【正文】 ， DNA連接酶連接片段。 原核 DNA復(fù)制中的酶 拓撲異構(gòu)酶 解鏈酶 5/ 3/ 3/ 5/ 3/ 5/ DNA聚合酶 Ⅲ 單鏈結(jié)合蛋白 DNA聚合酶 Ⅰ 前導(dǎo)鏈 隨后鏈 DNA連接酶 岡崎片段 引物酶 DNA 聚合酶 α β γ δ ε 位置 細胞核 細胞核 線粒體 細胞核 細胞核 功能 后隨鏈的合成和前導(dǎo)鏈的引發(fā) 修復(fù) 復(fù)制 前導(dǎo)鏈的合成 修復(fù) 分子量 300K 40K 180300K 170230K 250K 3’ 5’ 外切酶活性 + + + + 引發(fā)酶活性 + 真核細胞中的 DNA聚合酶 原核生物的 DNA復(fù)制 ? 起始 ? 復(fù)制原點 ? 引發(fā)體（起始復(fù)合物）形成： DnaA、 DnaB、DnaC、組蛋白樣蛋白（ HU）、旋轉(zhuǎn)酶、 SSB。 多功能酶，活性包括： ?5?→3?DNA 聚合酶活性； ?3?→5? 核酸外切酶活性；（校正作用） ?5?→3? 核酸外切酶活性；（缺口平移或切除岡崎片段 5?引物） ? Klenow片段：5?→3?DNA 聚合酶活性； 3?→5? 核酸外切酶活性； ? pol Ⅲ 又稱為 DNA聚合酶 Ⅲ 全酶 真正的 DNA復(fù)制酶。 ? 拓撲異構(gòu)酶 Ⅱ 同時切開兩條鏈，再連接封閉。 拓撲異構(gòu)酶 ? 拓撲異構(gòu)酶在 復(fù)制叉處消除解鏈過程中產(chǎn)生的超螺旋 。 5180。 3180。 3180。 ?12/23規(guī)則 即重排信號序列的排列規(guī)則是 12bp的信號序列總是與 23bp個堿基的信號序列連接。 ? 重排信號序列 （ rebination signal sequences，RSSs）：指七聚體和九聚體之間的 12個堿基或 23個堿基序列。 ? 體細胞突變，當(dāng)一個產(chǎn)生抗體的細胞克隆增殖時，正好遇到外來抗原，將產(chǎn)生抗體基因的突變。 組成 核心序列 左翼序列 右翼序列 attP POP? O P P? attB BOB? O B B? 免疫球蛋白基因 ? 屬于 3個基因家族，分別位于不同的染色體上 ?兩個輕鏈類型（ Igκ、Igλ基因） ?一個重鏈類型（ IgH基因） 抗體多樣性產(chǎn)生的原因 ? 通過從不同的基因片段中隨機選擇幾個基因片段組合成不同的抗體。 ? 其中 O序列 在二者之間同源，是二者配對及發(fā)生互換的區(qū)域。 ? 重組熱點 :一些序列發(fā)生重組的頻率高于其他序列 同源重組的分子機制 （ Holliday模型 ） 四個關(guān)鍵步驟 ? 兩個同源染色體 DNA排列整齊； ? 一個 DNA的一條鏈斷裂并與另一個 DNA對應(yīng)的鏈連接，形成的連接分子稱為 Holliday中間體； ? 通過分支移動產(chǎn)生異源雙鏈 DNA； ? Holliday中間體切開并修復(fù)，形成兩個雙鏈重組體 DNA。重組過程中，兩個染色單體或 DNA分子相互交換對等的部分，因此表現(xiàn)出交互的特點。 ? 狹義的遺傳重組 ?專指涉及 DNA分子內(nèi)的斷裂并重新連接而造成基因重新組合的過程，即基因交換。 ? 廣義的遺傳重組 ?凡是能產(chǎn)生新的基因組合，造成基因型變化的過程，都稱為遺傳重組。 ? 非接合型質(zhì)粒 ?不能在細胞間水平傳播，但可以借助共同存在于宿主細胞中的接合型質(zhì)粒，而發(fā)生遷移作用；一般其分子量較小，多為松弛型質(zhì)粒。 ? 不相容性是由于兩種質(zhì)粒中具有類似的阻遏物及質(zhì)粒 DNA隨機復(fù)制而導(dǎo)致的結(jié)果。 ? Col質(zhì)粒 含有合成大腸桿菌素基因的質(zhì)粒； ? 質(zhì)粒噬菌體 由質(zhì)粒 DNA和噬菌體 DNA重組形成的嵌合體。 : 負鏈 cDNA合成的起始位點，稱為引物結(jié)合區(qū)可與各種 tRNA的 3?端堿基互補 ? U區(qū) ?U5 80100nt(單一序列 ) ?U3 含 170－ 1260（或 1350） nt，含有強的啟動子，從這里開始合成前病毒 DNA 質(zhì)粒的 遺傳 特性 ? 雙鏈閉合環(huán)狀 DNA（ cccDNA）， 1～ 200kb； ? 質(zhì)粒復(fù)制有賴于宿主細胞的復(fù)制，但其自身基因可控制合成的時限及拷貝數(shù)； ? 垂直傳遞； ? 不影響宿主細胞的代謝，但可能賦予宿主細胞新的表型； ? 質(zhì)粒的復(fù)制方式 半保留復(fù)制；單向 /雙向；單向；雙向； 質(zhì)粒的遺傳學(xué)類型 ? F質(zhì)粒 性質(zhì)粒。 轉(zhuǎn)座機制的共同特征 轉(zhuǎn)座子產(chǎn)生的復(fù)制或非復(fù)制類型 ? 復(fù)制型轉(zhuǎn)座 ? 非復(fù)制型轉(zhuǎn)座 ? 保守型轉(zhuǎn)座 逆轉(zhuǎn)錄病毒基因組的結(jié)構(gòu)與功能 編碼區(qū)： 典型的反轉(zhuǎn)錄病毒含 3—4個“基因” ? gag: internal structural protein 病毒核心蛋白基因 ? pol: RNA－ dependent DNA polymerase 逆轉(zhuǎn)錄酶基因 ? env: envelop glycoproteins 外膜糖蛋白基因 非編碼區(qū) ? R區(qū) ：為基因組兩端的重復(fù)序列，每個重復(fù)單位10－ 80nt， cDNA(—)的反轉(zhuǎn)錄所必需的。 ? 復(fù)合型轉(zhuǎn)座子 帶有某些宿主基因（如抗藥性基因），其兩翼往往是兩個相同或高度同源的 IS序列。 ?逆轉(zhuǎn)座子（返座子） 由 RNA介導(dǎo)，即遺傳信息的移動是從 DNA到 RNA再到 DNA。轉(zhuǎn)座的發(fā)生 不依賴于轉(zhuǎn)座子和靶位點之間任何的序列同源性 ，在基因組內(nèi)由一個部位直接轉(zhuǎn)移到另一個部位。 ? 主要內(nèi)容 ? 基因表達譜的研究 ? 蛋白質(zhì)產(chǎn)物的功能 ? 基因組多樣性的研究 ? 基因組功能注釋 轉(zhuǎn)座子 ? 轉(zhuǎn)座子 （ transposon， Tn） ?基因組中存在的能自主復(fù)制和位移的一些 DNA序列。 后基因組研究計劃 ? “功能基因組學(xué)” 是研究基因組中所有基因功能的學(xué)科。 ? cDNA文庫 不含內(nèi)含子序列 ，易于表達。 ? 每一個克隆只含有一個基因片段，應(yīng)用時利用探針，從文庫中釣取含有所需目的基因的克隆。 鏈終止法測序 (the chain termination method) Sanger 基因文庫 ? 基因文庫 (G文庫 )：是含有某種生物全部基因隨機片段的重組 DNA克隆群。 ?轉(zhuǎn)錄圖或基因表達譜研究所提供的信息，使人們有可能系統(tǒng)、全面地從 mRNA水平了解特定細胞 人類基因組計劃 （ human genome project， HGP） ? 人類基因組即人類一個細胞所包含的DNA結(jié)構(gòu)一整套基因，攜帶決定生物特性的全部遺傳信息 ——即記錄基因組全部 DNA序列。 ? EST（ expressed sequence tag） 通過從 cDNA文庫中隨機挑選的克隆進行測序所獲得的部分cDNA的 5?或 3?端序列稱為表達序列標(biāo)簽，一般長 300500bp左右。 ? 物理圖譜是遺傳圖譜過渡到表達圖譜的橋梁，物理圖譜的最終形式就是堿基在染色體上的相對順序。 ? 物理圖譜是用物理學(xué)方法定位的由客觀物組成的圖譜。 物理圖譜 (physical map) ? 定義 以一段已知核苷酸序列的 DNA片段（序列標(biāo)記位點 sequence tagged site， STS）為路標(biāo)，以 Mb或 kb為圖距的基因組圖。 ? 包括單堿基轉(zhuǎn)換 、 顛換 、 插入 /缺失等 。 ? 人類基因組中已定位的微衛(wèi)星 DNA位點超過 10 000處，因其重復(fù)次數(shù)在不同個體間呈高度變異性而被廣泛應(yīng)用于遺傳分析和疾病診斷中。也稱為簡短串聯(lián)重復(fù)序列。 ? 同時又按照孟德爾規(guī)律遺傳，所以是很好的DNA多態(tài)性標(biāo)記，被廣泛應(yīng)用于基因定位、DNA指紋分析和遺傳病的連鎖診斷。 小衛(wèi)星 DNA ? 小衛(wèi)星 DNA（ minisatellite DNA）是指重復(fù)單位長度在 15～ 65個核苷酸左右的串聯(lián)重復(fù)序列，一般長度不超過 20kb。 ? 局限 一般只能產(chǎn)生限制酶切位點的“切開”和“不切開”兩種情況，所提供的多態(tài)性信息量較小。 ? 優(yōu)點 RFLP的出現(xiàn)頻率遠遠超過了經(jīng)典的蛋白質(zhì)多態(tài)性。 基因組研究的重要任務(wù) 遺傳圖譜 ? 遺傳圖譜 （ geic map） 即 連鎖圖譜 ，以具有遺傳多態(tài)性的 遺傳標(biāo)記 為“路標(biāo)”，以 遺傳學(xué)距離 為圖距的基因組圖。在真核生物中， C值一般隨著生物的進化而增加，高等生物 C值一般大于低等生物。 C值和 C值矛盾 ? C值 (C value) 一種物種的單倍體基因組的DNA總量 ?C值是特異的。 ? 基因組結(jié)構(gòu)主要指不同的 DNA功能區(qū)在 DNA分子中的分布和排列情況。 ?細菌、噬菌體中，即單個染色體上所含的全部基因。 ? 抑癌基因失活導(dǎo)致腫瘤的形成。 ? 原癌基因的激活與細胞生長和分化密切相關(guān)，原癌基因的激活受到嚴(yán)格的控制。 ?功能：染色體定位、染色體折疊壓縮，染色體配對分離。 ?功能：可能與復(fù)制、轉(zhuǎn)錄的調(diào)控有關(guān) ? 衛(wèi)星 DNA 在蔗糖或氯化銫密度梯度超速離心中的浮力密度曲線圖上位于 DNA主帶旁邊的小帶 DNA。 ? 組蛋白基因家族 ? rRNA基因家族 高度重復(fù)序列 ? 反向重復(fù)序列 雙鏈 DNA分子中某一段序列，方向相反，序列相同，也稱為回文序列。 ? 斷裂基因的意義 ?有利于儲存較多的遺傳信息； ?有利于變異和進化。 ? 內(nèi)含子是相對的。 真核生物基因特征 ? 核基因組由染色體 DNA組成：分子量較大；結(jié)構(gòu)復(fù)雜；與蛋白質(zhì)（組蛋白、非組蛋白）結(jié)合； ? 多數(shù)都是斷裂基因：即編碼序列（外顯子）被非編碼序列（內(nèi)含子）間隔開； ? 基因家族：起源相同、結(jié)構(gòu)相似、功能相關(guān)的一組基因。 基因的結(jié)構(gòu) 完整的基因：前導(dǎo)區(qū)、尾部區(qū)、內(nèi)含子和外顯子； ? 前導(dǎo)區(qū)（ leader） 位于編碼區(qū)的前面，相當(dāng)于mRNA起始密碼 5?端的序列； ? 尾部區(qū)（ trailer） 位于編碼區(qū)之后，指 mRNA3?端終止密碼子后面的非翻譯序列； ? 內(nèi)含子（ intron） 位于編碼序列之間，通常指基因中能被轉(zhuǎn)錄成前體轉(zhuǎn)錄物，但卻不能成為 mRNA組成部分的區(qū)域； ? 外顯子（ exon） 即編碼序列，也就是 DNA分子中編碼 mRNA某一部分序列的區(qū)域。 ? 基因包括編碼 蛋白質(zhì)肽鏈或 RNA的 編碼序列 以及保證其轉(zhuǎn)錄所必需的 調(diào)控序列 。 ?修飾作用的共同點 ——降低組蛋白所攜帶的正電荷。 非組蛋白具體功能 ? 參與染色體的構(gòu)建 即在核小體基礎(chǔ)上將纖維進一步折疊、盤曲，以形成在復(fù)制和轉(zhuǎn)錄功能上相對獨立的結(jié)構(gòu)； ? 啟動基因的復(fù)制 以復(fù)合物的形式結(jié)合在一段特異DNA序列上，復(fù)合物包括啟動蛋白、 DNA聚合酶、引物酶等，啟動和推進 DNA分子的復(fù)制； ? 調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄 非組蛋白作為基因調(diào)控蛋白以競爭或協(xié)同結(jié)合方式作用于一段特異 DNA序列上，以調(diào)控有關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。 ?同相位基因重疊 合成的多肽鏈僅長短不同，氨基酸序列相同。 重疊基因 ? 病毒和噬菌體中，以有限的堿基編碼更多的遺傳信息。 組蛋白 ? 特點 分子量小（ 15 000～ 20 000）； 堿性蛋白質(zhì)； 含量高，每種分子數(shù)可達 6 000萬個； 沒有種屬和組織專一性； ? 類型 ? 核小體組蛋白： H2A、 H2B、 H H4； ? H1組蛋白； ? 功能 組蛋白分子中的正電荷使組蛋白借靜電引力與帶負電荷的磷酸形成穩(wěn)定的鹽鍵，使組蛋白與DNA分子緊密結(jié)合。 ? 中度重復(fù)序列 拷貝數(shù)： 10～幾百個拷貝；平均大小約 300bp；一般不編碼，認為在基因調(diào)控的開啟、促進或終止轉(zhuǎn)錄、 DNA復(fù)制的起始、其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物參與 hnRNA的處理等方面起著重要作用。 ? 但絕大多數(shù)惡性腫瘤組織均顯示明顯的端粒酶活性。 端粒酶（ telomerase） ? 對人體正常組織、多種良性病變及惡性腫瘤組織端粒酶活性進行檢測，發(fā)現(xiàn)細胞分裂能力較強，分裂較快的組織端粒酶活性較高。 ? 端粒起到細胞分裂計時器的作用 ? 端粒酶的化學(xué)性質(zhì)是核糖核蛋白 ,是一種自身攜帶模板的反轉(zhuǎn)錄酶 ，催化端粒 DNA的合成，能夠在缺少 DNA模板的情況下 , 以自身攜帶的RNA為模板，逆轉(zhuǎn)錄合成端粒 DNA并添加于染色體末端，從而維持了端粒長度的穩(wěn)定。 ? 端粒使染色體具有極性，保證了染色體在細胞周期中的正常行為 。 ，隨著細胞