DNA损伤与修复140720.pptVIP

E.coli的NER主要由4种蛋白质组成： UvrA UvrB UvrC UvrD * * DNA损伤与修复 DNA Damage and Repair 第十五章 各种体内外因素所导致的DNA组成与结构的变化称为DNA损伤（DNA damage） 其一，DNA的结构发生永久性改变，即突变 其二，导致DNA失去作为复制和/或转录的模板的功能 DNA损伤的后果: 生物多样性依赖于： DNA突变 DNA修复 平衡 DNA损伤 DNA Damage 第一节 一、多种因素通过不同机制导致DNA损伤 （一）体内因素 DNA复制错误 DNA自身的不稳定性 机体代谢过程中产生的活性氧 DNA复制错误： 在DNA复制过程中，碱基的异构互变、4种dNTP之间浓度的不平衡等均可能引起碱基的错配 DNA复制的错配率约1/1010 复制错误还表现为片段的缺失或插入。 特别是DNA上的短片段重复序列，在真核细胞染色体上广泛分布，导致DNA复制系统工作时可能出现“打滑”现象，使得新生成的DNA上的重复序列拷贝数发生变化。DNA重复片段在长度方面具有高度的多态性，在遗传性疾病 的研究中具有重大价值。 DNA自身的不稳定性 ： DNA结构自身的不稳定性是DNA自发性损伤中最频繁和最重要的因素。 当DNA受热或所处环境的pH值发生改变时， DNA分子上连接碱基和核糖之间的糖苷键可自发发生水解，导致碱基的丢失或脱落，其中以脱嘌呤最为普遍。 含有氨基的碱基还可能自发脱氨基反应，转变为另一种碱基，即碱基的转变，如C转变为U，A转变为I（次黄嘌呤）等。 （二）体外因素 物理因素 化学因素 生物因素 * 1. 物理因素 紫外线(ultra violet, UV)、各种辐射 UV 胸腺嘧啶二聚体（TT） * * 2. 化学因素 目 录 3. 生物因素 例如病毒、附加体质粒（如F因子）等。由于它们插入或打断基因，而导致诱变的。如黄曲霉素等。 ⑶ ⑵ ⑴ 自由基导致的DNA损伤 `OH, `H ⑷ 嵌入性染料 溴化乙锭等 * 二、DNA损伤有多种类型 1. 碱基损伤与糖基破坏 2. 碱基之间发生错配 3. DNA链发生断裂 4. DNA 的共价交联 碱基变化 DNA链变化 1. 碱基损伤与糖基破坏： 化学毒物可通过对碱基的某些基团进行修饰而改变碱基的性质。 由于碱基损伤或糖基破坏，在DNA链上可能形成一些不稳定点，最终可导致DNA链的断裂。 2. 碱基之间发生错配 ： 碱基类似物的掺入、碱基修饰剂的作用可改变碱基的性质，导致DNA序列中的错误配对。 在正常的DNA复制过程中，存在着一定比例的自发碱基错配。 最常见的是组成RNA的尿嘧啶替代胸腺嘧啶掺入到DNA分子中。 3. DNA链发生断裂： 电离辐射、化学毒剂、磷酸二酯键的断裂、脱氧戊糖的破坏、碱基的损伤和脱落都是引起DNA断裂的原因。 碱基损伤或糖基破坏可引起DNA双螺旋局部变性，形成酶敏感性位点，特异的核酸内切酶能识别并切割这样的部位，造成链断裂。 DNA链上被损伤的碱基也可以被另一种特异的DNA-糖基化酶除去，形成无嘌呤嘧啶位点（apurinic-apyrimidinic site, AP site），或称无碱基位点（abasic site），这些位点在内切酶等的作用下可形成链断裂。 4. DNA 的共价交联： DNA双螺旋链中的一条链上的碱基与另一条链上的碱基以共价键结合，称为DNA链间交联（DNA interstrand cross-linking）。 DNA分子中同一条链中的两个碱基以共价键结合，称为DNA链内交联（DNA intrastrand cross-linking）。 DNA分子还可与蛋白质以共价键结合，称为DNA-蛋白质交联（DNA protein cross-linking）。 DNA损伤可导致: 碱基置换 缺失 插入 链的断裂 转换 颠换 DNA分子上的碱基错配称点突变(point mutation)。 发生在同型碱基之间，即嘌呤代替另一嘌呤，或嘧啶代替另一嘧啶。 ① 转换 发生在异型碱基之间，即嘌呤变嘧啶或嘧啶变嘌呤。 ② 颠换 1.碱基置换 (错配) 由于密码子的简并性，碱基置换不一定发生氨基酸编码的改变： 错义突变 ：改变氨基酸编码 无义突变 ：变为终止密码子 同义突变 ：不改变氨基酸编码 镰形红细胞贫血病人Hb (HbS) β亚基 N-val · his · leu · thr · pro · val · glu · · · · · · C 肽链 CAC GTG 基因 正常成人Hb (HbA)β亚基 N-val · his · leu · thr · pro · glu · glu · · · · · ·