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1、第十一章 遗传的分子基础第第1 1节节 核酸是遗传物质核酸是遗传物质第第2 2节节 基因的概念基因的概念第第3 3节节 基因的顺反测验基因的顺反测验第第4 4节节 基因突变的分子基础基因突变的分子基础第第5 5节节 基因突变的修复机制基因突变的修复机制一、一、DNA是遗传物质的间接证据二、二、DNA是遗传物质的直接证据(一)、细菌转化试验(二)、噬菌体侵染实验(三)、烟草花叶病毒感染实验第第1 1节节 核酸是遗传物质核酸是遗传物质 DNA存在的普遍性；DNA含量的恒定性；DNA代谢的稳定性；基因突变与紫外线诱变波长（260nm）的关系。一、DNA是遗传物质的间接证据(一一)、细菌转化试验细菌转
2、化试验肺炎双球菌的两种类型 光滑型（S型）：SI、SII、SIII 有毒性，有荚膜，光滑的菌落；粗糙型（R型）：RI、RII、RIII 无毒性，无荚膜，粗糙菌落。由于菌株间含有不同的多糖和蛋白质，感染生物以后诱导生成的抗体不同，区分为SI、SII、SIII 等；R型由S型突变而来，相应为RI、RII、RIII 等。二 DNA是遗传物质的直接证据 1944年，年，Avery重重复了上述实验，并把复了上述实验，并把SIII型的型的DNA、Pr，夹膜提取物分别加入夹膜提取物分别加入RII型培养基，结果只型培养基，结果只有有DNA使少量使少量RII型型转化为转化为SIII型，型，并能并能稳定遗传下去。
3、稳定遗传下去。证明证明：DNA是遗是遗传物质。传物质。1928年Griffith肺炎双球菌转化实验如下：（二）噬菌体侵染大肠杆菌实验 19521952年，年，HersheyHershey等用放射性同位素标记：等用放射性同位素标记：32P32P标记标记T2T2噬菌体的噬菌体的 DNADNA（DNADNA中无中无S S）,35S 35S标记标记T2T2噬菌体的噬菌体的 PrPr（PrPr中无中无P P）证明：证明：T2噬菌体噬菌体的遗传物的遗传物质是质是DNA（三）烟草花叶病毒（TMV）感染实验 Frankel-Conrat,Singer(1956)试验（三）烟草花叶病毒（TMV）感染实验 蛋白质
4、蛋白质 RNARNA分别接种分别接种烟草叶片烟草叶片发病，形成花叶发病，形成花叶不发病，叶片正常不发病，叶片正常不发病，叶片正常不发病，叶片正常用用RNARNA酶处理的酶处理的RNARNA接接种种叶叶片片TMV结论：在不含结论：在不含DNA的的TMV 中，遗传物质是中，遗传物质是RNA第第2 2节节 基因的概念基因的概念基因是一个特定的基因是一个特定的DNA或或RNA片片段，但并非一段段，但并非一段DNA或或RNA都是都是基因。基因。（一）（一）“遗传因子遗传因子”：孟德尔把控制生物性状的因子称为孟德尔把控制生物性状的因子称为“遗传因子遗传因子”。（二）染色体是基因的载体：（二）染色体是基因的
5、载体：摩尔根实验证明基因位于染色体上，并呈直线排列，建立了摩尔根实验证明基因位于染色体上，并呈直线排列，建立了遗传的染色体学说，为细胞遗传学奠定了重要基础。遗传的染色体学说，为细胞遗传学奠定了重要基础。并由此提出：基因既是一个功能单位，是一个突变并由此提出：基因既是一个功能单位，是一个突变单位，也是一个交换单位的单位，也是一个交换单位的“三位一体三位一体”概念。概念。经典遗传学认为：经典遗传学认为：基因是一个最小的单位，不能分基因是一个最小的单位，不能分割；既是结构单位，又是功能单位。割；既是结构单位，又是功能单位。一、基因概念的发展一、基因概念的发展（三）（三）DNA是遗传物质：是遗传物质：
6、1928年年Griffith首先发现了肺炎球菌的转化，证实首先发现了肺炎球菌的转化，证实DNA是遗传物质而非蛋白质；是遗传物质而非蛋白质；Avery用生物化学的方用生物化学的方法证明转化因子是法证明转化因子是DNA而不是其他物质。而不是其他物质。（四）基因是有功能的（四）基因是有功能的DNA片段：片段：20世纪世纪40年代年代Beadle和和Tatum提出一个基因一个酶提出一个基因一个酶的假说，沟通了蛋白质合成与基因功能的研究的假说，沟通了蛋白质合成与基因功能的研究1953年年Watson和和Crick提出提出DNA双螺旋结构模型，双螺旋结构模型，明确了明确了DNA的复制方式。的复制方式。19
7、57年年Crick提出中心法则，提出中心法则，61年提出三联体遗传密年提出三联体遗传密码，从而将码，从而将DNA分子结构与生物体结合起来。分子结构与生物体结合起来。1957年年Benzer用大肠杆菌用大肠杆菌T4噬菌体为材料，分析了噬菌体为材料，分析了基因内部的精细结构，提出了顺反子（基因内部的精细结构，提出了顺反子（cistor)的概的概念，证明基因是念，证明基因是DNA分子上一个特定的区段，是一分子上一个特定的区段，是一个功能单位，包括许多突变位点（突变子），突变个功能单位，包括许多突变位点（突变子），突变位点之间可以发生重组（重组子）位点之间可以发生重组（重组子）v理论上，一个基因有多少
8、对核苷酸对就有多少突变理论上，一个基因有多少对核苷酸对就有多少突变子和的重组子，实际上，突变子数少于核苷酸对数，子和的重组子，实际上，突变子数少于核苷酸对数，重组子数小于突变子数。重组子数小于突变子数。总之：总之：顺反子学说顺反子学说打破了打破了“三位一体三位一体”的基因概念的基因概念，把基因具体化为把基因具体化为DNA分子上特定的一段顺序分子上特定的一段顺序 顺反子，其内部又是可分的，包含多个突变子和重顺反子，其内部又是可分的，包含多个突变子和重组子。组子。近代基因的概念近代基因的概念：基因是一段有功能的基因是一段有功能的DNADNA序列，是一个遗传功能单序列，是一个遗传功能单位，其内部存在
9、有许多的重组子和突变子。位，其内部存在有许多的重组子和突变子。遗传上的突变单位和重组单位是突变子遗传上的突变单位和重组单位是突变子（muton)和重组子和重组子(roecon)。突变子突变子是基因内改变后可以产生突变表型的最是基因内改变后可以产生突变表型的最小单位小单位。它只相当与一个核苷酸对，不能将其。它只相当与一个核苷酸对，不能将其定义为一个基因。定义为一个基因。重组子是重组子是性状重组时，可交换的最小单位性状重组时，可交换的最小单位。基基因内不能有重组分开的遗传单位，也不能将其因内不能有重组分开的遗传单位，也不能将其定义为一个基因。定义为一个基因。所以：基因可分，可分为很多突变子和重组子
10、。所以：基因可分，可分为很多突变子和重组子。思考：现代遗传学与经典遗传学基因概念思考：现代遗传学与经典遗传学基因概念的不同？的不同？二、基因的类别及其相互关系二、基因的类别及其相互关系 根据基因的功能和性质，可将其分为以下几类：根据基因的功能和性质，可将其分为以下几类：结构基因（结构基因（structural gene)和调节基因和调节基因(regulatory gene):既可转录又可翻译。既可转录又可翻译。核糖体核糖体RNA基因（基因（rRNA基因简称基因简称rDNA）和转移和转移RNA基因（基因（tRNA基因简称基因简称tDNA）：）：只可转录不可翻译。前者专门转录只可转录不可翻译。前者
11、专门转录rRNA，rRNA与与相应蛋白质结合形成核糖体；后者专门转录相应蛋白质结合形成核糖体；后者专门转录tRNA，tRNA作用是激活氨基酸。作用是激活氨基酸。启动子（启动子（promotor0和操纵基因和操纵基因(operator):既无转录功能又无翻译功能，确切说，它们不能称既无转录功能又无翻译功能，确切说，它们不能称为基因。为基因。其他类型其他类型重叠基因：重叠基因：隔裂基因：隔裂基因：跳跃基因：跳跃基因：假基因：假基因：三、基因与三、基因与DNADNA一个基因大约有一个基因大约有500-6000个核苷酸对，但并非个核苷酸对，但并非DNA分子上任一含有几千个核苷酸对的区段都分子上任一含有
12、几千个核苷酸对的区段都是一个基因，基因是一个含有特定遗传信息的是一个基因，基因是一个含有特定遗传信息的DNA分子区段。分子区段。如何判断一段核苷酸序列是否是某个基因？如何判断一段核苷酸序列是否是某个基因？要看这个特定的核苷酸序列是否与其转录要看这个特定的核苷酸序列是否与其转录产物产物RNA核苷酸序列或翻译产物多肽链的氨基核苷酸序列或翻译产物多肽链的氨基酸序列相对应，这样就必须同时测定某一段酸序列相对应，这样就必须同时测定某一段DNA的核苷酸序列和相应产物的序列。的核苷酸序列和相应产物的序列。第第3 3节节 基因顺反测验基因顺反测验 两个突变分别在两条染色体上，称为两个突变分别在两条染色体上，称
13、为反式反式（trans)，表现为突变型表现为突变型；两个突变同时排在一条染色体上，而另一两个突变同时排在一条染色体上，而另一条染色体上两个位点均正常，称为条染色体上两个位点均正常，称为顺式顺式（cis)，顺式排列为野生型。，顺式排列为野生型。由于排列方式不同而表型不同的现象称为由于排列方式不同而表型不同的现象称为顺反位顺反位置效应置效应（cis-trans position effect)。假如两个独立起源的隐性突变，有类似表型，如何判断它们属于同一个基因的突变，还是属于两个基因的突变？一、互补测验的原理和方法一、互补测验的原理和方法 互补测验互补测验（顺反测验）（顺反测验）：根据功能确定等位
14、基根据功能确定等位基因的测验。即根据顺式表现型和反式表现型来因的测验。即根据顺式表现型和反式表现型来确定两个突变体是否属于同一个基因确定两个突变体是否属于同一个基因（顺反子）（顺反子）互补试验的原理互补试验的原理 表型表型 有无功能互补有无功能互补 结论结论 反式反式:A:A+B B A B A B+反式反式:A A+B B A B A B+突变型突变型 属属同一顺反子同一顺反子野生型野生型 属属不同顺反子不同顺反子互补实验中，两个隐性突变如表现出互补互补实验中，两个隐性突变如表现出互补效应，则证明这两个突变型分别属于不同效应，则证明这两个突变型分别属于不同基因；如不能表现出互补，则证明这两个
15、基因；如不能表现出互补，则证明这两个突变型在同一基因内。突变型在同一基因内。对于不同基因间的突变型在互补测验中，对于不同基因间的突变型在互补测验中，不论是顺式还是反式排列均表现出互补效不论是顺式还是反式排列均表现出互补效应；但若属于同一基因的不同位点的突变，应；但若属于同一基因的不同位点的突变，则顺式结构表现互补，反式结构则不能互则顺式结构表现互补，反式结构则不能互补。说明基因是一个独立的功能单位。补。说明基因是一个独立的功能单位。顺反子顺反子：不同突变之间没有互补的功能区，不同突变之间没有互补的功能区，一个顺反子就是一个基因，就是一个基因一个顺反子就是一个基因，就是一个基因座位，包含多个基因
16、位点，座位，包含多个基因位点，是遗传上的一是遗传上的一个作用（功能）单位，但不是一个突变单个作用（功能）单位，但不是一个突变单位或重组单位。位或重组单位。顺反试验顺反试验：指将两个拟突变分别处于顺式指将两个拟突变分别处于顺式和反式，根据其表型确定两个突变是否是和反式，根据其表型确定两个突变是否是同一基因的试验同一基因的试验。判断两突变是否处于同一顺反子的方法判断两突变是否处于同一顺反子的方法:顺式顺式 反式反式 分析结论：两突变分析结论：两突变 +/-+-/-+/-+-/-+表现型表现型 野生型野生型 野生型野生型 属于两个顺反子属于两个顺反子 表现型表现型 野生型野生型 突变型突变型 属于同
17、一顺反子属于同一顺反子第第4 4节节 基因突变的分子基础基因突变的分子基础一、自发突变一、自发突变二、人工诱变二、人工诱变三、诱变与肿瘤三、诱变与肿瘤四、定点诱变四、定点诱变细胞水平上，基因相当于染色体上的一点，细胞水平上，基因相当于染色体上的一点，称为位点；称为位点；分子水平上，一个位点还可以分成许多基分子水平上，一个位点还可以分成许多基本单位，称为座位。本单位，称为座位。基因突变的分子机制：突变是基因内不同基因突变的分子机制：突变是基因内不同座位的改变。由突变子引起的基因突变才座位的改变。由突变子引起的基因突变才是真正意义上的点突变。是真正意义上的点突变。一、自发突变一、自发突变(spon
18、taneous mutation)(spontaneous mutation)自发突变是指在自然状态下未经诱变剂处理自发突变是指在自然状态下未经诱变剂处理而出现的突变。而出现的突变。发生原因：发生原因：自发突变可能是由于自发突变可能是由于DNA复制错复制错误、误、碱基的异构互变效应、碱基的异构互变效应、自发的化学变化自发的化学变化和转座因子等多种原因引起的。和转座因子等多种原因引起的。由于由于DNA分子中的碱基本身存在着交替的化学结分子中的碱基本身存在着交替的化学结构，称为互变异构体（构，称为互变异构体（tautomer），当碱基以它），当碱基以它稀有的形式出现时就可能与错误的碱基配对，这稀有
19、的形式出现时就可能与错误的碱基配对，这种碱基化学结构的改变过程称为种碱基化学结构的改变过程称为互变异构移位互变异构移位（tautomeric shift）。）。在在DNA复制过程中，可能产生碱基的错配，带复制过程中，可能产生碱基的错配，带有错配碱基的有错配碱基的DNA在下一次复制时，则会引起在下一次复制时，则会引起碱基的替代，从而引起碱基的替代，从而引起DNA分子的错误。分子的错误。（一）DNA复制错误DNA复制错误示意图复制错误示意图 1、碱基替换的两种方式碱基替换的两种方式碱基的互变异构可以在碱基的互变异构可以在DNA复制过程中自发发生。复制过程中自发发生。它导致的碱基替代如果是发生在同类
20、碱基之间，它导致的碱基替代如果是发生在同类碱基之间，即一种嘌呤被另一种嘌呤替代，或一种嘧啶被另即一种嘌呤被另一种嘌呤替代，或一种嘧啶被另一种嘧啶替代，这称为一种嘧啶替代，这称为转换转换（transition）；）；若碱基的替代发生在异类碱基之间，即一种嘌呤若碱基的替代发生在异类碱基之间，即一种嘌呤被一种嘧啶替代，或反之，则称为被一种嘧啶替代，或反之，则称为颠换颠换（transversion）。）。2、碱基替换的遗传效应、碱基替换的遗传效应 ()同义突变（同义突变（samesense mutation）不改变氨不改变氨基酸的密码子变化，与密码子的兼并性有关基酸的密码子变化，与密码子的兼并性有关.
21、如如GAU/GAC-天冬氨酸天冬氨酸Asp.()错义突变（错义突变（missense mutation）碱基替换的碱基替换的结果引起氨基酸序列的改变结果引起氨基酸序列的改变.()无义突变（无义突变（nonsense mutation）编码区的单编码区的单碱基突变导致终止密码子碱基突变导致终止密码子(UAG/UGA/UAA)的形成的形成,使使 mRNA的翻译提前终止的翻译提前终止,形成不完全的肽链形成不完全的肽链.移码突变：移码突变：在基因外显子中插入或缺失在基因外显子中插入或缺失1,2或或4个核苷酸个核苷酸,阅读信息发生错位阅读信息发生错位,从而使翻译的蛋白从而使翻译的蛋白质序列与原来完全不同
22、。质序列与原来完全不同。DNA复制时有时新合成链或模板链发生错误环出或跳格复制时有时新合成链或模板链发生错误环出或跳格（slippage），导致移码突变（），导致移码突变（frameshift mutation）、）、缺失或重复。缺失或重复。eg.E.coli中乳糖发酵的调节基因中乳糖发酵的调节基因(lac):野生型野生型:5-GTCTGGCTGGCTGGC-3 移码突变移码突变:5-GTCTGGCTGGCTGGCTGGC-3 移码突变移码突变:5-GTCTGGCTGGC-33、移码突变与产生、移码突变与产生 4、突变热点、突变热点 基因中某些位点比其它位点突变率高，称基因中某些位点比其它位点
23、突变率高，称突变热点。突变热点。Eg：分析：分析T4-Phage r 基因基因1500个突变个突变体体：r A(1800bp)有有200个位点；个位点；r B(850bp)有有108个位点个位点。（二）、自发的化学突变、自发的化学突变1、碱基的脱嘌呤（、碱基的脱嘌呤（depurination）脱嘌呤是脱嘌呤是自发化学变化中最常见的一种，它是由自发化学变化中最常见的一种，它是由于碱基和脱氧核糖间的糖苷键断裂，从而引起一于碱基和脱氧核糖间的糖苷键断裂，从而引起一个鸟嘌呤或一个腺嘌呤从个鸟嘌呤或一个腺嘌呤从DNA分子上脱落下来。分子上脱落下来。研究发现，在研究发现，在37条件下培养一个哺乳动物细胞条
24、件下培养一个哺乳动物细胞20小时，会有数以千计的嘌呤通过脱嘌呤作用自小时，会有数以千计的嘌呤通过脱嘌呤作用自发地脱落。如果这种损伤得不到修复，就会引起发地脱落。如果这种损伤得不到修复，就会引起很大的遗传损伤，因为在很大的遗传损伤，因为在DNA复制过程中，无嘌复制过程中，无嘌呤位点将没有特异碱基与之互补，而可能随机地呤位点将没有特异碱基与之互补，而可能随机地选择一个碱基插进去，结果导致突变。选择一个碱基插进去，结果导致突变。2、脱氨基（、脱氨基（deamination）l脱氨基作用是指在一个碱基上去脱氨基作用是指在一个碱基上去掉氨基，常见的是胞嘧啶（掉氨基，常见的是胞嘧啶（C）和和5-甲基胞嘧啶
25、（甲基胞嘧啶（5mC），），它们它们脱氨基后分别变成尿嘧啶（脱氨基后分别变成尿嘧啶（U）和胸腺嘧啶（和胸腺嘧啶（T），），从而使从而使DNA分子受到损伤。分子受到损伤。l由于在由于在DNA中中U不是一个正常碱基，不是一个正常碱基，因此如果它不被除去修复，在因此如果它不被除去修复，在DNA复复制中它将与腺嘌呤（制中它将与腺嘌呤（A）配对，导致配对，导致原来的原来的GC碱基对转变为碱基对转变为AT碱基对。碱基对。脱氨基造成的碱基转换l3、转座子（、转座子（transposon）l在在生生物物基基因因组组内内存存在在的的可可移移动动DNA序序列列-转转座座因因子子或或插插入入序序列列（inserti
26、on sequence），通通过过在在基基因因组组内的移动也经常引起基因功能的失活或改变。内的移动也经常引起基因功能的失活或改变。转座子或插入序列引起基因突变的机制转座子或插入序列引起基因突变的机制 现已知道，在玉米、果蝇等生物中发生的现已知道，在玉米、果蝇等生物中发生的一些典型突变就是由于这类可移动一些典型突变就是由于这类可移动DNA序序列的插入所引起的。列的插入所引起的。二、人工诱变（二、人工诱变（induced induced mutaionmutaion）诱变机制诱变机制 碱基类似物碱基类似物 eg.5-BU 和和5-BrdU是胸腺嘧是胸腺嘧啶啶(T)的结构类似物，酮式结构易与的结构类
27、似物，酮式结构易与A配对；烯醇式配对；烯醇式结构易与结构易与G配对。另有配对。另有2-氨基嘌呤氨基嘌呤(2-AP,A类似物类似物)、5-氟尿嘧啶、氟尿嘧啶、5-氯尿嘧啶等。氯尿嘧啶等。特异性错配特异性错配 eg.烷化剂烷化剂:甲磺酸乙酯甲磺酸乙酯(EMS)、亚硝基胍亚硝基胍(NG)、芥子气等。通过改变碱基结构使芥子气等。通过改变碱基结构使碱基错配。碱基错配。如：如：G-C;当当G烷基化后可与烷基化后可与T配对，导致碱基转配对，导致碱基转换。烷化剂使嘌呤脱落，造成转换、颠换、断裂或换。烷化剂使嘌呤脱落，造成转换、颠换、断裂或其他突变其他突变 嵌合剂的致突作用嵌合剂的致突作用 eg.吖啶类染料吖啶
28、类染料:吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱吖啶橙、吖啶黄素、原黄素等碱基对的类似物，易造成移码突变。基对的类似物，易造成移码突变。辐射诱导效应辐射诱导效应 (1)紫外线紫外线UV:形成嘧啶二聚体，如形成嘧啶二聚体，如T二聚体，二聚体，同一条同一条单链内，影响复制时与单链内，影响复制时与A的配对，中止复制；的配对，中止复制；双链之双链之间，影响双链变性，并影响复制。间，影响双链变性，并影响复制。(2)电离辐射：如电离辐射：如X-ray、可引起碱基的降解或脱落，可引起碱基的降解或脱落，A变成变成H;C变成变成T，出现转换。出现转换。黄曲霉的作用黄曲霉的作用：使鸟嘌呤使鸟嘌呤G脱落，脱落，SOS修复引入修
29、复引入A,造造成突变。成突变。三、诱变与肿瘤三、诱变与肿瘤 肿瘤的形成与否取决于机体中癌基因和抑肿瘤的形成与否取决于机体中癌基因和抑癌基因的平衡，抑癌基因突变会致癌癌基因的平衡，抑癌基因突变会致癌。一些一些诱变剂可以特异性诱导抑癌基因突变，导致诱变剂可以特异性诱导抑癌基因突变，导致肿瘤发生。肿瘤发生。eg.黄曲霉素可诱导基因黄曲霉素可诱导基因G T颠换，导颠换，导致肝癌的发生；致肝癌的发生；UV可诱导基因可诱导基因5-TC-3发生发生C T颠换，形成颠换，形成“T二聚体二聚体”，导致人类鳞，导致人类鳞状细胞皮肤癌的发生。状细胞皮肤癌的发生。四、定点诱变四、定点诱变 定义：利用人工合成的寡核苷酸
30、，在离定义：利用人工合成的寡核苷酸，在离体的条件下，制造基因中任何部位的位点体的条件下，制造基因中任何部位的位点特异性突变的技术。特异性突变的技术。第第5 5节基因突变的修复机制节基因突变的修复机制一、一、DNA的防护机制的防护机制密码简并性密码简并性 CUA-UUA,亮氨酸回复突变回复突变 某个座位遗传密码的回复突变可使突变型恢复成原来的野生型，尽管回复突变的频率比正突变频率低得多。抑制抑制 有基因间抑制和基因内抑制。前者指控制翻译机制的抑制者基因，通常是tRNA基因发生突变，而使原来的无义突变、误义突变无义突变、误义突变或移码突变恢复或移码突变恢复成野生型。后者指突变基因另一座位上的突变掩
31、盖了原来座位的突变(但未恢复原来的密码顺序)，使突变型恢复成野生型。致死和选择致死和选择 如果防护机制未起作用，一个突变可能致死；二倍体和多倍体二倍体和多倍体 高等生物的多倍体具有几套染色体组，每个基因都有几份，故能比二倍体和低等生物表现强烈的保护作用。二、二、DNA修复修复（一）（一）光复活光复活(photoreactivation)1.概念：概念：在可见光存在的条件下，在光复活酶作用下将在可见光存在的条件下，在光复活酶作用下将UV引起嘧啶二聚体分解为单体的过程。引起嘧啶二聚体分解为单体的过程。2.条件：可见光条件：可见光(300600nm)、PR酶、嘧啶二聚体酶、嘧啶二聚体 3.光修复过程
32、：光修复过程：光复活酶与光复活酶与T=T结合形结合形成复合物成复合物;复合物吸收可见光，复合物吸收可见光，切断切断T=T之间的之间的C-C共价共价键键,使二聚体变成单体使二聚体变成单体;光复酶从光复酶从DNA链解离链解离.光复活是原核生物中的光复活是原核生物中的一种主要修复形式。一种主要修复形式。（二）（二）切除修复切除修复1.概念概念:（核苷酸外切修复、暗修复）先在损伤的（核苷酸外切修复、暗修复）先在损伤的任何一端打开磷酸二酯键，然后外切掉一段寡核任何一端打开磷酸二酯键，然后外切掉一段寡核苷酸；留下的缺口由修复性合成来填补，再由连苷酸；留下的缺口由修复性合成来填补，再由连接酶将其连接起来。接
33、酶将其连接起来。酶作用不需要光的激活，但酶作用不需要光的激活，但黑暗不是必要条件。黑暗不是必要条件。2.特点：特点：1)消除由消除由UV引起的损伤，也能消除由电引起的损伤，也能消除由电离辐射和化学诱变剂引起的其他损伤。离辐射和化学诱变剂引起的其他损伤。2)切除的片段可由几十到上万切除的片段可由几十到上万bp，分别称短补丁分别称短补丁修复、长补丁修复。修复、长补丁修复。3.切除修复过程：切除修复过程：内切酶的作用在内切酶的作用在DNA损损伤的一端伤的一端,切开形成一个切切开形成一个切口口;外切酶的作用将损伤部外切酶的作用将损伤部位切除位切除;聚合酶的作用将切口补聚合酶的作用将切口补齐齐,留下一个
34、切口留下一个切口;连接酶的作用将连接酶的作用将DNA连连接形成完整的接形成完整的DNA链。链。4.特异性切除修复特异性切除修复不明显的损伤需要特异性修复。不明显的损伤需要特异性修复。(1)糖基化酶修复：如果碱基被共价修饰，糖基糖基化酶修复：如果碱基被共价修饰，糖基化酶可作用于化酶可作用于C-N糖苷键，使碱基释放，产生无糖苷键，使碱基释放，产生无碱基碱基(AP)位点位点,再由再由AP内切酶修复系统修复。内切酶修复系统修复。(2)AP内切酶修复系统修复：也由内切酶修复系统修复：也由内切内切、外切外切、聚合聚合和和连接连接四种酶活性来完成，以修复四种酶活性来完成，以修复AP位点。位点。*以上两种修复
35、过程都没有涉及到以上两种修复过程都没有涉及到DNA的重组的重组,属于无误差的修复属于无误差的修复。（三）重组修复（三）重组修复1.概念概念:通过对通过对DNA的复制和同源链的重组，的复制和同源链的重组，来完成对损伤部位的修复，又称来完成对损伤部位的修复，又称复制后修复复制后修复。2.特点特点:修复过程伴随修复过程伴随DNA的复制和重组；的复制和重组；仅修复新合成的不完整的单链，原先仅修复新合成的不完整的单链，原先的损伤单链仍然保留；的损伤单链仍然保留；部分重组蛋白的精确性差，部分重组蛋白的精确性差，修复的出错修复的出错率较高。率较高。3.重组修复过程：重组修复过程：(1)复制：以损伤单链为模板
36、复复制：以损伤单链为模板复制时，越过损伤部位，对应位制时，越过损伤部位，对应位点留下缺口；未损伤单链复制点留下缺口；未损伤单链复制成完整双链。成完整双链。(2)重组：缺口单链与完整同源重组：缺口单链与完整同源单链重组，缺口转移到完整链，单链重组，缺口转移到完整链，使损伤单链的互补链完整，损使损伤单链的互补链完整，损伤单链仍然保留。伤单链仍然保留。(3)再合成：转移后的缺口以新再合成：转移后的缺口以新互补链为模板聚合补齐。互补链为模板聚合补齐。（四）（四）SOS修复修复1.概念：是在概念：是在DNA分子受损伤的范围较大而且复制分子受损伤的范围较大而且复制受到抑制时出现的一种应急修复作用。受到抑制
37、时出现的一种应急修复作用。2.修复过程：修复过程：当当DNA损伤较大时损伤较大时(如产生很多的如产生很多的T=T)，正正常的常的DNA多聚酶复制到损伤位点时，其活性受到多聚酶复制到损伤位点时，其活性受到抑制；抑制；短暂抑制后产生一种新的短暂抑制后产生一种新的DNA多聚酶，催化多聚酶，催化损伤部位损伤部位DNA的复制，由于新的的复制，由于新的DNA多聚酶的修多聚酶的修复校正功能较低，新合成的碱基错配频率较高，复校正功能较低，新合成的碱基错配频率较高，易引起突变。易引起突变。3.特点：特点：修复系统需要在修复系统需要在DNA分子受损伤的范分子受损伤的范围较大而且复制受到抑制时才能够启动。围较大而且复制受到抑制时才能够启动。修复系统对错配碱基的修复校正功能修复系统对错配碱基的修复校正功能低下，从而增加突变的频率。低下，从而增加突变的频率。在紧急情况下，细胞通过一定水平的在紧急情况下，细胞通过一定水平的变异来换取细胞的幸存，有利于细胞逃生。变异来换取细胞的幸存，有利于细胞逃生。