1、第34章 DNA的復制與損傷修復1揚州大學生物科學與技術學院 為什么子女與父母非常相象？生物所以有遺傳現象，是與遺傳物質DNA的復制有關系的。2揚州大學生物科學與技術學院1964-1970 發現勞氏肉瘤病毒的遺傳信息傳遞方式：逆轉錄 1953年，Watson和Crick提出中心法則：遺傳信息的單向流動。 中心法則：病毒（復制）復制轉錄DNA RNA 蛋白質翻譯逆轉錄RNA的復制存在于RNA病毒 DNA是生物遺傳的主要物質基礎，生物機體的遺傳信息以密碼的形式編碼在DNA分子上，表現為特定的核苷酸排列順序，并通過DNA的復制由親代傳遞給子代。在后代的生長發育過程中，遺傳信息自DNA轉錄給RNA,然

2、后翻譯成特異的蛋白質，以執行各種生命功能，使后代表現出與親代相似的遺傳性狀。3揚州大學生物科學與技術學院 復制：以親代DNA或RNA為模板，根據堿基配對的原則，在一系列酶的作用下，生成與親代相同的子代DNA或RNA的過程。幾個基本概念： 逆轉錄：以RNA為模板，在逆轉錄酶的作用下，生成DNA的過程。 翻譯：亦叫轉譯，以mRNA為模板，將mRNA的密碼解讀成蛋白質的氨基酸順序的過程。 轉錄：以DNA為模板，按照堿基配對原則合成RNA，即將DNA所含的遺傳信息傳給RNA，形成一條與DNA鏈互補的RNA的過程。4揚州大學生物科學與技術學院Reverse transcription中心法則圖示5揚州大

3、學生物科學與技術學院DNA的復制DNA的存在形式 染色體與質粒嚴緊控制質粒又叫單拷貝質粒：每個細胞內只有一個或少數幾個拷貝松弛控制質粒又叫多拷貝質粒：每個細胞內含有許多拷貝（20以上）DNA復制 是指DNA的自我復制，也就是以親代DNA為模板產生子代DNA的過程，最初稱DNA的半保留復制（semiconservation replication），進一步的研究發現半保留復制為半不連續復制（semidiscontinuous replication）。 6揚州大學生物科學與技術學院一、DNA的半保留復制2.半保留復制的實驗證據:1.定義： 1958年Meselson和Stahl用同位素15N標記

4、大腸桿菌DNA,首先證明了DNA的半保留復制。 DNA生物合成時，母鏈DNA解開為兩股單鏈，各自作為模板(template)按堿基配對規律，合成與模板互補的子鏈。子代細胞的DNA，一股單鏈從親代完整地接受過來，另一股單鏈則完全從新合成。兩個子細胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致。這種復制方式稱為半保留復制。7揚州大學生物科學與技術學院DNA復制的可能方式全保留與全新復制分散復制半保留復制8揚州大學生物科學與技術學院 半保留復制的證明： Meselson 和Stahl將同位素15N標記的15NH4Cl加入大腸桿菌的培養基中培養12代，使大腸桿菌的DNA都帶上15N的標記，然后將該大腸桿菌轉入1

5、4N的普通培養基中培養后，分離子一代、子二代、子三代、子四代DNA，進行氯化銫密度梯度離心，實驗證明了DNA的半保留復制。9揚州大學生物科學與技術學院15N-DNA的密度大于14N-DNA的密度10揚州大學生物科學與技術學院11揚州大學生物科學與技術學院DNA的半保留復制的生物學意義： DNA在代謝上的穩定性并非指DNA是一種惰性物質。在各種因素作用下，DNA會發生損傷，需要修復。 DNA的半保留復制表明DNA在代謝上的穩定性，是保證親代的遺傳信息穩定地傳遞給后代必要措施。12揚州大學生物科學與技術學院（二）DNA復制的起點(origin)和方式 復制子(replicon)：基因組能獨立進行復

6、制的單位叫復制子，每個復制子都含有控制復制起始的origin和終止復制的終點（terminus）。雙向復制(bi-directional replication)、單向復制(unidirectional replication)；復制叉(replication fork)或生長點(growing point)多復制子(multi-replicon)13揚州大學生物科學與技術學院雙向復制單向復制14揚州大學生物科學與技術學院二、DNA復制的起點與方向15揚州大學生物科學與技術學院復制中的DNA 復制原點復制叉16揚州大學生物科學與技術學院DNA復制的主要方式 大腸桿菌雙鏈環狀DNA的復制（一個復

7、制起點，雙向復制）（細菌DNA復制叉移動速度50kb/min，大腸桿菌染色體完成復制需要40分鐘，然而，大腸桿菌每20分鐘即可分裂一次。如何解釋？) 真核細胞線狀染色體DNA的復制方式（多個復制起點，雙向復制）復制叉移動速度為1kb3kb/min，高等真核生物一般復制單位長度為100200kb，每個復制單位在3060分鐘完成復制，通常完成整個染色體復制的時間要用68h。一輪復制尚未完成，又啟動新一輪的復制。17揚州大學生物科學與技術學院真核生物每個染色體有多個起始點，是多復制子的復制。習慣上把兩個相鄰起始點之間的距離定為一個復制子(replicon) 。復制子是獨立完成復制的功能單位。 53o

8、riorioriori5318揚州大學生物科學與技術學院53oriorioriori535533553復制319揚州大學生物科學與技術學院3 不同位置D-環式復制方式（線粒體雙鏈環狀DNA：兩條鏈的復制起點不同位置，且復制不同步） 單向滾環式復制（噬菌體X174DNA單鏈環狀）20揚州大學生物科學與技術學院三、半不連續復制 （semidiscontinuous replication）1、 體內僅存在5 3的DNA聚合酶2、 前導鏈與隨從鏈（崗崎片段）21揚州大學生物科學與技術學院前導鏈滯后鏈岡崎片段前導鏈：DNA復制時，一股以3 5方向的母鏈作為模板，新合成的鏈以5 3方向連續合成的鏈稱為前

9、導鏈。滯后鏈：DNA復制時，一股以5 3方向的母鏈作為模板，新合成鏈沿5 3合成1000-2000個核苷酸不連續的小片段稱為隨從鏈。復制方向與解鏈方向一致復制方向與解鏈方向相反岡崎片段22揚州大學生物科學與技術學院 DNA半不連續復制： 3 5方向母鏈為模板，新鏈5 3方向連續合成5 3方向母鏈為模板，新鏈5 3方向合成許多不連續的片段（崗崎片段）這種復制方式稱之為半不連續復制。23揚州大學生物科學與技術學院RNA引物DNA聚合酶不能催化兩個游離dNTP在DNA模板上聚合需要具3-OH的引物RNA聚合酶能催化兩個游離NTP在DNA模板上聚合提供3-OH引物最后被DNA聚合酶除去、補滿，再由連接

10、酶連接減少突變，提高DNA復制的真實性24揚州大學生物科學與技術學院55335533 前導鏈隨從鏈崗崎片段RNA引物3-OH25揚州大學生物科學與技術學院復制的真實性嚴格的堿基配對規律RNA引物聚合酶的選擇作用復制時有即時的校讀功能 3 5外切酶功能DNA損傷的修復機制26揚州大學生物科學與技術學院四、與DNA復制有關的酶和蛋白質原料：四種脫氧核苷三磷酸 （dATP、dGTP dCTP dTTP)需要模板：以DNA為模板鏈，合成子代DNA，模板可以是雙鏈，也可以是單鏈DNA。合成產物與模板互補。 需要引物：一小段RNA(或DNA）為引物，在大腸桿 菌中，DNA的合成需要一段RNA鏈作為引物，引

11、物含3 -OH. 合成方向：5 3 (一) DNA聚合酶：1956年Kornberg等在大腸桿菌中首先發現DNA聚合酶，其后發現該酶在許多生物中廣泛存在。該酶的催化性質如下：27揚州大學生物科學與技術學院（二）大腸桿菌DNA聚合酶（1）5 3 聚合酶功能（但持續合成DNA的能力差）； （2）3 5外切酶活性（對雙鏈無作用，具有校對功能。）；（3）還具有5 3外切酶活性（雙鏈有效）；1、DNA聚合酶:1956年Kornberg首先從大腸桿菌中分離。該酶為單體酶,含一個鋅原子。為多功能酶，具有: 該酶缺失時大腸桿菌仍具有DNA合成酶活性，只是對DNA損傷的修復能力下降，容易導致變異和死亡。推測該酶

12、主要是對DNA損傷的修復，以及在DNA復制時RNA引物切除及其缺口的填補。28揚州大學生物科學與技術學院 3 5 5 3 外切酶 聚合酶NC 5 3外切酶小片段大片段（ klenow片段）切除RNA引物損傷修復校讀功能（常用的工具酶）1、DNA聚合酶聚合功能29揚州大學生物科學與技術學院DNA聚合酶的功能30揚州大學生物科學與技術學院Arthur Kornberg 1918 Stanford University Stanford, CA, USA The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1959for their discovery of the

13、mechanisms in the biological synthesis of ribonucleic acid and deoxyribonucleic acid31揚州大學生物科學與技術學院2、DNA聚合酶： 多亞基酶，聚合作用，聚合活力比DNA聚合酶高；持續合成DNA的能力差。該酶缺失時大腸桿菌仍具有DNA合成能力，推測該酶仍然不是真正的DNA聚合酶。該酶具有3 5外切酶活性。其功能可能在修復紫外光引起的DNA損傷中起作用。32揚州大學生物科學與技術學院3、DNA聚合酶 多亞基酶，含十種亞基:（），其中（）稱為核心酶，2稱為夾子，（2）組成復合物，其主要功能是幫助亞基夾住DNA，故稱

14、為夾子裝配器，該酶DNA合成的持續能力強，主要與該結構有關。另外，該酶合成速度大，活性高，缺失時大腸桿菌因DNA復制抑制而致死。因此認為該酶DNA的真正復制酶。33揚州大學生物科學與技術學院DNA聚合酶全酶的亞基組成亞基相對分子量亞基數目基因亞基功能1320002700010000710005200035000330001500012000370002222211114dnaEdnaQholEdnaXdadXholAholBholCholDdnaN聚合作用3 5外切酶的校對功能組建核心酶使核心酶二聚化依賴DNA的ATP酶，形成復合物與亞基結合，形成復合物形成復合物形成復合物形成復合物兩個亞基形

15、成滑動夾子，以提高酶的持續合成能力。34揚州大學生物科學與技術學院DNA聚合酶的異二聚體前導鏈的合成滯后鏈的合成35揚州大學生物科學與技術學院 DNA聚合酶的-鉗子俯視圖DNA雙螺旋36揚州大學生物科學與技術學院DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶結構基因不同種類的亞基數目相對分子質量35外切酶53外切酶聚合速度（核苷酸/分）持續合成能力功能Pol A1103,0001,000-1,2003-200切除引物，修復Pol B788,0002,4001,500修復Pol C10830,00015,000-60,000500,000復制大腸桿菌三種DNA聚合酶比較37揚州大學生物科學與技術學院(三）

16、DNA連接酶：連接DNA雙鏈中的單鏈切口作用特點： 大腸桿菌和其它細菌的DNA連接酶要求NAD+提供能量；在高等生物和噬菌體中，則要求ATP提供能量。T4噬菌體的DNA連接酶不僅能連接雙鏈DNA上的粘性切口，而且能連接無粘性末端的平頭雙鏈DNA。 DNA連接酶在DNA復制、損傷修復、重組等過程中起重要作用。38揚州大學生物科學與技術學院DNA連接酶作用機理39揚州大學生物科學與技術學院(四)與DNA合成有關的其它蛋白因子(大腸桿菌中)蛋白質功能相對分子量（103）分子/細胞DNA旋轉酶（或拓撲異構酶）DNA解鏈酶單鏈結合蛋白引物合成酶DNA聚合酶引入或松開超螺旋使雙鏈DNA解鏈穩定單鏈區合成R

17、NA引物除去引物并填滿缺口4006574601095030010030040揚州大學生物科學與技術學院1、拓撲異構酶 拓撲異構酶：催化DNA的拓撲連環數發生變化的酶，在DNA重組修復和其它轉變方面起重要作用。 除連環數不同外其它性質均相同的DNA分子稱為拓撲異構體，引起拓撲異構體反應的酶稱為拓撲異構酶。41揚州大學生物科學與技術學院 拓撲異構酶：使DNA一條鏈發生斷裂和再連接。作用是松解負超螺旋，反應不需要能量。主要集中在活性轉錄區，同轉錄有關。 拓撲異構酶：使DNA兩條鏈發生斷裂和再連接。當引入負超螺旋時需要由ATP提供能量，同復制有關。兩類拓撲異構酶作用特點: 二者共同控制DNA的拓撲結構

18、。42揚州大學生物科學與技術學院43揚州大學生物科學與技術學院2、解螺旋酶 （解鏈酶） 通過水解ATP將DNA兩條鏈打開。E.coli中的rep蛋白就是解螺旋酶，還有解螺旋酶I、II、III。每解開一對堿基需要水解2個ATP分子。 穩定DNA解開的單鏈，防止復性和保護單鏈部分不被核酸酶水解。3、單鏈結合蛋白：44揚州大學生物科學與技術學院 引發體可以沿模板鏈5 3方向移動,具有識別合成起始位點的功能，移動到一定位置上即可引發RNA引物的合成。移動和引發均需要ATP提供能量， n蛋白具有ATP酶的活力。引發體的移動與復制叉移動的方向相同，與岡崎片段的合成方向相反。3、引物合成酶與引發前體 引物合

19、成酶：催化引物RNA的生成 引發前體:它由多種蛋白質dnaA、dnaB、dnaC、n、n、n和i組成。引發前體再與引發酶結合組裝成引發體。 45揚州大學生物科學與技術學院（五）、參與DNA復制的酶與蛋白因子總覽圖46揚州大學生物科學與技術學院五、 DNA的復制過程：（以大腸桿菌為例） 復制的終止： 復制的起始1、起始復合物的形成：稱為引發2、RNA引物的合成 鏈的延伸：47揚州大學生物科學與技術學院復制原點oriC和原點的識別： 從復制原點到終點，組成一個復制單位，叫復制子（基因組獨立進行復制的單位）。 DNA的復制有特定的起始位點，叫做復制原點。常用ori C(或o）表示。大腸桿菌的復制原點

20、ori C由245個bp構成，含兩組保守的重復序列：三個13bp的序列（富含A、T的序列）和四個9bp的序列；許多生物的復制原點也都是富含A、T的區段。復制原點由DnaA蛋白識別， 在原點由DnaB蛋白（解螺旋酶）將雙螺旋解開成單鏈狀態，分別作為模板，合成其互補鏈(DNA雙鏈的解開還需DNA拓撲異構酶 、 SSB),在原點處形成一個眼狀結構，叫復制眼。48揚州大學生物科學與技術學院（一）復制起始1、拓撲異構酶解開超螺旋。2、Dna A蛋白識別并在ATP存在下結合于四個9bp的重復序列。3、在類組蛋白HU、ATP參與下， Dan A蛋白變性13個bp的重復序列,形成開鏈復合物。4 、Dna B借

21、助于水解ATP產生的能量在Dna C的幫助下沿5 3 方向移動，解開DNA雙鏈，形成前引發復合物。5、單鏈結合蛋白結合于單鏈。6、引物合成酶（Dna G蛋白）開始合成RNA引物。49揚州大學生物科學與技術學院50揚州大學生物科學與技術學院(二) 鏈的延長（岡崎片段的合成） 真核生物的岡崎片段為：100-200bp 原核生物的岡崎片段為：1000-2000bp51揚州大學生物科學與技術學院 DNA鏈的延伸 在DNA聚合酶的催化下，以四種5 -脫氧核苷三磷酸為底物，在RNA引物的3端以磷酸二酯鍵連接上脫氧核糖核苷酸并釋放出焦磷酸。DNA鏈的延伸同時進行前導鏈和滯后鏈的合成。兩條鏈方向相反。 前導鏈

22、 滯后鏈 岡崎片段 半不連續復制岡崎模型52揚州大學生物科學與技術學院岡崎片段引物的切除、缺口的填補和切口的連接:53揚州大學生物科學與技術學院 前導鏈和滯后鏈的合成（DNA聚合酶的異二聚體催化）54揚州大學生物科學與技術學院55揚州大學生物科學與技術學院(三) 復制的終止順時針終止陷阱逆時針終止陷阱 Ter:終止陷阱，引起復制終止的特定區域，20bp的序列，終止利用物質Tus可識別并結合，從而導致DNA復制的終止。56揚州大學生物科學與技術學院大腸桿菌DNA復制的終止57揚州大學生物科學與技術學院(四) DNA復制的精確性（高保真復制）1、堿基的配對規律：摸板鏈與新生鏈之間的堿基配對保證堿基

23、配錯幾率約為1/1041/105。2、DNA聚合酶的35外切酶活性的校對功能，使堿基的錯配幾率又降低1001000倍。3、DNA的損傷修復系統。 DNA復制必須具有高度精確性，在大腸桿菌的細胞DNA復制中其錯誤率約為1/1091/1010，即每1091010個核苷酸才出現一個錯誤，也就是大腸桿菌染色體DNA復制100010000次才出現一個核苷酸的錯誤。這么高的精確性的保證主要與下列因素有關：58揚州大學生物科學與技術學院六、真核生物DNA復制的特點4、真核生物染色體在全部復制完之前起點不再重新開始復制；采用更多的復制起點。1、真核生物染色體有多個復制起點，稱為自主復制序列（ARS）或復制基因

24、(replicator);多復制眼，呈雙向復制，多復制子。2、岡崎片段長約200bp。3、真核生物DNA復制速度比原核慢，速度為10003000bp/min(僅為原核生物的1/201/50）。59揚州大學生物科學與技術學院真核DNA復制特點7、RP-A：真核生物的單鏈結合蛋白；RNaseH1和MF-1切除RNA引物，DNA聚合酶填補缺口。5、真核生物有多種DNA聚合酶,DNA聚合酶a/ DNA聚合酶是真正的復制酶，PCNA是b夾子。6、真核生物線性染色體兩端有端粒結構，它是由許多成串的重短復序列組成，端粒功能是穩定染色體末段結構，防止染色體間的末端連接，并可補償滯后鏈5-末段在消除RNA引物后

25、造成的空缺，使染色體保持一定長度。端粒酶是含一段RNA的逆轉錄酶.60揚州大學生物科學與技術學院真核細胞內有五種DNA聚合酶DNA聚合酶DNA聚合酶 DNA聚合酶 DNA聚合酶DNA聚合酶定位亞基數目外切酶活性引物合成酶活性持續合成能力抑制劑功能細胞核4中等蚜腸霉素引物合成細胞核1低雙脫氧TTP修復線粒體23 5外切酶高雙脫氧TTP線粒體DNA合成細胞核2 3 5外切酶有PCNA時高蚜腸霉素核DNA合成細胞核15 3 外切酶高蚜腸霉素修復61揚州大學生物科學與技術學院真核細胞端粒DNA的復制1.端粒(telomere)真核生物的線性染色體DNA 每復制一次，子鏈5有缺失末端有特殊序列-端粒特征

26、: 由數百個串聯重復的6核苷酸組成人:5-AGGGTTAGGGTT-3端粒能穩定染色體62揚州大學生物科學與技術學院1978年首次發現四膜蟲端粒的分子組成： 端粒 染色體DNA 端粒n（CCCCAA）n（GGGGTT）35（TTGGGG）n（AACCCC）nn（CCCTAA）n（GGGATT）35（TTAGGG）n（AATCCC）n人端粒的分子組成：63揚州大學生物科學與技術學院線形DNA復制末端問題64揚州大學生物科學與技術學院3553RNA引物水解端粒 染色體DNA 端粒65揚州大學生物科學與技術學院2.端粒酶（telomerase) 組成蛋白質(DNA聚合酶)+RNA(合成端粒DNA的模

27、板)唯一攜帶RNA模板的逆轉錄酶人端粒酶:模板(RNA-端粒酶):3-CAAUCCCAAUC-5合成(DNA): 5-AGGGTT-3端粒酶和衰老、腫瘤有關66揚州大學生物科學與技術學院DNA末端1.RNA和DNA單鏈互補序列識別結合2.以RNA為模板 的逆轉錄過程3.再發動新一輪的合成延長,合成較長的重復序列3.端粒酶的作用機制3、端粒酶的作用機制67揚州大學生物科學與技術學院TTGGGGTTGGGGTTGGGG55TTGGGGTTGGGGTTGGGGCCAACCCC 35oH35CCAACCCC35TTGGGGTTGGGGTTGGGGCCAACCCC2.聚合 1. 結合3.移位 爬行模式端

28、粒酶的功能TTGGGGTTGGGGCCAACCCC68揚州大學生物科學與技術學院端粒酶與細胞存亡端粒酶端粒 端粒酶催化端粒不斷延長，從而抵消因染色體復制、細胞分裂導致的DNA縮短，使得染色體DNA完好無損，細胞能夠順利地分裂繁殖。69揚州大學生物科學與技術學院 正常細胞：細胞分裂細胞分裂 衰老死亡 細胞年輕化 端粒酶 重新引入抗衰老70揚州大學生物科學與技術學院55端粒消耗端粒維持細胞衰老細胞永生化染色體DNA端粒端粒71揚州大學生物科學與技術學院四、DNA的損傷與修復DNA修復的基礎： 一條鏈有損傷 修復酶切除 以未損傷的鏈為模板 合成原來相同的序列72揚州大學生物科學與技術學院73揚州大學

29、生物科學與技術學院（一）造成損傷的原因自發因素物理因素化學因素紫外線損傷（共軛雙鍵）電離輻射損傷（X線/線）亞硝酸鹽 C U5-溴尿嘧啶 5-BU A 氮芥類 烷化劑羥胺 C- A GG羥胺74揚州大學生物科學與技術學院DNA自發損傷 DNA復制時堿基的錯誤配對 罕見態堿基引起T-G、A-C錯配75揚州大學生物科學與技術學院 環出效應引起堿基錯配新合成鏈 TGGC TGGCA TGGCAATG 模板鏈 ACCGATAG ACCGTAG ACCGATAGAl l l l l l l l l l l l l l l l l 環出效應引起堿基缺失或插入新合成鏈 TTTT TTTT TTTTGAC 模

30、板鏈 AAAAACTG AAAACTG AAAACTGl l l l l l l l l l l l l l lAA 新合成鏈 TTTT TTT TTTTTGAC 模板鏈 AAAAACTG AAAACTG AAAAACTGTT l l l l l l l l l l l l l l l76揚州大學生物科學與技術學院77揚州大學生物科學與技術學院78揚州大學生物科學與技術學院羥胺（hydroxylamine，HA） 使C的化學成分發生改變，不能與G配對，而與A互補。經兩次復制后，C-G對變換成T-A對。79揚州大學生物科學與技術學院（二）修復機制光修復 （低等生物）不需光復活酶需光復活酶（pho

31、toreactivation repair）嘧啶單體 嘧啶二聚體嘧啶單體 嘧啶二聚體 光復活酶（+） 藍光280nm239nm1、直接修復80揚州大學生物科學與技術學院光復活/光修復光復活酶識別TT 與之形成復合物吸收光能使TT解開成為單體酶從復合物中釋放僅作用于UV形成的產物81揚州大學生物科學與技術學院 O6甲基鳥嘌呤直接被修復82揚州大學生物科學與技術學院2、切除修復（excision repair） （1） UV特異核酸內切酶切除 DNA聚合酶填補、修復 DNA連接酶連接（2） 人體重要的修復方式 ，對多種損傷均能起修復作用。 （3）缺乏UV特異核酸內切酶 著色性干皮病83揚州大學生物

32、科學與技術學院切除修復發生在復制之前核苷酸切除修復84揚州大學生物科學與技術學院 dUTP酶可以分解dUTP為dUDP和dUMP胞嘧啶C自發脫氨氧化生成尿嘧啶U尿嘧啶-N-糖苷酶腺嘌呤脫氨成次黃嘌呤次黃嘌呤-N-糖苷酶烷基化修飾的堿基被糖苷酶除去AP位點（apurinic/apyrimidinic site）無嘌呤或無嘧啶位點85揚州大學生物科學與技術學院堿基切除修復 DNA糖苷酶識別切除改變的堿基 核酸內切酶切除磷酸二酯鍵 DNA聚合酶填補 DNA連接酶連接86揚州大學生物科學與技術學院DNA糖苷酶具特異性識別-DNA中的異常堿基水解-異常堿基與脫氧核糖間糖苷鍵 使其脫落87揚州大學生物科學

33、與技術學院88揚州大學生物科學與技術學院DNA堿基的組成為何是“T” ？（1）DNA中的C容易突變成U（2）尿嘧啶DNA糖苷酶識別DNA中的U（3）若DNA中存在U，無法區別突變U和正常U DNA中T的存在增加遺傳信息的穩定性 RNA中的U：數量多/半衰期短/經濟89揚州大學生物科學與技術學院堿基切除修復90揚州大學生物科學與技術學院DNA損傷核苷酸切除修復91揚州大學生物科學與技術學院3、錯配修復耗能的過程92揚州大學生物科學與技術學院93揚州大學生物科學與技術學院94揚州大學生物科學與技術學院 CH3 G A T C C T AGGT G A T C53 C T A G35GTCH3 CH

34、3 G A T C C T AGGTMutHMutSMutL切口 CH3 G A T C C T AGGT 5 3CH3 G A T C53 C T A G35TGDNA解鏈酶 核酸外切酶 SSBdNMPs CH3 G A T C C T AGGT 5 3DNA聚合酶 DNA連接酶dNTPs CH3 G A T C C T AGGCDNA錯配修復的模型95揚州大學生物科學與技術學院96揚州大學生物科學與技術學院4、重組修復（recombinational repair） 97揚州大學生物科學與技術學院二聚體后起始途徑復制繼續子鏈缺口經重組由母鏈相應片段填補 RecA 蛋白具有交換DNA鏈活力母

35、鏈缺口再合成 二聚體可被切除修復，如未被去除，將隨多次重組修復而逐漸稀釋。復制后修復98揚州大學生物科學與技術學院5、易錯修復細胞DNA受到嚴重損傷或復制系統受到抑制的緊急情況下，能引起一系列復雜的誘導效應SOS反應。SOS反應誘導的修復系統包括：避免差錯的修復(如切除修復和重組修復）易錯修復（誘導產生缺乏校對功能的DNA聚合酶）99揚州大學生物科學與技術學院SOS反應誘導缺乏校對功能的DNApol、引起校對系統的松懈 RecA基因產物LexA蛋白自身水解（蛋白酶活性被激活）SOS系統開放：修復系統的酶表達 LexA基因表達也增加使SOS反應可迅速逆轉100揚州大學生物科學與技術學院101揚州大學生物科學與技術學院SOS反應廣泛存在于原核生物和真核生物，是生物在不利環境中求得生