第四章第一节DNA的复制第二节基因突变第三节DNA的修复系统复制(replication)是指遗传物质的传代，以母链DNA为模板合成子链DNA的过程。半保留复制(semi-conservativereplication)复制的高保真性(highfidelity)双向复制(bidirectionalreplication)半不连续复制(semi-discontinuousreplication)概念：DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的DNA都和亲代DNA碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。按半保留复制方式，子代DNA与亲代DNA的碱基序列一致，即子代保留了亲代的全部遗传信息，体现了遗传的保守性。密度梯度实验2、复制起点（originofreplication，ori或O）大多数原核和真核生物复制时，DNA都是从固定起始点开始向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。6、复制终点（二）DNA复制的酶系（1）解螺旋酶(helicase)（DnaB蛋白）：——利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条单链（2）单链DNA结合蛋白(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)——在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整E.Coli中的SSB以四聚体形式存在，与DNA结合具有协同作用。解链过程中正超螺旋的形成拓扑异构酶作用特点既能水解、又能连接磷酸二酯键拓扑异构酶Ⅰ2、DNA聚合酶（1）原核细胞中的DNA聚合酶功能：对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙进行填补，切除引物。DNApolⅠ利用3´→5´外切活性切除错配的碱基，同时利用5´→3´聚合活性补回正确的核苷酸，这种功能称为即时校读(proofread)。323个氨基酸DNA-polⅡ（120kD）功能是原核生物复制延长中真正起催化作用的酶。DNApolⅢ分子量为900KD，全酶由10种(α、ε、θ、τ、γ、δ、δ´、β、κ、ψ)22个亚基构成不对称二聚体；核心酶包含α、ε、θ亚基；α亚基分别催化领头链与随从链的合成；ε亚基有3´→5´外切酶活性及对碱基的选择功能，θ亚基为装配所必需；β亚基起着夹住模板又能使酶延模板滑动的作用。DNA-polⅠDNA-polⅡDNA-polⅢ分子数/细胞400？20比活性低于polⅢ？比polⅠ大10倍以上分子量(kD)109120900分子组成单一肽链,有A至R？10种、22个亚基共18α-螺旋肽段不对称二聚体5´→3´聚合活性＋＋＋5´→3´外切活性＋－－3´→5´外切活性＋＋＋＋基因突变后致死性可能不可能可能功能校读不清楚在复制延长中填补空隙修复合成催化新链合成切除引物（2）真核细胞中的DNA聚合酶真核生物的DNA聚合酶比较3、DNA连接酶DNA连接酶在复制中起最后接合缺口的作用。在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口作用。也是基因工程的重要工具酶之一。顺着解链方向生成的子链，复制是连续进行的，这股链称为前导链（领头链）。另一股链因为复制的方向与解链方向相反，不能顺着解链方向连续延长，这股不连续复制的链称为后滞链（随从链）。复制中的不连续片段称为岡崎片段(okazakifragment)。领头链连续复制而随从链不连续复制，就是复制的半不连续性。参与DNA复制的物质（一）复制的起始（二）复制的延长（三）复制的终止需要解决两个问题：E.coli复制起始点oriC原核生物DNA复制的起始⑴DNA拓扑异构酶Ⅱ在复制起始部位将DNA引入负超螺旋。⑵DnaA蛋白辨认、结合于起始位点，并促使解链。⑶DnaB与DnaC复合物进入，生成引发前体，然后DnaB继续发挥解链的作用。⑷SSB与解开的单链结合，稳定和保护单链。⑸引物酶(DnaG)进入并与引发前体结合生成引发体（解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA起始区）。⑹引发体中的引物酶催化NTP聚合，生成引物。⑺DNA拓扑异构酶(Ⅱ型为主)在解链前方理顺DNA链，松弛正超螺旋。（二）复制的延长复制的化学反应聚合反应的特点领头链的合成复制的延长原核生物基因是环状DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点(ter)处汇合。（一）真核细胞DNA复制的起始点•真核生物染色体有多个起始点，是多复制子复制。1、解链——复制的起始需要：⑴DNA-polα（引物酶活性）；⑵DNA-polδ（解螺旋酶活性）；⑶拓扑酶；⑷单链DNA结合蛋白⑸复制蛋白(replicat