分子生物学课件重点整理__朱玉贤

1、错配修复（mismatch repair）

●Dam甲基化酶使母链位于5’GATC序列中腺甘酸甲基化

●甲基化紧随在DNA复制之后进行（几秒种后至几分钟内）

●根据复制叉上DNA甲基化程度，切除尚未甲基化的子链上的错配碱基

2、碱基切除修复 excision repair

所有细胞中都带有不同类型、能识别受损核苷酸位点的糖苷水解酶，它能特意切除受损核苷酸上的N-β-糖苷键，在DNA链上形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。一些碱基在自发或诱变下会发生脱酰胺，然后改变配对性质，造成氨基转换突变*腺嘌呤变为次黄嘌呤与胞嘧啶配对

*鸟嘌呤变为黄嘌呤与胞嘧啶配对

*胞嘧啶变为尿嘧啶与腺嘌呤配对

3、核苷酸切除修复

1）通过特异的核酸内切酶识别损伤部位

2）由酶的复合物在损伤的两边切除几个核苷酸

3） DNA 聚合酶以母链为模板复制合成新子链

4）DNA连接酶将切口补平

4 、DNA的直接修复

在DNA光解酶的作用下将环丁烷胸腺嘧啶二体和6-4光化物还原成为单体

甲基转移酶使O6-甲基鸟嘌呤脱甲基生成鸟嘌呤，防止G-T配对

SOS反应 (SOS response)：是细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，细胞为求生存而产生的一种应急措施。

*包括诱导DNA损伤修复、诱变效应、细胞分裂的抑制以及溶原性细菌释放噬菌体等。细胞癌变也与SOS反应有关。两个作用（1）DNA的修复；（2）产生变异

五、 DNA的转座

DNA的转座或叫移位（transposition)：由可移位因子(transposable element) 介导的遗传物质重排现象。

转座子（transposon Tn）：存在于染色体DNA上可自主复制和位移的基本单位。

已经发现“转座”这一命名并不十分准确，因为在转座过程中，可移位因子的一个拷贝常常留在原来位置上，在新位点上出现的仅仅是它的拷贝。因此，转座有别于同源

重组，它依赖于DNA复制。

原核生物转座子的类型：

1、插入序列(IS)

IS是最简单的转座子，不含有任何宿主基因，它们是细菌染色体或质粒DNA的正常组成部分。

2、复合转座子(composite transposon)

复合转座子是一类带有某些抗药性基因（或其他宿主基因）的转座子，其两翼往往是两个相同或高度同源的IS序列

3、TnA家族

⏹TnA家族没有IS序列、体积庞大 (5000bp以上)、带有3个基因，其中一个编

码β-内酰胺酶(AmpR)，另两个则是转座作用所必须的。

(三）转座作用的机制

⏹转座时发生的插入作用的普遍特征，是受体分子中有一段很短的(3～l2bp)、被

称为靶序列的DNA会被复制，使插入的转座子位于两个重复的靶序列之间。

⏹对于一个特定的转座子来说，它所复制的靶序列长度是一样的，如IS1两翼总

有9个碱基对的靶序列，而Tn3两端总有5bp的靶序列。

⏹靶序列的复制可能起源于特定内切酶所造成的黏性DNA末端。

（三）转座作用的遗传学效应 p63

（1）转座引起插入突变（2）转座产生新的基因（3）转座产生的染色体畸变（4）转座引起的生物进化

反转录转座子（retrotransposon）：指通过RNA为中介，反转录成DNA后进行转座的可动元件。

第三章生物信息的传递（上）——从DNA到RNA

转录(transcription) ：生物体以DNA为模板合成RNA的过程。

参与转录的物质

原料: NTP (ATP, UTP, GTP, CTP)

模板:DNA

酶: RNA聚合酶

其他蛋白质因子

RNA合成方向：5' 到 3'

转录的不对称性：在RNA的合成中，DNA的二条链中仅有一条链可作为转录的模板，称为转录的不对称性。

与mRNA序列相同的那条DNA链称为编码链；将另一条根据碱基互补原则指导mRNA合成的DNA链称为模板链。

DNA分子上转录出RNA的区段，称为结构基因。

转录单元（transcription unit）一段从启动子开始至终止子结束的DNA序列。二、参与转录起始的关键酶与元件

（一） RNA聚合酶

●原核生物RNA聚合酶（大肠杆菌为例）---全酶=核心酶+ σ因子

启动子定义：指能被RNA聚合酶识别、结合并启动基因转录的一段DNA序列。TATA区：酶的紧密结合位点（富含AT碱基，利于双链打开）

TTGACA区：提供了RNA聚合酶全酶识别的信号

转录起点---与新生RNA链第一个核甘酸相对应DNA链上的碱基。

真核生物启动子的结构

核心启动子（core promoter）

●定义：指保证RNA聚合酶Ⅱ转录正常起始所必需的、最少的DNA序列，包括转录起始位点及转录起始位点上游TATA区

●作用：选择正确的转录起始位点，保证精确起始

2、上游启动子元件

●包括CAAT盒（CCAAT）和GC盒（GGGCGG）等

●作用：控制转录起始频率。

（三）转录起始复合物---二元闭合复合物、二元开链复合物、三元复合物。（原核）

三、转录的基本过程

1、起始位点的识别：RNA聚合酶与启动子DNA双链相互作用并与之相结合的过程。RNA聚合酶全酶(2)与模板结合

2、转录起始

①RNA聚合酶全酶(a2s¢bb)与模板结合

•DNA双链解开

•在RNA聚合酶作用下发生第一次聚合反应，形成转录起始复合物5¢-pppG -OH + NTP ® 5¢-pppGpN - OH 3¢ + ppi

转录起始复合物:RNApol (a2s¢bb) - DNA - pppGpN- OH 3¢

3、RNA链的延伸

●亚基脱落，RNA–pol聚合酶核心酶变构，与模板结合松弛，沿着DNA模板前移；

●在核心酶作用下，NTP不断聚合，RNA链不断延长。

注意：9个核苷酸以前还在启动子区，容易脱落，一旦形成9个以上的核苷酸并离开启动子区，转录正式进入眼神阶段。

4、转录终止

终止子（terminator）：位于基因的末端，在转录终止点之前有一段回文序列（反向重复序列）约6-20bp。真核生物终止: 由一段特定序列5′－AATAAA－3′和回文序列（反向重复序列）组成。

分为两类：

●强终止子－内部终止子：不依赖Rho (ρ)因子的终止。

●弱终止子－需要ρ因子（rho factor），又称为ρ依赖性终止子（ Rho-dependent terminator）

不依赖r因子的终止

当RNA链延伸到转录终止位点时，RNA聚合酶不再形成新的磷酸二酯键，RNA-DNA杂合物分离，转录泡瓦解，DNA恢复成双链状态，而RNA聚合酶和RNA链都被从模板上释放出来，这就是转录的终止。

终止位点上游一般存在一个富含GC碱基的二重对称区，RNA形成发夹结构；