧啶DNA糖苷酶(UDG)，从DNA中除去尿嘧啶碱基； (2)3—甲基腺嘌吟(3MeA)DNA糖苷酶，可修复烷化剂产生的损伤；
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【细胞分子生物学】第二章 DNA的复制、修复和重组
