生物學、21.遺傳分子

 21.遺傳分子

查加夫:不同物種不同鹼基；華生.克里克:雙股螺旋     

               核仁小體>染色絲>環狀域      AT CG  靠氫鍵保持雙螺旋

染色體：         組蛋白( 精胺酸+離胺酸)

間期 > DNA(-)組蛋白(+)各50%相吸，10nm小球~線狀，只中節和端粒濃縮狀異染色質(30nm)
鬆散：真染色質組蛋白乙醯化(不易濃縮)表現基因      *DNA去甲基化=解濃縮

出處：維基百科

DNA複製： S間期半保留複製，5'到3'方向合成

DNA 拓撲異構酶 →解旋酶  →SSB →引子酶 →DNA 聚合酶 →DNA 連接酶

  RNA導引酶：指示起始點，DNA解旋酶展開雙股，5'到3'方向合成RNA引子

                            引子提供羥基-OH供DNA聚合酶捕捉核苷酸延伸

   形成多個複製泡(DNA拓樸異構酶防捲曲，單股結合蛋白穩定)，往兩邊延伸融合

   領先股結合一個RNA引子；而延遲股結合數個RNA引子生成斷續岡崎片段

   複製叉沿3'向5'移動。使合成鏈與原始鏈互補，新鏈沿著5'到3'合成DNA

新DNA啟始自RNA引子3’端，DNA聚合酶加入核苷酸3’，(焦磷酸鹽P-Pi)釋能催化

新DNA複製叉沿3'向5移動；

                    領先股：單引子(DNA聚合酶III ) 5’-3’順向合成；

                    延遲股：複製泡末端，多股 5’-3’方向，連續片段=岡崎片段

   追上領先股，(DNA聚合酶I )從5’以DNA核苷酸取代引子RNA，DNA連接酶接合

DNA連接酶(ligase)：一條DNA的3'端修飾成羥基(OH-)，另一條的5'端帶磷酸，

                                                     DNA連接酶促進氫鍵轉成共價鍵(磷酸雙酯鍵)。

                                  *原核生物中連接酶消耗NAD+，真核生物連接酶消耗ATP

     哺乳動物連接酶：I  型連接酶：主要連接酶，連接岡崎片段，DNA重組、修復

                                 III 型連接酶與XRCC1蛋白複合體：鹼基切除修復的黏合

                                 IV型連接酶與XRCC4蛋白複合體：III型IV型參與修復DNA的黏合

 

            分子生物學基因重組：限制酶切割基因與質體，T4噬菌體DNA連接酶黏合。

DNA聚合酶(polymerase)：互補去氧核苷酸結合已有的R/DNA的3'端羥基，新生鏈5'→3'延長

   原核生物：

DNA聚合酶 I：校讀、參與 修復、切除RNA引子 ；DNA聚合酶 II、IV：定期損傷修復 ；

DNA聚合酶 III：催化DNA複製                             ；DNA聚合酶V：SOS應急修復      

       SOS應急修復：DNA過損傷誘發RAD51，阻止細胞周期，隨機補核苷酸= 突變多樣性

           

   真核生物(人類)：

Pol α：做為引發酶合成RNA引子，然後做為DNA合成酶延伸此段RNA引子；    

            後續延伸 > Pol δ與ε。

Pol β：DNA修復中，低保真度複製

Pol γ：複製線粒體DNA。

Pol δ、Pol ε： δ與ε為真核細胞主要DNA聚合酶，填補引子空隙，切除修復，重組

                        *PCR複製增量檢測：DNA 範本，引子，DNA 聚合酶

DNA損傷：

                  紫外線 > 相鄰嘧啶鹼基共價鍵結合，形成嘧啶二聚體(T-Tdimer)  >考

                  鹼基類似物(5-BU)  >  A被G取代

                  羫胺類(NH2-OH) > T被C取代

                  亞硝酸鹽(NO2-)  > C被U取代

DNA修復：

  光修復：300~600nm波長光活化DNA光解酶(photolyase)，分解嘧啶二聚體
  單鏈重接：DNA連接酶(ligase)，但限定單鍊
  鹼基插入：DNA嘌呤插入酶(insertase)

  切除修復：通用修復    真核:聚合酶 δ/ε  原核:聚合酶Ⅰ

             DNA糖基化酶剔除單一錯誤含氮鹼基  →用核酸內切酶移除磷酸鍵                                           →DNA聚合酶Ⅰ 從3端開始修復，邊切邊補 → 脫去聚合酶Ⅰ，DNA接合酶接合

            核酸外切酶切除損傷核苷酸 → DNA解旋酶剔除

             →DNA聚合酶Ⅰ補上核苷酸→DNA接合酶接合

        *色素沉著症XP：DNA修復缺陷，核苷酸切除修補酵素缺失 >UV~皮膚癌

端粒：

真核細胞5’末端DNA無法複製：末端端粒TTAGGG多次重複，隨每次複製丟失變短=停滯老化
端粒酶(內建RNA逆配子)：可合成TTAGGG使端粒朝3’加長，Telomerase無限分裂=癌細胞

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