DNA的损伤和修复讲解PPT教学课件.ppt

DNA损伤和修复，南华大学心血管疾病研究所动脉硬化学湖南省重点实验室，1，DNA损伤和修复，Mutagen(诱变剂)，完全修复，DNA损伤，碱基的化学反应，损伤修复，有效修复，不能修复，不完全修复生理因素：身体代谢过程中产生的有毒物质，DNA复制不一致，DNA本身的热不稳定性。第一节各种因素可能导致DNA损伤，其机制3，(a)取决于辐射损伤DNA的工作原理：电离辐射(粒子、粒子、射线、射线等)直接作用：能量直接传递给大分子，引起结构破坏的间接作用：辐射首先作用于溶剂分子紫外线对DNA的损害，6，(2)自由基对DNA的损害，自由基：原子和分子可以独立存在，在细胞核中没有配对。 自由基的产生可能是外部因素与体内物质共同作用的结果。自由基损伤碱、核糖、磷酸二磷，导致DNA的结构和功能异常。7，(3)化学毒物引起的DNA损伤可以根据其作用原理分为：基本类似物基本晶状体包含染料，8，1，基本类似物，2-氨基嘌呤2-氨基嘌呤亚硝酸盐(nitrousachonio 2)羟基氨(hydroxylamineHA)乙基甲烷甲烷甲烷磺酸盐(ethylmathanesulfonateEMS)N-甲基-N-硝基-N(b)羟基改性c；(c)甲烷磺酸盐改性t(引自Russell，1992)。12，3，DNA中染料的损伤效应，AcridineOrangeAO，平面染料分子，溴化b锭(ethidiumromideb)，atttcg-taaagc-，-AAA:碱基剥离、碱基破坏、嘧啶二聚体形成、单链和双链DNA破坏、DNA交联、DNA-蛋白质交联等常见损伤。14，(a)碱基和核糖的损伤导致DNA链形成不稳定部位，最终导致DNA链断裂。15，16，DNA分子上的碱基对位点突变。发生在同一个碱基之间。也就是说，弗瑞代替了其他的嘌呤，或者嘧啶代替了其他的嘧啶。1 .变形，发生在成型的基础之间。purine pyrimidine或pyrimidine。2 .转换，(2)不匹配，17，镰状细胞贫血患者Hb(HbS)亚单位，正常成人Hb(HbA)亚单位，18，(3) DNA链骨折，磷酸二酯结合碱基的破坏和DNA链脱落引起的不稳定部位是DNA链断裂的间接原因。单链断裂(SSB):单股断裂的DNA双股双股断裂(DSB):双股同时在同一点或附近邻居处断裂。19，(4) DNA交联，链间交联：DNA双螺旋链的一条基本和另一条链的基本是共价键：DNA分子中同一链内的两个碱基是共价键DNA-蛋白质交联：DNA和蛋白质是共价键，20，一般DNA修复方法：直接修复、切除修复、不匹配修复和重组修复，21、(a)直接修复，在单个基因产物的催化下，细胞对DNA的特定损伤很容易修复。这种修理方法叫直接修理。包括酶光学复活、嘌呤的直接插入、o6-甲基胍- DNA甲基转移、单链断裂再连接等。22，1)，酶光复活，23，可直接修复烷基化碱，24，2)嘌呤直接插入酶损伤嘌呤APS插入嘌呤插入酶DNA连接酶催化DNA双螺旋结构的一条缝中的一个5 磷酸根和相邻的3 羟基，形成磷酸酯键。连接所需的能量ATP(如动物细胞)。26，27，切除受损的部分(或附近的特定部分)，然后用正确配对的完整碱基替代。认识(损伤部位)切除修复连接，酶，蛋白质，DNA聚合酶，DNA连接酶，(2)，切除和修复，因产品而异：基本切除修复，核苷酸切除修复，28，1主要工序是水解损坏的碱基和脱氧核糖磷酸链之间的n-糖苷键。反应由糖基化酶种类催化。也就是说，糖化酶APS内部，外部切割酶去除残留底物对侧链进行模板修复DNA连接酶连接整个修复过程可以分为以下几个步骤：29，DNA糖苷酶识别消融变化的基本核酸内切酶去除磷酸二价结合DNA聚合酶 DNA连接酶连接填充，30，2。已识别的酶：(1)分别在特定的e . g . urasil DNA糖苷酶- DNA中u (c突变)识别(2)作用：-DNA中改变的基本水解-受损碱基与脱氧核糖之间的糖苷结合，使受损碱基脱落，31，e .在coli中，UvrA、UvrB、UvrC三种蛋白质必须同时存在才能工作，因此UvrABC也称为去除核糖体。UvrA是一种损伤识别蛋白腺苷三磷酸水解酶。UvrB和A2B1复合物结合在损伤部位，释放和扭曲DNA，引起UvrB结构变化，在损伤部位紧密结合。UvrA与UvrBDNA复合体分离。UvrC成为特定的连接目标。UvrB在损伤3 侧内接，复合物形态发生变化，UvrC可以在5 侧进行第二次切开。(分解酶)从DNA链释放寡核苷酸片段和UvrC，然后用DNA聚合酶取代UvrB。修理缺陷区域。最后，用连接体连接补丁。2)。核苷酸切除，33，34，35，DNA双链严重损伤时，需要另一种机制来完成正确的治疗。一种情况是两条链同时损坏。另一种情况是，单链损坏尚未修复时发生复制，导致与损坏位置对应的新链缺少正确模板。这时，重组酶将另一个完好的双链DNA移近损伤位置，提供正确的模板，需要重组。这是重组修理。，(c)重组修复，36，重组修复(链转移修复)，复制后修复容易出错，RecA，DNApolymeraeligase，二量体后开始，RecA，聚合酶，接合酶复制保真度提高102到103倍(4)；错误恢复；38；错误恢复系统(Mismatchrepairsystem)；DNApolymeraseHelicaseSSB外切核酸酶(和)连接酶)在m6A甲基化敏感部位，平均每2kb有GATCseq。错误恢复系统识别甲基化引导、40、甲基化程度的差异、a、MutH/MutS扫描识别与错误碱基相邻的GATC序列触点。-甲基化GATC中，g的5 侧，dnahelicasei，SSB，exonuclease去除包含错误碱基的片段，DNApolymeraseIII和DNAligase填补缝隙，使用昂贵的代价确保DNA的准确性，(2)简易修复(SOS修复SOS repair)，“SOS”是国际通用的紧急呼叫信号。SOS恢复是在DNA严重受损，细胞处于危急状态时诱导的一种DNA恢复方法。恢复结果只是维持基因组的完整性，提高细胞的生成率，但还剩下更多的错误，因此细胞有更高的突变率，也被称为错误倾向修复(error prone repair)。该系统由12种以上的恢复蛋白组成。调控蛋白LexA参与了这个系统的启动。42，(2)SOS恢复机制，SOS恢复-没有模板指导的DNA复制，大容量紫外线调查，生成大量二聚体，诱导SOS系统，错误潜伏复制超出二聚体进行，43，SOS恢复只是SOS反应的一部分，RecA三个功能，45，当DNA复制被阻止时/DNAdamaged，46，克服困难后47，第二，参与DNA恢复的主要基因，与DNA恢复相关的基因：直接参与DNA恢复的基因DNA恢复调节相关的基因，48，甲基化损伤修复相关基因的突变可以用作甲基化损伤的基因型标记。MGMT突变可用作甲基化损伤的基因型标记。2.与切除和修复相关的酶和基因可以用作切除和修复的生物标记。大肠杆菌Uvr基因家族，人类ecrr基因。3.不匹配恢复相关基因可以作为检测不匹配恢复功能的标记。4.DNA聚合物突变可以为碱基切除起到标记功能缺陷的作用。酶的突变导致了基本切除和修复功能的缺陷。49，5。Ku蛋白和