第六章 DNA损伤与修复 2.ppt

一、DNA分子的自发性损伤 (一)DNA复制产生误差 如大肠杆菌 碱基配对的错误率为10-1-10-2 DNA聚合酶校正后错误率为10-5-10-6 复制后经校正系统校正，错配率为10-9左右 2. 碱基的脱氨基作用 碱基的环外氨基有时会自发脱落，从而胞嘧啶(C)变成尿嘧啶(U)，腺嘌呤(A)变成次黄嘌呤(H)。复制时,U与A配对、H与C配对就会导致子代DNA序列的错误变化。 3．脱嘌呤与脱嘧啶 即碱基脱落，是指从DNA上丢失了嘌呤或嘧啶，形成无碱基位点，称为AP部位（apurine,apyrimidine site, AP）。 复制时可以插入任何核苷酸。 脱落碱基后的脱氧核糖3’端的磷酸二酯键易被水解，造成DNA链断裂。 在哺乳动物细胞基因组中，每天每个细胞因N-糖苷键自发水解约丢失10 000个嘌呤碱基和200个嘧啶碱基。 4．碱基修饰与链断裂 细胞在正常生理活动中产生的活性氧会造成DNA损伤，产生胸腺嘧啶乙二醇、羟甲基尿嘧啶等碱基修饰物，还可引起DNA单链断裂等损伤。 二、物理因素引起的DNA损伤 (二)电离辐射引起的DNA损伤 　三、化学因素引起的DNA损伤 错配修复 错配修复(大肠杆菌) 遗传性非息肉型结肠癌（hereditary non　polyposis colorectal cancer，HNPCC） HNPCC的临床特征 发病早 (-45 岁) 肿瘤好发部位：结肠 4．直接插入嘌呤 DNA链上嘌呤的脱落造成无嘌呤位点，能被DNA嘌呤插入酶(insertase)识别结合，催化游离的嘌呤碱基与DNA无嘌呤部位形成糖苷键。且催化插入的碱基有高度专一性、与另一条链上的碱基严格配对，使DNA完全恢复。 GG-NER 和TC-NER的共同修复通路 着色性干皮病(Xeroderma pigmentosis) 是一种隐性遗传性疾病，该病是由于患者对紫外线照射造成的核苷酸损伤切除修复缺陷所致。临床以光暴露部位色素增加和角化及癌变为特征。 1. 幼年发病，常有家族发病史。 2. 面部等暴露部位出现红斑、褐色斑点及斑片，伴毛细血管扩张，间有色素脱失斑和萎缩或疤痕,皮肤干燥。数年内发生基底细胞癌、鳞癌及恶性黑素瘤。 3.皮肤和眼对日光敏感。 4.病情随年龄逐渐加重，多数患者于20岁前因恶性肿瘤而死亡。 5.组织病理 晚期出现表皮非典型性增生、日光角化及鳞癌和基底细胞癌等恶性肿瘤。 着色性干皮病患儿脸部特征 五、重组修复 同源重组修复DNA双链断裂（人类） 非同源末端连接修复DNA双链断裂（人类） 三、碱基切除修复（base excision repair，BER） 指切除和替换由内源性化学物作用产生的 DNA碱基损伤。 受损碱基移除是由多个酶来完成的。 主要针对DNA单链断裂和小的碱基改变及氧 化性损伤。 碱基切除修复 四、核苷酸切除修复 （nucleotide excision repair，NER） 体内识别 DNA 损伤最多的修复通路。 不识别任何特殊的碱基损伤，而是识别双螺旋形状的改变；修复时切除含有损伤碱基的那一段 DNA。 以大肠杆菌为例 UvrA:识别损伤部位 UvrB:解旋双链 紫外线诱导uvrA、uvrB、uvrC和uvrD四种基因表达 UvrC: 5ˊ末端内切 UvrB: 3ˊ末端内切 UvrD: 解旋酶 核苷酸切除修复 (基因组修复–人类) 核苷酸切除修复 (转录偶联修复 -人类) 大肠杆菌重组修复 五、重组修复 根据 DNA 末端连接需要的同源性分为: 同源重组修复：需要多种蛋白参与,在 S/G2期起主要作用。 非同源末端连接修复：DNA分子之间不需要广泛的同源性，在G1/G0期起主要作用。 * * 第六章 DNA损伤与修复 (DNA Damage and Repair) 曾海涛 中南大学生命科学学院 分子生物学研究中心 哺乳动物细胞DNA损伤的发生频率 DNA损伤类型 次·细胞- 1 ·天 – 1 单链损伤 55 000 脱嘌呤 10 000 脱嘧啶 200 O6甲基鸟嘌呤 3 100 胞嘧啶脱氨基