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1、第 二 章 染 色 體 與 DNA DNA的 損 傷 與 DNA突 變 ? 這 些 因 素 都 可 能 使 DNA的 結(jié) 構(gòu) 及 功 能 發(fā) 生 改 變 。從 而 引 起 生 物 突 變 ， 甚 至 導(dǎo) 致 死 亡 。 引 起 DNA損 傷 的 類 型 ?n 堿 基 脫 落 、n 堿 基 （ 或 核 苷 ） 改 變 、n 錯(cuò) 誤 堿 基 （ 堿 基 的 取 代 ） 、n 堿 基 的 插 入 或 缺 失 、n 鏈 的 斷 裂 、 鏈 交 聯(lián) （ 鏈 內(nèi) 、 鏈 間 ） 、n 嘧 啶 二 聚 體 等 。 修 復(fù) 原 則 ： 保 存 母 鏈 ， 修 正 子 鏈 Dam甲 基 化 酶 （ 數(shù) 分 鐘

2、）一 旦 發(fā) 現(xiàn) 錯(cuò) 配 堿 基 ， 即 將 未 甲 基 化 鏈 切 除 一 段 包 含 錯(cuò) 誤堿 基 的 序 列 ， 并 以 甲 基 化 的 鏈 為 模 板 進(jìn) 行 修 復(fù) 。原 核 細(xì) 胞 內(nèi) 存 在 Dam甲 基 化 酶 ， 能 使 位 于5GATC序 列 中 腺 苷 酸 的 N6位 甲 基 化 。DNA分 子 上 平 均 每 2kb左 右 有 一 GATC。 發(fā) 現(xiàn) 錯(cuò) 配 堿 基在 水 解 ATP的 作 用 下 ，MutS、 MutL與 堿 基 錯(cuò)配 點(diǎn) 的 DNA雙 鏈 結(jié) 合MutS-MutL在 DNA雙 鏈 上移 動(dòng) ， 沿 兩 個(gè) 方 向 移 動(dòng) ，形 成 DNA環(huán) ， 發(fā)

3、現(xiàn) 甲 基 化DNA后 由 MutH切 開 非 甲基 化 的 子 鏈 錯(cuò) 配 堿 基 位 于切 口 3下 游 端 ， 錯(cuò) 配 堿 基 位 于切 口 5上 游 端 錯(cuò) 配 堿 基 位 于切 口 3下 游 端 n 糖 苷 水 解 酶 能 特 異 切 除受 損 核 苷 酸 上 的 N-糖苷 鍵 ， 形 成 去 嘌 呤 或 去嘧 啶 位 點(diǎn) （ ） 。 當(dāng) DNA鏈 上 相 應(yīng) 位 置 的 核 苷 酸 發(fā) 生 損 傷 ， 導(dǎo) 致 雙 鏈之 間 無 法 形 成 氫 鍵 ， 在 一 系 列 酶 的 作 用 下 ， 將 DNA分 子 中 受 損 傷 部 分 切 除 掉 ， 并 以 完 整 的 那 一 條 鏈

4、 為模 板 ， 合 成 出 切 去 的 部 分 ， 然 后 使 DNA恢 復(fù) 正 常 結(jié)構(gòu) 的 過 程 。 識(shí) 別 損傷 部 位 損 傷 的 兩 邊 切除 幾 個(gè) 核 苷 酸DNA 聚 合 酶 以 母 鏈 為模 板 復(fù) 制 合 成 新 子 鏈DNA連 接 酶 將 切 口 補(bǔ) 平 （ 發(fā) 生 在 復(fù) 制 后 ） ： 復(fù) 制 時(shí) ， 跳 過 損 傷 部 位 ， 新 鏈 產(chǎn) 生 缺 口 由母 鏈 彌 補(bǔ) ， 原 損 傷 部 位 并 沒 有 切 除 ， 但 在后 代 逐 漸 稀 釋 。 DNA重 組 修 復(fù) 方 式 （ direct repair） 生 物 體 內(nèi) 存 在 多 種 DNA損 傷 以 后

5、 而 并 不 需要 切 除 堿 基 或 核 苷 酸 ， 這 種 修 復(fù) 方 式 稱 為 DNA的 直 接 修 復(fù) 。 DNA受 到 大 劑 量 紫 外 線 照 射 時(shí) ， 形 成 二 聚 體 在 DNA光 解 酶 的 作 用 下 將 環(huán) 丁 烷 胸 腺 嘧 啶 二 體和 6-4光 化 物 還 原 成 為 單 體 甲 基 轉(zhuǎn) 移 酶 使 O6-甲 基 鳥 嘌 呤 脫 甲 基 生 成 鳥 嘌 呤 圖 SOS修 復(fù) SOS反 應(yīng) 是 生 物 在 不 利 環(huán) 境 中 求 得 生 存 的 一 種 基本 功 能 。對(duì) 原 核 生 物 將 會(huì) 產(chǎn) 生 高 變 異 ， 對(duì) 高 等 動(dòng) 物 則 是 致癌 的 。

6、 Question 思 考 ？ 第 二 章 染 色 體 與 DNA (1902-1992)Nobel Prize for Physiology or Medicine 1983 1 轉(zhuǎn) 座 子 的 類 型1.1 細(xì) 菌 轉(zhuǎn) 座 子 1） IS （ 插 入 序 列 , insertion sequences） 特 點(diǎn) （ 1） 比 較 小 ， 0.751.5kb; （ 2） 只 有 轉(zhuǎn) 座 酶 基 因 （ 3） 兩 端 有 反 向 重 復(fù) 序 列 ; IR（ inverted repeat）IS轉(zhuǎn) 座 酶 IR 表 23-4 IS的 結(jié) 構(gòu) 和 功 能DR(bp) IR(bp) 中 心 區(qū) 域

7、(bp) 靶 的 選 擇 拷 貝 數(shù)IS 1 9 23 768 隨 機(jī) 5 8 IS2 5 41 1327 熱 點(diǎn) 5 (在 F因 子 上 為 1)IS4 11 13 18 1428 AAN20TTT 1 或 2 IS5 4 16 1195 熱 點(diǎn) ？IS10R 9 22 1329 NGCTNAGCN IS50R 9 9 1531 熱 點(diǎn)IS903 9 18 1057 隨 機(jī) 標(biāo) 記 基 因Tn ISIS 表 復(fù) 合 轉(zhuǎn) 座 子 的 結(jié) 構(gòu) 和 功 能轉(zhuǎn) 座 因子 長(zhǎng) 度(bp) 遺 傳 標(biāo)記 末 端 組件 方 向 二 組 件 的 關(guān)系 組 件 的 功 能Tn903 3100 KanR IS9

8、03 反 向 相 同 二 者 皆 有 功能Tn9 2500 CamR IS 1 正 向 推 測(cè) 相 同 預(yù) 計(jì) 有 功 能Tn10 9300 TetR IS 10R 有 功 能 IS 10L 反 向 有 2.5%的差 異 無 功 能Tn5 5700 Kan R IS 50R 有 功 能 IS 50L 反 向 1 bp的 改 變 無 功 能 TnA Res轉(zhuǎn) 座 酶 解 離 酶 AmprIR IR 標(biāo) 記 基 因Tn ISIS 1.2 真 核 生 物 轉(zhuǎn) 座 子 1） 特 點(diǎn) ： （ 1） 兩 端 有 IR， （ 2） 內(nèi) 部 有 轉(zhuǎn) 座 酶 等 基 因 ； 2） 舉 例 ： 玉 米 轉(zhuǎn) 座 子

9、 Ac/Ds ， Spm/dSpm ； 果 蠅 P因 子 2 轉(zhuǎn) 座 機(jī) 制 ATGCA TACGT 插 入ATGCA TACGT ATGCA TACGT 補(bǔ) 齊ATGCATACGT 剪 切DNA聚 合 酶 和 連 接 酶 填 補(bǔ) 轉(zhuǎn) 座 子 F E A B C D復(fù) 制插 入 轉(zhuǎn) 座 子 新 拷 貝 F E A B C D 基 因 F被 隔 斷 而 失 去 功 能 表 一 些 有 代 表 性 的 真 核 轉(zhuǎn) 座 子 的 屬 性物 種 轉(zhuǎn) 座 因 子 家 族 IR DR果 蠅 PHoboMarinerFB 311228大 8829線 蟲 Tc1 54 2玉 米 Ac/DsSpm/dSpmMu/

10、mn 1113200 839金 魚 草 Tam1Tam3 13/1412 38/5 一 些 真核 生 物 TU/puppy 大 8 紫 色 胚 乳無 色 胚 乳紫 色 斑 點(diǎn) 胚 乳激 活 Ds轉(zhuǎn) 座 Ds可 轉(zhuǎn) 座 到 C基 因正 常 的 C基 因 表 達(dá)產(chǎn) 生 紫 色 色 素被 插 入 失 活 的 C基 因 在 胚 發(fā) 育 時(shí) 激 活 Ds， 使 其 從 C基 因 中 轉(zhuǎn) 座 出 來突 變 的 c基 因正 常 的 C基 因突 變 的 c基 因 回 復(fù)成 為 正 常 的 C基 因 ） Ds-Ac系 統(tǒng)各 種 Ds都 是 Ac的缺 失 突 變 體Ds9缺 失 194bp Ds6缺 失 2.5K

11、b 非 自 主 性 轉(zhuǎn) 座 子 的 兩 端 特 征序 列 是 完 整 的 ， 只 要 細(xì) 胞 內(nèi)有 相 應(yīng) 的 轉(zhuǎn) 座 酶 活 性 ， 它 就能 恢 復(fù) 轉(zhuǎn) 座 性 能 。 CACTACCAAGAAAA TTTTCTTGTAGTG 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 ORF1 ORF2 轉(zhuǎn) 錄 Spm-w-8011 dSpm-7995 dSpm-799 dSpm-8004 圖 23-54 Spm/En 有 兩 個(gè) 基 因 ， tnpA 有 11個(gè) 外 顯 子 轉(zhuǎn) 錄 成 2500b拼 接 mRNA。 tnpB 含 有 6kbmRNA,含 2個(gè) 讀 框 。 (仿 B.Lewin: G

12、ENES ,1997, Fig.18.24) Spm-En Spm 和 En 自 主 因 子 實(shí) 際上 是 相 同 的 。 末 端 含 有13bp的 IR。v含 11個(gè) 外 顯 子 接 成2.5kb mRNA。 編 碼 具 有剪 切 功 能 TnpA蛋 白 。v所 有 的 非 自 主 因 子 （dSpm 是 缺 陷 的 Spm） ，是 tnpA 缺 失 了 外 顯 子 逆 轉(zhuǎn) 錄 病 毒 反 轉(zhuǎn) 錄 轉(zhuǎn) 座 子 （ retrotransposon） ： 指 通 過 RNA為中 介 ， 反 （ 逆 ） 轉(zhuǎn) 錄 成 DNA后 進(jìn) 行 轉(zhuǎn) 座 的 可 動(dòng) 元 件 。 IS-兩 端 有 IR， 只 編

13、 碼 轉(zhuǎn) 座 酶類 轉(zhuǎn) 座 因 子 -結(jié) 構(gòu) 同 IS， 但 不 能 獨(dú) 立 存 在 ， 僅 作 為 復(fù) 合 轉(zhuǎn) 座 子 的 兩 端 組 件 復(fù) 合 轉(zhuǎn) 座 子 -兩 端 由 IS 或 類 IS構(gòu) 成 ， 可 編 碼 抗 抗 菌 素 物 質(zhì)原核 TnA轉(zhuǎn) 座 子 家 族 -兩 端 為 IR， 可 編 碼 轉(zhuǎn) 座 酶 、 解 離 酶 和 抗 性 物 質(zhì) AC-Ds-植 物 （ 玉 米 ） 中 的 激 活 -解 離 因 子轉(zhuǎn)座子 P 因 子 -果 蠅 中 父 本 因 子 ， 在 M P 中 導(dǎo) 致 雜 種 不 育 反 轉(zhuǎn) 錄 病 毒 、 RNA DNA 整 合 宿 主 靶 DNATyCopia病 毒 超 家 族 LINSL1 （ 1） 有 長(zhǎng) 末 端 重 復(fù) 序 列（ 2） 編 碼 反 轉(zhuǎn) 錄 酶 或 整 合 酶（ 3） 可 含 內(nèi) 含 子SINSB1/ Alu （ 1） 無 重 復(fù) 序 列（ 2） 不 編 碼 轉(zhuǎn) 座 子 產(chǎn) 物 （ 3） 無 內(nèi) 含 子 轉(zhuǎn)座 因子 真 核 反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn) 座子 非 病 毒 超 家 族 假 基 因 問 答 題 什 么 是 轉(zhuǎn) 座 子 ？ 轉(zhuǎn) 座 子 有 哪 幾 種 類 型 ？ 什 么 叫 做 Ds-Ac因 子 ？ 第 二 章 染 色 體 與 DNA