DNA复制的基本规律：1.半保留复制：复制时，亲代双链DNA解开为两股单链，各自作为模板，依据碱基配对规律，合成序列互补的子链DNA双链。(保守性)
2.双向复制：原核生物进行单点起始双向复制，真核生物多起点双向复制，每个起点产生两个移动方向相反的复制叉。复制子-从一个DNA复制起点起始的DNA复制区域称为复制子，是一个含有复制起点的独立完成复制的功能单位。
3.半不连续复制：DNA聚合酶只能催化DNA链从5'→3'方向合成，前导链、后随链、冈崎片段(有多少个片段，就有多少个引物)。
高度保真性：高保真度DNA聚合酶利用严格的碱基配对原则是保证复制保真性的机制之一；体内复制叉的复杂结构提高了复制的准确性；DNA聚合酶的核酸外切酶活性和校读功能以及复制后修复系统对错配加以纠正。
参与DNA复制的物质——底物：dATP,dGTP,dCTP,dTTP
聚合酶；依赖DNA的DNA聚合酶，简写为DNA-pol（不具备催化两个游离dNTP之间形成磷酸二酯键的能力）
模板：解开单链的DNA母链
引物：提供3'-OH末端使dNTP可以依次聚合，其他的酶和蛋白质因子
DNApol ⅠⅡⅢ，共有活性：5'-3'延长脱氧核苷酸链的聚合活性，3'-5'核酸外切酶活性(辨认错配的碱基对，并将其水解)。
Ⅰ还有5'-3'外切酶活性（切除突变的DNA片段），可对复制中的错误进行校读，对复制和修复中出现的空隙进行填补。
Ⅱ基因发生突变，细菌依然能存活，认为其参与DNA损伤的应急状态修复。
Ⅲ是原核生物复制延长真正起催化作用的酶，全酶包括；2个核心酶、1个γ-复合物、1对β-亚基。
核心酶由α亚基(主要功能是合成DNA)，E亚基【具有3'-5'外切酶活性（复制保真性所必需)α亚基可增强其活性】，θ亚基（可能起组装作用)组成。
γ-复合物；有促进全酶组装至模板上及增强核心酶活性的作用。
DNA-pol α 起始引发，有引物酶活性
DNA-pol β DNA合成，参与低保真度的复制
DNA-pol γ 在线粒体DNA复制中起催化作用
DNA-pol δ 合成后随链
DNA-pol E 合成前导链
β、α、没有3'-5'外切酶活性。
聚合酶转换：DNApolα合成引物，然后迅速被具有连续合成能力的DNApolδ和DNApolE所替换。
复制中DNA分子的拓扑学变化
DNA分子的碱基埋在双螺旋内部，只有把DNA解成单链，它才能起模板作用
解螺旋酶(helicase) ——利用ATP供能，作用于氢键，使DNA双链解开成为两条单链
引物酶(primase) ——复制起始时催化生成RNA引物的酶
单链DNA结合蛋白(single stranded DNA binding protein, SSB) ——在复制中维持模板处于单链状态并保护单链的完整（免受核酸酶的降解）
拓扑异构酶作用特点:
既能水解 、又能连接磷酸二酯键
拓扑异构酶分类及作用机制：
拓扑异构酶Ⅰ：切断DNA双链中一股链，使DNA解链旋转不致打结；适当
时候封闭切口，DNA变为松弛状态。反应不需ATP
拓扑异构酶Ⅱ：切断DNA分子两股链，断端通过切口旋转使超螺旋松弛
利用ATP供能，连接断端， DNA分子进入负超螺旋状态
DNA连接酶：连接DNA链3’-OH末端和相邻DNA链5'-P末端，使二者生成磷酸二酯键，从而把相邻的DNA链连接成一条完整的链。在复制中起最后接合缺口的作用，在DNA修复、重组及剪接中也起缝合缺口的作用，基因工程的重要工具酶之一。
原核生物的复制过程
起始：各种酶和蛋白质因子在复制起点处装配引发体，形成复制叉并合成RNA引物
引物：由引物酶（复制起始时催化RNA引物合成的酶，与催化转录的RNApol不同，不受利福平影响）催化合成的短链RNA分子。
引发体：含有解螺旋酶、DnaC蛋白、引物酶和DNA复制起始区域的复合结构称为起始复合物，又称引发体
延长 ：复制的延长指在DNA-pol催化下，dNTP以dNMP的方式逐个加入引物或延长中的子链上，其化学本质是磷酸二酯键的不断生成（DNApolⅢ催化），前导链的复制先于后随链，但两链在同一个DNApolⅢ催化下进行延长。
终止 ：双向复制的复制片段在复制的终止点处汇合。复制的完成还包括去除RNA引物和换成DNA，最后把DNA片段连接成完整的子链，（引物的水解、空隙的填补由DNApolⅠ完成，缺口由连接酶连接。
真核生物的复制过程
与原核生物的差异：真核生物复制子多（但复制有时序性，复制子以分组的方式激活而不是同步启动）、冈崎片段短、复制叉前进速度慢；
DNA复制从引发进入延伸阶段发生DNA聚合酶转换（其关键蛋白为RFC）；
切除冈崎片段RNA引物的是 核酸酶RNAseH和FEN1等。
起始 ：需要DNApolα（引物酶活性）、polδ（负责后随连）和polE（负责前导链）残余，还须解螺旋酶活性、拓扑酶和复制因子。
酵母：酵母含有多个复制起点，为“自主复制序列（ARS）”，富含AT。
增值细胞核抗原（PCNA），在复制起始和延长中发挥关键作用，结合与引物-模板链，使polδ获得持续合成的能力，且具有促进核小体生成的作用
延长 ：真核生物的DNA延长发生DNA聚合酶转换，前导链（出现在引发后期），后随链（发生在每个冈崎片段合成之际），发生转换的原因是polα不具备持续合成能力。
端粒酶参与解决染色体末端复制问题——端粒由富含TG的重复序列组成，人的端粒重复序列为5'-9TnGn)x-3'.培养的人成纤维细胞随着培养传代次数增加，端粒长度逐渐缩短，老化和端粒酶(RNP)活性下降有关，但端粒酶活性不一定与端粒长度成正比。
真核生物染色体DNA在每个细胞周期中只能复制一次，起始分两步(复制基因的选择"G期"和复制起点的激活"S期")
真核生物线粒体DNA复制按D环方式复制，DNApolγ是线粒体催化DNA复制的DNA聚合酶。
损伤
DNA损伤的定义：各种体内外因素所导致的DNA组成与结构的变化
体内因素：DNA复制错误(碱基异构互变、4种dNTP浓度不平衡、DNA短重复序列{复制打滑})；DNA自身的热不稳定性（DNA自发性损伤中，最频繁发挥作用的因素）；机体代谢过程中产生的活性氧。
体外因素：物理——电离辐射、紫外线照射；化学——自由基、碱基类似物、碱基修饰物、嵌入燃料等。
损伤类型——碱基损坏、糖基破坏、碱基错配（最常见的是尿嘧啶替代胸腺嘧啶掺入到DNA分子）、DNA断裂、DNA交联（嘧啶二聚体的形成，共价键，链间交联，也可能与蛋白质交联）
修复
直接修复
1.嘧啶二聚体的直接修复，将嘧啶二聚体直接解聚，又称光复活作用、光复活修复，由DNA光裂合酶（DNA光复活酶修复酶）完成。
2.烷基化碱基的直接修复，烷基转移酶（含SH）直接将烷基从核苷酸转移到自身肽链上，
3.单链断裂的直接修复，DNA连接酶。
切除修复
碱基切除修复：DNA糖苷酶特异性识别DNA链中已受损的碱基并将其水解去除，产生一个无碱基位点，在此位点的5'端，无碱基位点核苷酸内切酶将DNA链的磷酸二酯键切开，同时去除剩余的磷酸核糖部分，，合成、连接。
核苷酸切除修复：切除一段受损的寡核苷酸。若DNA损伤核苷酸切除修复系统障碍→着色性干皮病（XP）
重组修复
非同源末端的重组修复，非同源末端连接重组修复的DNA链的同源性不高，起关键作用的是DNA依赖的蛋白激酶和XRCCC4
