DNA修复Repair刘章锋

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1、2.5DNA的修复本节主要内容：1.错配修复2.切除修复3.重组修复4.DNA的直接修复5.SOS系统DNA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损伤修复的重要性一、DNA的损伤（突变）由自发的或环境的因素引起DNA一级结构的任何异常的改变称为DNA的损伤，也称为突变（mutation）。（一）引起突变的因素：1．自发因素：(1)自发脱碱基：每日可达近万个核苷酸残基。(2)自发脱氨

2、基：每日可达几十到几百个核苷酸残基。(3)复制错配：发生频率较低。2．物理因素：由紫外线、电离辐射等，嘧啶二聚体，引起复制障碍。3．化学因素：(1)脱氨剂、(2)烷基化剂、(3)DNA加合剂、(4)碱基类似物（二）DNA突变的类型：2.5.1错配修复mismatchrepair：错配修复系统受甲基化的引导保存母链，修正子链。DNA腺苷酸甲基化酶(Dam）:DNA中的GATCseq.,为m6A甲基化敏感位点在DNA复制与子链甲基化间有一段延迟，修复系统寻找错配并对未甲基化的子链进行矫正。该系统识别母链的依据来自Dam甲基化酶，它能使位于5’GAT

3、C序列中腺苷酸的N6位甲基化。一旦复制叉通过复制起始位点，母链就会在开始DNA合成前的几秒种至几分钟内被甲基化。只要两条DNA链上碱基配对出问题，错配修复系统就会根据“保存母链，修正子链”的原则，找出错误碱基所在的DNA链，并在对应于母链甲基化腺苷酸上游鸟苷酸的5’位置切开子链，再启动特定的修复途径，合成新的子链片段。7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区段修复过程昂贵的代价用于保证DNA的准确性MutL/MutS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MutH切开非甲

4、基化的子链外切核酸酶Ⅰ切割切点的5’端（错配碱基在切点的5’端）---------Ⅶ---------3’端（----------------3’端）2.5.2碱基切除修复（Base-excisionrepair）所有细胞中都带有能识别受损核酸位点的不同的糖苷水解酶，能特异性切除受损核苷酸上的N-β-糖苷键，形成去嘌呤或去嘧啶位点，统称为AP位点。101、碱基切除修复：切出小段DNA的损伤一些碱基在自发或悠变下会发生脱酰胺，然后改变配对性质，造成氨基转换突变腺嘌呤变为次黄嘌呤与胞嘧啶配对鸟嘌呤变为黄嘌呤与胞嘧啶配对胞嘧啶变为尿嘧啶与腺嘌呤配对先

5、产生无碱基位点（AP位点），产生单核苷酸切口（AP核酸内切酶），然后磷酸二脂酶除去糖基。APendonuclease2、核苷酸切除修复：矫正更为严重的损伤核苷酸切除修复大肠杆菌短修复：受损核苷酸造成链的扭曲。1）通过特异的核酸内切酶识别损伤部位2）由酶的复合物在损伤的两边切除几个核苷酸3）DNA聚合酶以母链为模板复制合成新子链4）DNA连接酶将切口补平这是一种越过损伤部位进行修复的途径。重组修复（recombinationalrepair）是对尚未修复的损伤DNA先复制再修复，又称复制后修复。以胸腺嘧啶二聚体为例，含有二聚体的DNA仍可进行复制

6、，但复制到二聚体时要暂停一下，然后越过此处障碍，在二聚体的后面又以未知的机制开始复制，这种起始复制可能不需引发。这样在合成的子链上留下一个大缺口，而其互补链则复制成完整的双链。然后由完整双链中的母链与带缺口的子链发生重组。2.5.3重组修复（recombinationrepair)重组修复RecombinationRepair2.5.4DNA的直接修复（directrepair）生物体内还存在DNA损伤直接修复而并不需要切除碱基或核苷酸的机制。DNA光解酶（photolyase）能把在光下或经紫外光照射形成的环丁烷胸腺嘧啶二体及6-4光化物（

7、6-4-photoproduct）还原成为单体。16其修复过程为：光复活酶（photo-lyase)识别嘧啶二聚体并与之结合形成复合物→在300～600nm可见光照射下，酶获得能量，将嘧啶二聚体的丁酰环打开，使之完全修复→光复活酶从DNA上解离。2.5.6SOS修复：这是一种在DNA分子受到较大范围损伤并且使复制受到抑制时出现的修复机制，以SOS借喻细胞处于危急状态。损伤诱导一种特异性较低的新的DNA聚合酶，以及重组酶等的产生。由这些特异性较低的酶继续催化损伤部位DNA的复制，复制完成后，保留许多错误的碱基，从而造成突变。（2）SOS修复机制S

8、OS修复－－无模板指导的DNA复制大剂量的紫外线照射，大量的二聚体产生SOS系统诱导，错误潜伏的复制超越二聚体而进行错误碱基