DNA的复制、修复及重组DNA技术解析
《生物化学原理》之DNA复制
•･ DNA的复制 •･ DNA的损伤和修复 •･ 遗传重组
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RNA
一一、DNA的复制：指亲代DNA链双螺旋解开，分别作为模版， 指导子子代DNA合成的过程。
•･ 半保留复制：DNA复制后产生生的新链中，一一条来自亲代的 DNA，另一一条是新合成的新链。
•･ DNA聚合酶：参与DNA复制的主要酶，它催化四种dNTP 合成DNA双链。 ✦ DNA聚合酶的作用特点：
1.以四种dNTP为底物
2.反 应必须接受模板的指导 3.反应必须有3’-OH的存在 4.反应必须有二二价金金属Mg2+的存在
5.DNA链的合成方方向是从5’➝3’
•･ 复制的起始：DNA复制开始于特定的位置，即DNA的复制 有特定的复制起始点（replication origin）。在起始位点处， DNA双螺旋打开，以两条DNA单链为模版，向两端开始复 制。
双向复制
•･ 复制叉：DNA复制过程中，亲代的DNA双链从复制起点开 始逐步解链，形成一一个分叉状结构，称为复制叉。
和单个酶的直接修复作用。
光修复
•･ 切除修复：指在一一系列酶的催化下，将DNA分子子中受损的 部分切除，并以完整的那条单链为模板，合成切除部分的 过程。
•･ 错配修复：修复在复制过程中错配且没有被校正的碱基。
•･ SOS反应和易错修复：SOS反应是指细胞DNA受到大大面积 损伤或者DNA复制系统受到抑制的情况下的应急效应。
DNA聚合酶Ⅰ的3’➝5’核酸 外切酶活性在DNA复制过 程中起重要的校对作用。
dna重组技术的原理
DNA重组技术的基本原理DNA重组技术是一种通过人工手段改变DNA序列的方法，它在生物学、医学和农业领域有着广泛的应用。
DNA重组技术可以用于研究基因功能、制备重组蛋白、生产药物、改良农作物等。
其基本原理涉及到DNA分子的切割、连接和复制等过程。
1. DNA的切割DNA分子由两条互补链组成，每条链上都有一系列的核苷酸。
在DNA重组技术中，常常需要将某个特定的片段从一个DNA分子中切割出来，并插入到另一个DNA分子中。
为了实现这个目标，可以利用一种特殊的酶——限制性内切酶。
限制性内切酶能够识别并切割特定的DNA序列，产生具有粘性末端或平滑末端的断裂。
当两条互补链上都存在具有相同粘性末端或平滑末端的断裂时，它们可以通过碱基对互补配对重新连接。
这种重新连接称为“黏合”。
2. DNA片段插入在进行DNA重组时，需要将一个DNA片段插入到另一个DNA分子中。
为了实现这个目标，需要使用一种称为“载体”的DNA分子。
载体是一种能够自主复制的DNA分子，常用的载体包括质粒和噬菌体。
载体通常具有多个限制性内切酶切割位点，以便在特定位置插入目标DNA片段。
将目标DNA片段和载体同时用同一种限制性内切酶切割。
通过黏合作用将目标DNA 片段和载体连接在一起。
这样就得到了重组的DNA分子。
3. DNA的复制重组的DNA分子需要进行大量的复制，以便获得足够多的重组产物进行后续应用。
为了实现这个目标，可以利用一种特殊的酶——聚合酶。
聚合酶能够识别并复制DNA分子中的每一个核苷酸，并在其互补链上合成新的核苷酸。
通过PCR（聚合酶链式反应）技术或细菌转化等方法可以实现大规模复制重组的DNA分子。
4. DNA测序在进行DNA重组技术时，通常需要对重组产物进行测序，以确认所得到的DNA序列是否正确。
DNA测序是一种确定DNA序列的方法，常用的测序技术包括Sanger测序和高通量测序。
在Sanger测序中，通过利用聚合酶合成新的核苷酸链时，将一种特殊的二进制链终止剂添加到反应体系中。
DNA的复制和修复机制
DNA的复制和修复机制DNA是构成生命的基础分子，它存储了生物体遗传信息的全部内容。
在生物体繁殖和生长的过程中，DNA需要不断地进行复制和修复。
本文将从DNA复制和DNA修复两个方面来探讨DNA的复制和修复机制。
一、DNA的复制机制在细胞分裂过程中，DNA需要进行复制，以确保每个新生细胞都有完整的遗传物质。
DNA的复制过程是一个高度复杂和密集的事件，在保持准确性和可靠性方面具有重要意义。
1. DNA复制的基本原理DNA复制是由许多复杂步骤组成的，但总的原理是双链DNA 分解成两个单链模板，然后每个模板根据碱基互补规则进行互补匹配，形成新的DNA分子。
具体过程如下：1）双链DNA分离：DNA双链在复制开始前需要分解成两个单链。
DNA双链被酶或蛋白质复合物断开，形成两个单链。
2）DNA合成：DNA配对原则是A对T，C对G。
DNA聚合酶按照这种互补规则将游离碱基从溶液中拾取到新单链上，形成新的DNA双链。
这样，每条单链上的每个碱基都可以通过互补配对获得一个互补匹配的碱基，以恢复新的双链DNA结构。
3）复制完成：参与复制的酶和蛋白分离，复制完成。
2. DNA复制的重要生物分子DNA复制需要多种重要的生物分子参与，包括：1）DNA聚合酶：DNA聚合酶是一种大分子酶，可以将游离核苷酸与模板DNA上的碱基互补配对。
人类DNA中有15种不同类型的DNA聚合酶，它们各自在不同情况下执行DNA复制任务。
2）DNA螺旋酶：DNA螺旋酶能够打开和关闭双链DNA的螺旋结构。
它能解除DNA上的过度的正转和反转扭曲，并且为新合成链的合成提供合适的空间。
3）单链结合蛋白：单链结合蛋白能够保护自由的单链DNA不受降解和修复酶的攻击，从而确保DNA聚合酶能够准确地在正确的位置进行DNA复制。
二、DNA的修复机制DNA的修复是细胞确保DNA稳定性的关键保障，DNA修复机制能够检测和修复DNA链的损伤，从而维持细胞遗传稳定性。
本文将从DNA损伤的类型和DNA修复的方式两个方面探讨DNA的修复机制。
分子生物学中的DNA复制与修复
分子生物学中的DNA复制与修复DNA（脱氧核糖核酸）是生物体内一种十分重要的分子，它承担着遗传信息的传递和保存。
DNA的复制和修复是研究生物基础学科中的重要课题，了解它们的机理有助于加深对生命活动的理解，因此也是分子生物学中的重要研究内容之一。
一、DNA复制DNA复制是一个生物体内的基本过程，它可以维持基因的传递和遗传信息的稳定，也是生物体繁殖和细胞分裂所必须的过程之一。
在DNA复制过程中，一条DNA分子通过特定的酶和蛋白质进行复制，生成两条完全相同的DNA分子。
DNA分子为双螺旋结构，由两条互补的单链组成，每个单链上的碱基可以与对应的互补碱基形成两个碱基之间的氢键，稳定这种双链结构。
在复制过程中，DNA酶会解开双链结构，连接到单链上，根据互补规则，以已有的单链为模板，合成新的单链。
当DNA酶复制分子到达等待复制的区域时，就会分解双链结构，将合成新的合成链与原始链分开，直到整个链复制完成。
DNA复制是生命体内一项重要的细胞功能，它至关重要地影响着生物体的发育和演化。
在此过程中，DNA分子负责遗传信息的传递和保存，保证生物体传递其基因和重要生命活动所需的信息。
同时，由于环境因素的不断变化，DNA的基因组也需要不断更新，使生物体适应新的环境并延续生命活动的时间。
二、DNA修复DNA复制在生物体内是高度正常的过程，但是有时DNA分子会受到来自环境因素的损伤，如辐射，化学物质等，而这些损伤可能导致修改，删除或添加DNA分子上的碱基，从而破坏其信息质量。
为了维持良好的基因组，并减少生物体感染癌症和其他疾病的风险，生物体必须有一套完善的DNA修复机制，帮助修复和保护DNA分子。
DNA修复主要包括四种机制：直接修复，错配修复，核苷酸切除修复和复制损伤绕过修复。
直接修复是指从DNA分子中去掉已损坏的碱基，在基因组中填补一个缺口。
错配修复是指在生物体细胞复制过程中的错误出现，导致DNA发生错误匹配的情况，而错配修复可以帮助纠正这些错误。
遗传学中的DNA复制与修复
遗传学中的DNA复制与修复一、DNA复制的意义和过程DNA复制，是指在有丝分裂、生殖细胞分裂、DNA修复等生物过程中，通过一系列化学反应将DNA双链复制产生两个完全相同的DNA分子的过程。
DNA复制的意义在于维持生物遗传信息的完整性和稳定性，使DNA遗传物质得以传递到下一代。
DNA复制的过程大致可分为三步：解旋、合成、连接。
首先，DNA双链被解旋，由核酸酶使氢键断裂，使DNA双链分离成两个单链。
然后，通过DNA聚合酶沿模板链合成新链，每个DNA 聚合酶有一个活性中心，可以将整个新链合成完整。
最后，DNA 这两个单链通过核苷酸连接形成双螺旋DNA。
二、DNA修复的意义和过程DNA修复是指细胞针对DNA突变、丢失、损害等情况所采取的修补机制。
DNA修复的目的是为了保证DNA间隙的完整性，避免细胞发生致命的变异甚至死亡。
DNA修复的过程主要包括四种类型：直接修复、错配修复、核苷酸切除修复和重组修复。
其中，直接修复是指通过一些特殊的酶有选择地矫正不断裂的化学键，来抑制DNA突变和变异的产生；错配修复是指通过酶的介入，将DNA中的错误碱基或夹缝的碱基更换成正确的碱基；核苷酸切除修复则是对遭到损害的DNA单链进行切削、取出，并重新合成一段新的DNA碱基；重组修复则是通过不同的DNA序列之间的配对连接，形成全新的DNA双链。
三、DNA复制与修复中的相互作用关系DNA复制和修复都是非常重要的生物过程，它们之间也有相互作用关系。
首先，DNA复制的过程是由多种酶、蛋白质、物质之间的协同作用完成的。
而DNA修复过程中，那些进行直接或间接修复的酶也能够参与到DNA复制过程中来，保证正常的复制过程得到了更好的保障。
其次，DNA复制过程中还需要大量能量和原料，这些能量和原料也是 DNA修复所需要的。
在DNA修复的过程中产生的一些物质，如DNA聚合酶、端粒酶等，也可以促进 DNA复制的进行。
总之，DNA复制与修复其实是不可分割的，两种生物过程之间互相依存、相互支撑。
14DNA的复制、修复和重组
（一）细菌的转座因子
1、插入序列（Insertion Sequence，IS） ——是简单转座模序 只编码起始自己转座的蛋白 转座频率各异
结构特点： 两侧末端为倒转重复序列（inverted
repeats） 旁侧为宿主DNA短正向重复序列
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
丢掉RecD 只保留解旋酶活性
3、RecA
有两种不同的活性形式 • SOS反应中的蛋白酶活性 • 促进单链DNA和双链分子中互补链配对
（单链置换双链中的同源链） 单链吸收/单链同化 Single-strand assimilation
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
χ(chi)—sequence 具有物种，基因和genome seq.的特异性 in E.coli genome 1000 chi-seq.
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
产生3’单链末端
DNA修复
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
（二）细菌的基因转移与重组
1、细菌的接合作用（conjugation）
• 当其转导并整合到受体菌中，使受体菌获得供体菌 的某些遗传性状。
——所转导的只限于供体菌上个别的基因
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
普遍性转导与局限性转导的区别
区别要点 转导发生的时期 转导的遗传物质 转导的后果
转导频率
普遍性转导 局限性转导
裂解期
溶原期
分子生物学中的DNA复制及修复机制
分子生物学中的DNA复制及修复机制DNA是细胞内的生命基因，是一种复杂的分子结构。
在细胞分裂和增殖过程中，DNA会复制和修复，以保证DNA的稳定性和正确性。
分子生物学中的DNA复制及修复机制是生命体中最基本的生物学过程之一，对于生命体的生长、发育和繁殖都至关重要。
一、DNA的复制DNA复制是生物体细胞分裂和增殖过程中最为基本的生物学过程之一。
它保证了DNA的遗传信息得到准确地传递，并使细胞能够分裂并产生新细胞。
DNA的复制要求先将DNA双链进行分离，然后以每个单链作为模板合成新的互补单链，将两个单链结合为一份双链。
DNA双链的分离必须通过酶类来实现，其中最为重要的是DNA螺旋酶。
DNA螺旋酶可以协助DNA分子在一段长度内解开双链，使DNA单链暴露出来，并在解旋后防止双链重新交织。
在DNA双链被解开后，DNA聚合酶通过调控核苷酸模板合成新的互补单链。
DNA复制过程中，DNA聚合酶也会在不同的环节上发挥不同的作用，例如，在启动、合成和完成DNA链，以及识别和修复DNA中的缺陷时，都需要它的帮助。
二、DNA的修复DNA生命分子承载着大量的遗传信息，并且在细胞分裂和生物体的增殖过程中，必须保证其稳定。
然而，对于DNA这种生命分子而言，由于种种原因可能会发现错误或损坏。
在这种情况下，修复机制能够检测、识别和纠正DNA中出现的问题，以确保生物体的DNA信息不受破坏，这也是保障生物体基本遗传信息的重要手段之一。
1. 补丁修复机制补丁修复机制通常用来纠正某个DNA链上出现的错误，例如曾经发生过的突变。
一般情况下，这些突变或者损坏不会影响到DNA双链的结构，但是，在细胞分裂和生长过程中，这些错误也会进一步传递下去。
在补丁修复机制中，DNA酶会检测到这些错误，并在错误的核苷酸上放置一个“补丁”。
这个“补丁”可以通过多个酶复制和剪切建立出来和删除，而这个过程通常伴随着DNA链的重新合成。
2. 核苷酸切除修复机制核苷酸切除修复机制通常用来修复DNA链上单个核苷酸或者核苷酸链上的损坏，例如损坏核苷酸。
DNA重组及重组DNA技术解读
Bam HⅠ
GGATCC CCTAGG
GCCTAG+
GATCC G
77
22
目录
➢ 分类：酶的组成、所需因子及裂解DNA的方 式 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ（基因工程技术中常用Ⅱ型）
➢ 作用：
与甲基化酶共同构成细菌的限制修饰 系统，限制外源DNA，保护自身DNA。
限制酶切目的基因与载体
接
拼接重组体
转
转入受体细胞
筛
筛选重组体
77
35
目录
（一）目的基因的获取
1. 化学合成法 要求：已知目的基因的核苷酸序列或其产 物的 聚合酶链反应(polymerase chain reaction,
第二十一章
DNA重组和重组DNA技术
DNA Recombination and Recombinant DNA technology
77
1
目录
广义上， 任何造成基因型变化的基因交流过程
DNA重组（DNA recombination）是指不 同DNA分子断裂和连接而产生DNA片段 的交换并重新组合形成新DNA分子的过程。
77
17
目录
➢DNA克隆
应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗 传物质（同源的或异源的、原核的或真核的、 天然的或人工的DNA）与载体DNA接合成一具 有 自 我 复 制 能 力 的 DNA 分 子 —— 复 制 子 (replicon)，继而通过转化或转染宿主细胞，筛 选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增 提取获得大量同一DNA分子，也称基因克隆或 重组DNA (recombinant DNA) 。
生物体内的DNA复制与修复
生物体内的DNA复制与修复生物体内的DNA复制与修复是生命的基本过程之一，确保遗传信息的传递与稳定性。
DNA复制是指在细胞分裂过程中，DNA分子从一个原始DNA分子复制为两个完全相同的子分子，以保证每个新细胞都能得到与母细胞相同的遗传信息。
DNA修复是指在DNA分子受到损伤时，通过一系列的修复机制来修复损伤，维持DNA的健康与稳定。
DNA复制是通过一系列复制酶的协同作用完成的。
首先，在DNA 双链的起始点，由DNA解旋酶解开DNA双链，形成两个复制叉。
之后，DNA聚合酶结合单链DNA，将新的互补碱基加入到模板链上，形成两条新的DNA分子。
DNA复制是半保留复制，即每个新的DNA分子中，一条链是由原始DNA分子的模板链直接复制得到，另一条链是新合成的。
细胞核内的DNA复制在S期进行，确保细胞分裂后每个新细胞都含有完整的遗传信息。
然而，DNA复制并不是完全准确的，有时候会出现错误，产生突变。
此时，细胞会启动DNA修复机制来修复这些错误。
主要有三种常见的DNA修复机制，包括错误配对修复、错配修复和核酸切除修复。
错误配对修复主要修复DNA双链间的碱基配对错误。
细胞中存在一种特殊的酶，称为DNA聚合酶，它能够检测到错误的碱基配对，然后切除错误的碱基，用正确的碱基进行替换。
错配修复主要修复DNA双链内的碱基错误。
细胞中有一种酶称为错配修复酶，它能够识别DNA双链内的碱基错误，并将错误的碱基切除，然后DNA聚合酶填充缺失的碱基，最后由DNA连接酶将DNA分子连接起来。
核酸切除修复是修复DNA双链的损伤的重要方式。
当DNA双链发生断裂、氧化损伤或其他损伤时，细胞会启动核酸切除修复机制。
该修复机制包括通过特定酶的作用，切除损伤的DNA碱基，然后由DNA聚合酶填补缺失的碱基，并由DNA连接酶连接两个DNA分子。
DNA复制和修复是细胞中非常重要的过程，因为DNA的稳定性对生物体的遗传信息和生命的正常功能至关重要。
正常的DNA复制和修复可以保证细胞正常生长与分裂，并维持遗传信息的准确传递。
DNA的复制和修复(2)
SSB
RNA引物
3 滞后链 ´5
´5 3´ ´ 前一个冈崎片段 的RNA引物
复制叉移动方向
滞后链合成（DNA聚合酶III ）
(c)
2021/3/5
21
大肠杆菌复制 体结构示意图
-复合物
聚核合心酶酶III
-夹子
前导链
-聚体
-夹子 RNA引物
2021/3/5
拓扑异构酶II
解螺旋酶 引物合成酶 引发体 RNA引物
5 TTTTGGGGTTTTG
5´ TTTTGGGG TTTTGGGG TTTTGGGGTTTT 3´
3´ AA ´
CCAAAACCCCAAAACCCCA 3´ AA
n
3´
5
整合和 ´
杂交
5 TTTTGGGGTTTTGGGGTTTTG
3´ AA ´
CCAAAACCCCAAAACCCCA
3´
5
´
移位和
酶活力百分比 外切酶活力
～80% 无
10 ～15% 无
2 ～15% 无-
10 ～25% 5-3 外切酶
2021/3/5
31
端粒酶（telomerase）
DNA复制需要引物，但在线形DNA分子末端不可能通过正 常的机制在引物被降解后合成相应的片段.如果没有特殊的机 制合成末端序列，染色体就会在细胞传代中变得越来越短。 这一难题是通过端粒酶的发现才得到了澄清，端粒酶是一种 含RNA的蛋白复合物，实质上是一种逆转录酶，它能催化互 补于RNA模板的DNA片段的合成，使复制以后的线形DNA分 子的末端保持不变。
& stahl用同位素
示踪标记加密度
梯度离心技术实
验,证明了DNA是 采取半保留的方
DNA复制与DNA损伤修复
DNA复制与DNA损伤修复DNA是细胞内最重要的物质之一，其生物学重要性得到广泛的认可。
然而，在DNA的处理过程中，经常发生DNA复制和DNA损伤修复的事件。
在基因表达和维持遗传稳定性方面，两者扮演着至关重要的角色。
本文，将对DNA复制和DNA损伤修复进行详细探讨。
一、DNA复制DNA复制是细胞生命周期中最重要的事件之一，其中包括将DNA的信息复制到新合成的DNA链中。
DNA复制在每个细胞周期都会发生，在细胞分裂和产生生殖细胞的过程中也会发生。
DNA的复制过程始于DNA双链的分离，单链上的碱基成为新合成DNA链的模板，合成过程是由DNA聚合酶所进行的。
DNA聚合酶利用单链的模板进行合成，并将原有DNA链复制成新的DNA链。
DNA聚合酶Ⅲ是细胞内的主要酶，在捕获并加入正确的核苷酸后，在新DNA链上构建肽键。
聚合酶的速度很快，每秒钟可以合成约1,000个碱基。
DNA的复制过程始于双链的分离，这一重要的事件由双链DNA酶、DNA螺旋酶解决。
双链DNA酶会在某一段DNA双链上引入单链切口，将双链断开，形成开放结构。
DNA螺旋酶负责搭建和分离开放结构，并且帮助DNA聚合酶Ⅲ复制DNA。
每个细胞中有多个复制点，每个复制点都有多个DNA复制产生一个泡沫状的DNA复制体。
二、DNA损伤修复DNA损伤修复是指对DNA双链上遭到化学物质和生物物质所影响的质量进行修复。
在修复DNA损伤的过程中，细胞会运用到不同类型的修复机制。
一般来说，DNA损伤可以分为两类: 1. 易被修复的基本损伤，如单链切断和碱基对转化；2. 不能轻易被修复的大规模损伤，如氧化剂和紫外线所引起的氧化性DNA损伤和成环系带等等。
DNA损伤修复分为直接修复、间接修复和扩散修复。
我们来逐一了解这几种方法。
1. 直接修复直接修复适用于那些直接导致DNA断裂或碱基修饰的损伤，包括碱基相互转化和DNA中的损伤。
其中，直接损伤指的是DNA内的缺失或反应，并且在修复过程中丝毫不受修复机制的干扰。
第12章DNA的复制重组与修复
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、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。
重组dna技术的步骤
重组dna技术的步骤重组DNA技术是一种在实验室中改变生物体遗传信息的方法。
它可以用于研究基因功能、生物制药和农业改良等领域。
下面将介绍重组DNA技术的步骤。
1. DNA提取重组DNA技术的第一步是从目标生物体中提取DNA。
这可以通过不同的方法来实现，例如使用细胞裂解液将细胞壁和细胞膜破坏，释放出DNA分子。
然后，通过离心等技术将DNA分离出来。
2. DNA切割切割DNA是重组DNA技术的关键步骤。
在这一步骤中，使用特定的酶，称为限制性内切酶，来切割DNA分子。
限制性内切酶能够识别特定的DNA序列，并在该序列上切割DNA分子。
通过选择不同的限制性内切酶，可以获得具有不同限制性内切位点的DNA片段。
3. DNA连接在DNA切割之后，需要将不同的DNA片段连接起来。
为了实现这一步骤，使用DNA连接酶将切割得到的DNA片段连接在一起。
DNA连接酶能够识别DNA片段的粘性末端，并在这些末端之间形成磷酸二酯键，将DNA片段连接在一起。
4. DNA转化DNA转化是将重组的DNA导入到宿主细胞中的过程。
这一步骤通常使用细菌作为宿主细胞。
首先，需要将DNA转化宿主细胞的能力引入到细菌中，这可以通过将宿主细胞暴露于高浓度的钙离子溶液中来实现。
然后，将重组的DNA与转化宿主细胞一起处理，使DNA能够进入细菌细胞内。
5. 筛选与鉴定在DNA转化之后，需要对转化的细菌进行筛选与鉴定。
为了实现这一步骤，可以通过选择性培养基，筛选出带有重组DNA的细菌。
此外，还可以使用PCR等方法来检测是否成功插入了目标DNA。
6. DNA复制在筛选与鉴定之后，需要进行DNA复制，以获得足够数量的重组DNA。
这可以通过培养细菌细胞并使其进行快速分裂来实现。
然后，通过离心等技术将细菌细胞分离出来，并提取其中的DNA。
7. 应用与分析重组DNA技术得到的重组DNA可以应用于不同的领域。
例如，在基因功能研究中，可以将重组DNA导入到相关细胞中，观察其对细胞功能的影响。
基因重组技术的原理和应用
基因重组技术的原理和应用原理1.DNA分子的片段切割：–利用限制酶（restriction enzyme）将DNA分子切割成碱基序列特定的片段。
2.DNA的连接：–利用DNA连接酶（DNA ligase）将不同来源的DNA片段连接起来，形成重组DNA。
3.DNA的复制：–利用聚合酶（polymerase）在合适的温度和条件下，在DNA 链的两端合成新的DNA链，形成双链DNA。
4.载体DNA的选择：–选择合适的载体，如质粒（plasmid）或病毒，将重组DNA插入其中。
5.载体DNA的转化：–将重组DNA导入宿主细胞中，如大肠杆菌，让宿主细胞表达重组DNA。
应用1.生物制药：–利用基因重组技术生产重组蛋白质，如胰岛素、生长激素等，用于治疗疾病。
–制备疫苗，如乙肝疫苗、人乳头瘤病毒疫苗等。
2.农业改良：–利用基因重组技术改良农作物，提高产量和品质，增加抗病虫害能力，如转基因水稻、玉米等。
–创造转基因植物，使其具备抗旱、抗盐等特性。
3.环境修复：–利用基因重组技术修复受污染的环境，如通过基因重组的微生物清除水体中的重金属和有机物。
4.疾病诊断和治疗：–利用基因重组技术开发创新的诊断方法，如PCR技术用于检测基因突变和感染病原体。
–利用基因重组技术研发新的基因治疗方法，如基因编辑技术用于修复遗传疾病。
5.科学研究：–利用基因重组技术揭示生物体的基因结构和功能。
–开展基因组学研究，如人类基因组计划。
结论基因重组技术的原理和应用广泛而重要。
通过切割和连接DNA分子片段，重组DNA的制备成为可能。
基因重组技术在生物制药、农业改良、环境修复、疾病诊断和治疗以及科学研究等领域有着重要的应用。
它正在推动着科学的进步，为人类的健康和发展做出了巨大贡献。
DNA的复制、修复与重组DNA技术-
遗传信息的表达 转录 翻译
遗传信息的传递 复制
分子生物学中心法则(central dogma)
1958年 Crick 1970年 Temin 和 Baltimore
复 制 DNA
转录
RNA
逆转录
翻 蛋译 白质
第一节 DNA复制的原则
· 半保留复制(semiconservative replicatio 半不连续复制(semi-discontimuous replicat RNA引物 复制起始点和复制方向
定义：DNA复制时，一条链是连续复制，另一条链是不 连续复制，称半不连续复制。
前导链(leading strand)： 在引物的3`端按5 ` →3 ` 方向 连续不断地合成的DNA链。
随从链(lagging strand)： 在引物的3`端按5 `→3 ` 方向 不连续合成的DNA链。
冈崎片段 （Okazaki fragment）： 后随链上不连续合成的1000～ 2000或100 ～200个核苷酸组 成的DNA小片段。
3、重组DNA技术的基本步骤
1 重组分子的构建（接） 2 引入宿主细胞（转）
转化 转染 感染 3 筛选（筛）
1 重组分子的构建（接） • 目的基因或目的DNA片段的获得 聚合酶链反应（polymerase chain reaction, PCR ）
原理：模拟体内DNA复制
过程：94℃变性 58℃退火 72℃延伸
一、半保留复制
定义：亲代DNA分子的两条链可以分别作为模板， 按碱基互补配对原则，指导DNA新链的合成。新合 成的两个子代DNA分子，碱基序列与亲代DNA分子完 全一样，但一条链来自亲代DNA链，另一条链是新 合成的DNA链。
生物化学中的DNA复制和修复机制
生物化学中的DNA复制和修复机制DNA复制和修复机制在生物化学领域中扮演着至关重要的角色。
DNA是细胞内的遗传物质，携带着生物体遗传信息的重要载体。
为了维持细胞的正常功能和遗传信息的准确传递，DNA需要不断地进行复制和修复。
本文将深入探讨生物化学中的DNA复制和修复机制，揭示其重要性和运作原理。
DNA复制是细胞分裂过程中至关重要的环节。
在细胞分裂前，DNA必须准确地复制一份，以确保新生细胞能够继承完整的遗传信息。
DNA复制的过程涉及到多种酶和蛋白质的协同作用。
其中，DNA聚合酶起着至关重要的作用。
DNA聚合酶能够沿着DNA链进行“读取”和“复制”操作，通过亲和配对原则将适当的碱基对应到新合成的链上，实现DNA双链的复制。
此外，DNA复制还涉及到DNA解旋酶、DNA 连接酶等辅助酶的协同作用，确保复制过程的顺利进行。
在DNA复制的过程中，难免会出现错误。
这时，DNA修复机制就发挥出重要作用。
DNA修复机制能够及时发现并纠正DNA链上的错误。
其中，最为常见的DNA修复机制包括错配修复、同源重组修复、核苷酸切除修复等。
错配修复主要针对DNA链上的碱基配对错误进行修复，保证DNA链上的碱基配对正确无误。
同源重组修复则主要针对DNA链上的严重错误或致命损伤进行修复，通过结合同源染色单体，使DNA链进行重组修复。
核苷酸切除修复则主要针对DNA链上的局部损伤进行修复，通过切除损伤的部分，重新合成新的DNA链。
总结来说，DNA复制和修复机制在生物化学中具有重要意义。
通过精细的调控和协同作用，DNA复制和修复能够确保DNA遗传信息的准确传递和细胞功能的正常发挥。
对于生物体的存活和繁衍起着至关重要的作用。
深入了解和研究DNA复制和修复机制，不仅有助于揭示生物体内部遗传信息的传递规律，还有助于探索DNA损伤与疾病之间的关系，对于医药领域的发展也具有积极的意义。
我们期待着在未来的研究中，能够进一步揭示DNA复制和修复机制的奥秘，为人类健康和生命科学的发展做出更大的贡献。
DNA复制与修复的实验设计与分析
DNA复制与修复的实验设计与分析DNA复制和修复是细胞中重要的生物学过程，它们维持了基因传递的准确性和细胞功能的稳定性。
为了深入了解这些过程，科学家们开展了许多实验研究。
本文将针对DNA复制和修复的实验设计与分析进行讨论。
一、实验设计1. 实验目的本实验旨在探究DNA复制和修复的机制，以及这些机制在细胞中的重要性。
2. 实验材料与仪器- DNA样本：可以是受损的DNA或进行修复的DNA。
- DNA聚合酶：用于DNA的复制过程。
- DNA修复酶：用于DNA的修复过程。
- 核酸酶：用于切割DNA。
- PCR仪：用于进行聚合酶链式反应（PCR）。
- 电泳仪：用于检测DNA片段。
3. 实验步骤步骤一：DNA复制实验- 从细胞中提取DNA样本。
- 将DNA样本分成两份，分别放入两个反应管中。
- 在第一个反应管中加入DNA聚合酶和适当的反应液，以模拟DNA的复制过程。
- 在第二个反应管中不加入DNA聚合酶，作为对照组。
- 将两个反应管放入PCR仪中，进行PCR反应。
- 取出反应管，进行电泳，检测DNA复制的结果。
步骤二：DNA修复实验- 从细胞中提取受损的DNA样本。
- 将DNA样本分成两份，分别放入两个反应管中。
- 在第一个反应管中加入DNA修复酶和适当的反应液，以模拟DNA修复过程。
- 在第二个反应管中不加入DNA修复酶，作为对照组。
- 将两个反应管放入PCR仪中，进行PCR反应。
- 取出反应管，进行电泳，检测DNA修复的结果。
二、实验结果与分析1. DNA复制实验结果经过PCR反应和电泳检测，我们观察到第一个反应管中的DNA产生了新的DNA片段，而对照组的DNA没有发生变化。
这表明DNA复制过程中，DNA聚合酶能够合成新的DNA链，保持了基因信息的准确传递。
2. DNA修复实验结果经过PCR反应和电泳检测，我们观察到第一个反应管中的DNA片段得到了修复，而对照组的DNA片段没有发生变化。
这表明DNA修复酶在DNA修复过程中发挥了重要作用，维持了DNA链的完整性和稳定性。