分子生物学课件第五章 DNA的损伤、修复和基因突变.ppt.pptVIP

第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 1 DNA损伤 1.1 损伤因素及其类型 DNA结构和功能发生改变。 引起损伤的因素: ? 自发性损伤(复制中的损伤、碱基的自发性化学改变、 自发脱碱基、 细胞的代谢产物对DNA的损伤) ? 物理因素引起的损伤(电离辐射、紫外线) ? 化学因素引起的损伤（烷化剂、碱基类似物） 引起损伤的类型： 碱基脱落、碱基（或核苷）改变、错误碱基（碱基的取 代）、碱基的插入或缺失、链的断裂、链交联（链内、链间）、嘧啶二聚体等等 后果——癌症、畸形、遗传病等等 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * 1 DNA损伤 1.2 损伤修复 将DNA分子中的受损伤部分切除，以完整的那条链为模板再重新合成。特异内切酶、DNA聚合酶、 DNA外切酶、DNA连接酶均参与。（发生在DNA复制前） 1.2.1 切除修复 (Exision-Repair) 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * A B A B C A B C A B C A B 螺旋酶Ⅱ Pol?+螺旋酶Ⅱ 连接酶 切 补 切 封 E.Coli ABC切除修复系统 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * 1 DNA损伤 1.2 损伤修复 1.2.2 错配修复(MRS,Mismatch Repair System) 修复DNA复制过程中校正活性所漏校的碱基，使复制的保真性提高102～103倍。 DNA mismatch + ----- A--- - ------C--- DNApol (ξ= 10-8) 经第二次校正ξ= 10-11 错配修复系统 (MRS,Mismatch Repair System) 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * DNA polymerase Helicase SSB 外切核酸酶 (Ⅰ和Ⅶ) 连接酶 MCE (mismatch correct enzyme) 3 subunits mutH, L, S dam gene DNA腺嘌呤甲基化酶(m6A甲基化酶) 组成 1.2.2 错配修复(MRS,Mismatch Repair System) 扫描新生链中错配碱基 识别新生链中非 m6A 的GATC序列 酶切含错配碱基的新生DNA区段 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * ★ DNA合成过程中的甲基化变化 DNA中的GATC(palindromic seq.) 为m6A甲基化敏感位点 平均每2kb左右有一GATC seq. 错配修复系统受甲基化的引导 1.2.2 错配修复(MRS,Mismatch Repair System) 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * 甲基化程度的差异 a、MutS /MutL扫描识别错配 碱基和邻近的GATC序列 切点－－甲基化GATC中G的5’侧 DNA helicase II, SSB, exonuclease I去除包括错配碱基的片段 DNA polymerase III和 DNA ligase 填充缺口 昂贵的代价用于保证DNA的准确性 修复过程 1.2.2 错配修复 (MRS,Mismatch Repair System) 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * 外切核酸酶Ⅰ切割切点的5’端（错配碱基在切点的5’端） ----------Ⅶ------- - --3’端（------------3’端） 1.2.2 错配修复(MRS,Mismatch Repair System) 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * 1 DNA损伤 1.2 损伤修复 1.2.3 直接修复 把损伤的碱基回复到原来的状态。 ⑴ 光复活（photo reactivation ） 400nm左右的光激活光复活酶，专一分解紫外光照射引起的同一条链上TT（CC CT）二聚体。 紫外线(260nm) T(胸腺嘧啶）二聚体 双键打开 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * ⑴ 光复活（photo reactivation ） 紫外光 T-T二聚体 可见光激活该酶 400 nm 蓝光 只有高等哺乳动物该功能退化掉了。 例 对细菌紫外诱变或杀灭时尽量保持暗环境。 光复活酶结合于损伤部位 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * 1.2.3 直接修复 ⑵ O6-甲基鸟嘌呤-DNA甲基转移酶（MGMT）直接修复 将甲基转移到酶自身的半胱氨酸残基上。 ⑶ 单链断裂修复 DNA连接酶连接断裂单链即可。 第五章 DNA的损伤、修复和基因突变 * 1 DNA损伤 1.2 损伤