分子生物学 第五章 DNA损伤修复和突变

第五章 DNA损伤修复和突变

第一节

损伤:比如碱基,甲基化

突变:碱基对配对发生变化

  • 大多数DNA损伤可以被修复;
  • 而其它生物大分子损伤后则被降解;
  • 原因:
    • 一方面,细胞内DNA分子的拷贝数少:必须修复
    • 另一方面,DNA的结构决定其容易修复:可以修复

第二节 DNA损伤的类型

1 造成DNA损伤的因素

  • 内在因素:
    • DNA结构本身的不稳定;
    • DNA复制中的碱基错配;
    • 氧自由基(reactive oxygen species, Ros);
  • 环境因素:
    • 化学因素-各种化学诱变剂,如黄曲霉素、烷基化试剂等
    • 物理因素-紫外辐射和离子辐射(x射线和v射线)等

2 DNA损伤的类型

  • 碱基损伤:

    • 碱基丢失
    • 碱基转换
    • 碱基修饰
    • 碱基交联
    • 碱基错配
  • DNA链的损伤:

    • 链的断裂
    • DNA链的交联
    • DNA与蛋白质之间的交联

3 DNA损伤修复机制

  • DNA 是唯一的可以被特意修复的生物分子;其他生物分子损伤后则被降解或者被替代。
  • 即使在基因组非常小的生物体中,也有100多种
  • 基因参与各种 DNA修复机制。
    许多肿瘤(可能是大多数肿瘤)与DNA修复机制的缺陷有关,至少部分有关。

3.1 直接修复

  • 特征:损伤DNA的直接逆转
    • 修旧如旧

3.2 切除修复

  • 多步骤;

  • 能修复大多数的DNA损伤:

    • 切掉旧的,补上新的
  • 一般步骤

    • 识别(Recognize)
    • 切除(Remove)
    • 再合成 (Resynthesize)
    • 再连接(Religate)

3.3 双链断裂修复

  • DNA双链断裂是一种严重的损伤;
  • 细胞主要有两种机制来修复DNA双链断裂;
    • 同源重组:准确性较高:酵母;
    • 非同源末端连接:准确性低;哺乳动物;(准确性较低,往往会造成突变)

3.4 重组修复

  • 也称复制后修复;
  • 依赖于同源重组机制;
  • 复制后,损伤依然存在,等待真正的DNA损伤修复;

3.5 跨越合成

  • 由特殊的DNA POl在损伤位点的子链上随机添加核苷酸(正确的或者错误的);
  • 人体中参与跨越合成的DNApol有30多种,这些酶一般进行性很低(1个或几个核苷酸)
    无校对功能;
  • error-prone bypass

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