dna的損傷修復(fù)及突變

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1、1第五章DNA的損傷、修復(fù)和突變2第一節(jié)DNA的損傷3根據(jù)受損的部位，DNA損傷可以為兩種：堿基損傷DNA鏈的損傷DNA損傷：一切使DNA結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變的DNA變化，都可稱(chēng)為基因的損傷。4DNA存儲(chǔ)著生物體賴(lài)以生存和繁衍的遺傳信息，維護(hù)DNA分子的完整性對(duì)細(xì)胞至關(guān)緊要；修復(fù)DNA損傷的能力是生物能保持遺傳穩(wěn)定性所在；DNA分子的變化并不是全部都能被修復(fù)成原樣的，因此生物才會(huì)有變異、有進(jìn)化。DNA損傷修復(fù)的重要性：5細(xì)胞內(nèi)在的因素和環(huán)境中的因素都可能導(dǎo)致DNA損傷，根據(jù)損傷的原因可以分為：DNA分子

2、自發(fā)性損傷物理因素導(dǎo)致的DNA損傷化學(xué)因素導(dǎo)致的DNA損傷6一、DNA分子自發(fā)性損傷堿基的異構(gòu)互變2.堿基的脫氨基作用3.脫嘌呤與脫嘧啶(堿基丟失)4.活性氧引起的堿基修飾與鏈斷裂71.堿基的互變異構(gòu)DNA每種堿基有幾種形式，稱(chēng)互變異構(gòu)體，異構(gòu)體中原子的位置及原子之間的鍵有所不同。堿基各自的異構(gòu)體間可以自發(fā)發(fā)生變化（烯醇式與酮基間互變）;A=CT=G上述配對(duì)發(fā)生在DNA復(fù)制時(shí)，會(huì)造成子代DNA序列與親代DNA不同的錯(cuò)誤損傷.8同型異構(gòu)體轉(zhuǎn)換=O-OH9同型異構(gòu)體轉(zhuǎn)換-NH2-NH1011異構(gòu)互變?cè)斐傻?/p>

3、復(fù)制損傷122.堿基的脫氨基作用堿基的環(huán)外氨基自發(fā)脫落，C變?yōu)閁，A變?yōu)榇吸S嘌呤（I），G變?yōu)辄S嘌呤（X）。復(fù)制時(shí)，U與A配對(duì)、H和X都與C配對(duì)會(huì)導(dǎo)致子代DNA序列的錯(cuò)誤變化。13143.脫嘌呤與脫嘧啶(堿基丟失)自發(fā)水解使嘌呤和嘧啶從DNA鏈的核糖磷酸骨架上脫落。哺乳類(lèi)動(dòng)物細(xì)胞，在30oC下，20h內(nèi)DNA鏈自發(fā)脫落嘌呤約1000個(gè)，嘧啶約500個(gè)。154.活性氧引起的堿基修飾與鏈斷裂細(xì)胞呼吸的副產(chǎn)物O2-,H2O2造成DNA損傷，產(chǎn)生一些堿基修飾物（胸腺嘧啶乙二醇、羥甲基尿嘧啶等），還可引起DNA

4、單鏈斷裂等損傷;這些損失的積累可導(dǎo)致老化。1617二、物理因素引起的DNA損傷紫外線(xiàn)（UV）引起的DNA損傷電輻射引起的DNA損傷181.紫外線(xiàn)（UV）引起的DNA損傷DNA受到大劑量紫外線(xiàn)（260nm）照射時(shí)，同一條鏈上相鄰的嘧啶以共價(jià)鍵連成二聚體；TT,CC,CT之間都可形成二聚體。復(fù)制時(shí)，此處產(chǎn)生空耗過(guò)程，DNA不能復(fù)制，細(xì)胞不能分裂，導(dǎo)致凋亡。19紫外線(xiàn)引起的DNA損傷－－最易形成胸腺嘧啶二聚體（TT）202.電輻射引起的DNA損傷堿基變化細(xì)胞中的水經(jīng)輻射解離后產(chǎn)生大量OH-自由基，使DNA鏈

5、上的堿基氧化修飾、形成過(guò)氧化物的、導(dǎo)致堿基環(huán)的破壞和脫落等。脫氧核糖變化脫氧核糖上的每個(gè)碳原子和羥基上的氫都能與OH-反應(yīng)，導(dǎo)致脫氧核糖分解，最后會(huì)引起DNA鏈斷裂。21DNA鏈斷裂脫氧核糖破壞或磷酸二酯鍵斷開(kāi)而導(dǎo)致DNA鏈斷裂。一條鏈斷裂稱(chēng)單鏈斷裂（singlestrandbroken）；DNA雙鏈在同一處或相近處斷裂稱(chēng)為雙鏈斷裂（doublestrandbroken）。22交聯(lián)（binding）同一條DNA鏈上或兩條DNA鏈上的堿基間以共價(jià)鍵結(jié)合；DNA與蛋白質(zhì)之間也以共價(jià)鍵相連；組蛋白、染色質(zhì)中

6、的非組蛋白、調(diào)控蛋白、與復(fù)制和轉(zhuǎn)錄有關(guān)的酶都會(huì)與DNA以共價(jià)鍵連接。膠聯(lián)是細(xì)胞受電離輻射后在顯微鏡下看到的染色體畸變的分子基礎(chǔ)，會(huì)影響細(xì)胞的功能和DNA復(fù)制。23輻射引起DNA分子結(jié)構(gòu)的多種變化24堿基類(lèi)似物、修飾劑對(duì)DNA的損傷；2.烷化劑對(duì)DNA的損傷；3.嵌合劑對(duì)DNA的損傷。三、化學(xué)因素引起的DNA損傷251.堿基類(lèi)似物對(duì)DNA的損傷某些化學(xué)物質(zhì)和正常的堿基在結(jié)構(gòu)上類(lèi)似，有時(shí)會(huì)替代正常堿基而摻入DNA分子，一旦這些堿基類(lèi)似物進(jìn)人DNA后，由于它們的配對(duì)能力不同于正常堿基，便引起DNA復(fù)制過(guò)程中

7、其對(duì)應(yīng)位置上插入不正確堿基。26例如5-溴尿嘧啶（BU）和5-溴脫氧尿嘧啶（BrdU）是T結(jié)構(gòu)類(lèi)似物。細(xì)菌在含BU的培養(yǎng)基中培養(yǎng)時(shí)，部分DNA中的T被BU取代，BU有兩種互變異構(gòu)體，一種是酮式結(jié)構(gòu)（第6位上有一個(gè)酮基），它可以代替T而摻入DNA，并與A配對(duì)；當(dāng)BU發(fā)生互變異構(gòu)成為烯醇式（第6位上是一個(gè)羥基）后，就容易和G配對(duì)。通常以酮式存在，有時(shí)也以烯醇式存在。當(dāng)BU先以酮式摻入DNA，繼而又變成烯醇式時(shí)，進(jìn)一步復(fù)制使DNA中A-T對(duì)變成G-C對(duì)。同樣道理也引起G-C向A-T的轉(zhuǎn)換，BU可以使細(xì)菌的突

8、變率提高近萬(wàn)倍。27除BU外，還有5-溴脫氧尿苷、5-氟尿嘧啶、5-氯尿嘧啶及它們的脫氧核苷。另一種被廣泛應(yīng)用的堿基類(lèi)似物是2-氨基嘌呤（2-AP），是一種腺嘌呤A類(lèi)似物，可和胸腺嘧啶T配對(duì)?？稍俸桶奏配對(duì)，產(chǎn)生A-T、G-C的轉(zhuǎn)換，或2-AP以和胞嘧啶C配對(duì)形式進(jìn)入DNA后再和胸腺嘧啶T配對(duì)后產(chǎn)生G-C、A-T的轉(zhuǎn)換。282.烷化劑引起的DNA損傷（特異性錯(cuò)配）某些誘變劑不摻入DNA，而通過(guò)改變堿基的結(jié)構(gòu)從而引起特異性錯(cuò)配，如烷化劑（是一類(lèi)親電子的