dna的损伤修复及突变

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1、1第五章DNA的损伤、修复和突变2第一节DNA的损伤3根据受损的部位，DNA损伤可以为两种：碱基损伤DNA链的损伤DNA损伤：一切使DNA结构和功能发生改变的DNA变化，都可称为基因的损伤。4DNA存储着生物体赖以生存和繁衍的遗传信息，维护DNA分子的完整性对细胞至关紧要；修复DNA损伤的能力是生物能保持遗传稳定性所在；DNA分子的变化并不是全部都能被修复成原样的，因此生物才会有变异、有进化。DNA损伤修复的重要性：5细胞内在的因素和环境中的因素都可能导致DNA损伤，根据损伤的原因可以分为：DNA分子

2、自发性损伤物理因素导致的DNA损伤化学因素导致的DNA损伤6一、DNA分子自发性损伤碱基的异构互变2.碱基的脱氨基作用3.脱嘌呤与脱嘧啶(碱基丢失)4.活性氧引起的碱基修饰与链断裂71.碱基的互变异构DNA每种碱基有几种形式，称互变异构体，异构体中原子的位置及原子之间的键有所不同。碱基各自的异构体间可以自发发生变化（烯醇式与酮基间互变）;A=CT=G上述配对发生在DNA复制时，会造成子代DNA序列与亲代DNA不同的错误损伤.8同型异构体转换=O-OH9同型异构体转换-NH2-NH1011异构互变造成的

3、复制损伤122.碱基的脱氨基作用碱基的环外氨基自发脱落，C变为U，A变为次黄嘌呤（I），G变为黄嘌呤（X）。复制时，U与A配对、H和X都与C配对会导致子代DNA序列的错误变化。13143.脱嘌呤与脱嘧啶(碱基丢失)自发水解使嘌呤和嘧啶从DNA链的核糖磷酸骨架上脱落。哺乳类动物细胞，在30ºC下，20h内DNA链自发脱落嘌呤约1000个，嘧啶约500个。154.活性氧引起的碱基修饰与链断裂细胞呼吸的副产物O2-,H2O2造成DNA损伤，产生一些碱基修饰物（胸腺嘧啶乙二醇、羟甲基尿嘧啶等），还可引起DNA

4、单链断裂等损伤;这些损失的积累可导致老化。1617二、物理因素引起的DNA损伤紫外线（UV）引起的DNA损伤电辐射引起的DNA损伤181.紫外线（UV）引起的DNA损伤DNA受到大剂量紫外线（260nm）照射时，同一条链上相邻的嘧啶以共价键连成二聚体；TT,CC,CT之间都可形成二聚体。复制时，此处产生空耗过程，DNA不能复制，细胞不能分裂，导致凋亡。19紫外线引起的DNA损伤－－最易形成胸腺嘧啶二聚体（TT）202.电辐射引起的DNA损伤碱基变化细胞中的水经辐射解离后产生大量OH-自由基，使DNA链

5、上的碱基氧化修饰、形成过氧化物的、导致碱基环的破坏和脱落等。脱氧核糖变化脱氧核糖上的每个碳原子和羟基上的氢都能与OH-反应，导致脱氧核糖分解，最后会引起DNA链断裂。21DNA链断裂脱氧核糖破坏或磷酸二酯键断开而导致DNA链断裂。一条链断裂称单链断裂（singlestrandbroken）；DNA双链在同一处或相近处断裂称为双链断裂（doublestrandbroken）。22交联（binding）同一条DNA链上或两条DNA链上的碱基间以共价键结合；DNA与蛋白质之间也以共价键相连；组蛋白、染色质中

6、的非组蛋白、调控蛋白、与复制和转录有关的酶都会与DNA以共价键连接。胶联是细胞受电离辐射后在显微镜下看到的染色体畸变的分子基础，会影响细胞的功能和DNA复制。23辐射引起DNA分子结构的多种变化24碱基类似物、修饰剂对DNA的损伤；2.烷化剂对DNA的损伤；3.嵌合剂对DNA的损伤。三、化学因素引起的DNA损伤251.碱基类似物对DNA的损伤某些化学物质和正常的碱基在结构上类似，有时会替代正常碱基而掺入DNA分子，一旦这些碱基类似物进人DNA后，由于它们的配对能力不同于正常碱基，便引起DNA复制过程中

7、其对应位置上插入不正确碱基。26例如5-溴尿嘧啶（BU）和5-溴脱氧尿嘧啶（BrdU）是T结构类似物。细菌在含BU的培养基中培养时，部分DNA中的T被BU取代，BU有两种互变异构体，一种是酮式结构（第6位上有一个酮基），它可以代替T而掺入DNA，并与A配对；当BU发生互变异构成为烯醇式（第6位上是一个羟基）后，就容易和G配对。通常以酮式存在，有时也以烯醇式存在。当BU先以酮式掺入DNA，继而又变成烯醇式时，进一步复制使DNA中A-T对变成G-C对。同样道理也引起G-C向A-T的转换，BU可以使细菌的突

8、变率提高近万倍。27除BU外，还有5-溴脱氧尿苷、5-氟尿嘧啶、5-氯尿嘧啶及它们的脱氧核苷。另一种被广泛应用的碱基类似物是2-氨基嘌呤（2-AP），是一种腺嘌呤A类似物，可和胸腺嘧啶T配对。可再和胞嘧啶C配对，产生A-T、G-C的转换，或2-AP以和胞嘧啶C配对形式进入DNA后再和胸腺嘧啶T配对后产生G-C、A-T的转换。282.烷化剂引起的DNA损伤（特异性错配）某些诱变剂不掺入DNA，而通过改变碱基的结构从而引起特异性错配，如烷化剂（是一类亲电子的