DNA的突变及损伤修复课件

2.6DNA的突变及损伤修复1DNA的突变2DNA的损伤修复2.6DNA的突变及损伤修复1DNA的突变1、DNA的突变1.1突变的具体表现

1.2突变产生的原因1、DNA的突变1.1突变的具体表现1.1突变的具体表现1、碱基对的置换（substitution）转换(Transition)：最普通的一种点突变，指一种嘧啶被另一种嘧啶代替，一种嘌呤被另一种嘌呤代替。使GC对被AT对替换，或者相反。

颠换(Transversion)：另一种不常见的点突变，嘌呤被嘧啶代替或者相反，因此AT对变成了TA、GC对。2、移码突变（frameshiftmutation）由碱基的缺失或插入造成。1.1突变的具体表现1、碱基对的置换（substitut

DNA突变的类型

-T-C-G-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-C-G-A-C-A-T-G-C-转换

-T-C-G-A-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-T-C-G-A-C-A-T-G-C-插入A

-T-C-G-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-G-A-C-A-T-G-C-缺失T野生型基因

-T-C-G-A-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-T-G-A-C-A-T-G-C-

-T-C-G-T-C-T-G-T-A-C-G--A-G-C-A-G-A-C-A-T-G-C-颠换碱基对的置换(substitution)移码突变(framesshiftmutation)DNA突变的类型

-T-C-G-G-C-T-G-T-A-1.2突变产生的原因两个概念：自发突变（spontaneousmutation)：由于正常的细胞活动，或细胞与环境的随机相互作用，这些过程所引起的生物DNA序列的改变。诱发突变（inducedmutation):

特定的化学或物理因素引起的DNA序列改变。Note:所有突变都包含DNA序列的改变；1.2突变产生的原因两个概念：（一）DNA分子的自发性损伤1、DNA复制中的错误以DNA为模板按硷基配对进行DNA复制是一个严格而精确的事件，但也不是完全不发生错误的。2、DNA的自发性化学变化生物体内DNA分子可以由于各种原因发生变化，至少有：①碱基的异构互变；②碱基的脱氨基作用；③脱嘌呤与脱嘧啶；④碱基修饰与链断裂（一）DNA分子的自发性损伤1、DNA复制中的错误（二）物理因素引起的DNA损伤1、紫外线引起的DNA损伤当DNA受到最易被其吸收波长（～260nm）的紫外线照射时，主要是使同一条DNA链上相邻的嘧啶以共价键连成二聚体。2、电离辐射引起的DNA损伤电离辐射损伤DNA有直接和间接的效应，直接效应是DNA直接吸收射线能量而遭损伤；间接效应是指DNA周围其他分子（主要是水分子）吸收射线能量产生具有很高反应活性的自由基进而损伤DNA。损伤包括：①碱基变化;②脱氧核糖变化;③DNA链断裂;④交联。（二）物理因素引起的DNA损伤1、紫外线引起的DNA损伤（三）化学因素引起的DNA损伤1、烷化剂对DNA的损伤①碱基烷基化;②碱基脱落;③断链;④交联2、碱基类似物、修饰剂对DNA的损伤

如:人工可以合成一些碱基类似物用作促突变剂或抗癌药物，如5-溴尿嘧啶（5-BU）、5-氟尿嘧啶（5-FU）、2-氨基腺嘌呤（2-AP）等。还有一些人工合成或环境中存在的化学物质能专一修饰DNA链上的碱基或通过影响DNA复制而改变碱基序列，例如亚硝酸盐能使C脱氨变成U，经过复制就可使DNA上的G-C变成A-T对。（三）化学因素引起的DNA损伤1、烷化剂对DNA的损伤2DNA的损伤修复2.1错配修复2.2

切除修复2.3

DNA直接修复2.4

重组修复2.5

SOS反应诱导的修复2DNA的损伤修复2.1错配修复2.1错配修复

（Mismatchrepair)

原核细胞内存在Dam甲基化酶，能使位于5`GATC序列中腺苷酸的N6位甲基化。复制后DNA在短期内（数分钟）为半甲基化的GATC序列，一旦发现错配碱基，即将未甲基化链切除一段包含错误碱基的序列，并以甲基化的链为模板进行修复。2.1错配修复

（Mismatchrepair)据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图据母链甲基化原则找出错配碱基的示意图碱基错配修复过程示意图碱基错配修复过程示意图

2.2切除修复

（excisionrepair)2.2切除修复

（excisionrepair)2.2.1碱基切除修复

（base-excisionrepair)2.2.1碱基切除修复

（base-excision糖苷水解酶：细胞中的各种，能特异切除受损核苷酸上的N-β-糖苷键，在DNA链上形成AP位点(去嘌呤或去嘧啶位点)。AP核酸内切酶：能在AP位点附近（5`或3`位置）将DNA链切开；核酸外切酶：移去包括AP位点核苷酸在内的小片段DNA；DNA聚合酶I：合成新片段；DNA连接酶：连接切口而修复。糖苷水解酶：细胞中的各种，能特异切除受损核苷酸上的N-β-2.2.2核苷酸切除修复

（nucleotide-excisionrepair）

当DNA链上相应位置的核苷酸发生损伤，导致双链之间无法形成氢键，在一系列酶的作用下，将DNA分子中受损伤部分切除掉，并以完整的那一条链为模板，合成出切去的部分，然后使DNA恢复正常结构的过程。2.2.2核苷酸切除修复

（nucleotide-excDNA的损伤和切除修复碱基丢失碱基缺陷或错配结构缺陷切开核酸内切酶核酸外切酶切除DNA聚合酶DNA连接酶AP核酸内切酶核酸外切酶切开切除修复连接糖苷酶DNA的损伤和切除修复碱基丢失碱基缺陷或错配结构缺陷切开核酸2.3DNA直接修复

（directrepair）

生物体内存在多种DNA损伤以后而并不需要切除碱基或核苷酸的机制，把损伤的碱基回复到原来状态的一种修复方式称为DNA的直接修复。2.3DNA直接修复

（directrepair）DNA的突变及损伤修复课件DNA紫外线损伤的光复合酶修复1、形成嘧啶二聚体2、光复合酶结合于损伤部位3、酶被可见光激活4、修复后酶被释放DNA紫外线损伤的光复合酶修复1、形成嘧啶二聚体2、光复合酶DNA的突变及损伤修复课件2.4重组修复

（Recombinationrepair）

又被称为“复制后修复”，它发生在复制之后。机体细胞对在复制起始时沿未修复的DNA损伤部位可以先复制再修复，即先跳过该损伤部位，在新合成链中留下一个对应于损伤序列的缺口，该缺口由DNA重组来修复。即从同源DNA的母链上将相应核苷酸序列片段移至子链缺口处，然后用再用新合成的序列来补上母链的空缺。2.4重组修复

（RecombinationrepDNA的重组修复胸腺嘧啶二聚体复制核酸酶及重组蛋白修复复制DNA聚合酶DNA连接酶重组DNA的重组修复胸腺嘧啶二聚体复制核酸酶及重组蛋白修复复制D2.2.6SOS反应诱导的修复

SOSresponse&DNArepairSOS反应：细胞DNA受到损伤或复制系统受到抑制的紧急情况下，为求得生存而出现的应急效应。SOS修复是指DNA受到严重损伤、细胞处于危急状态时所诱导的一种DNA修复方式。留下的错误较多，故又称为错误倾向修复（error-pronerepair），使细胞有较高的突变率。

2.2.6SOS反应诱导的修复

SOSresponse研究情况

应该说目前对真核细胞的DNA修复的反应类型、参与修复的酶类和修复机制了解还不多，但DNA损伤修复与细胞突变、寿命、衰老、肿瘤发生、辐射效应、某些毒物的作用都有密切的关系。人类遗传性疾病已发现4000多种，其中不少与DNA修复缺